Keunikan Simbiosis Mutualisme Agens Hayati Mikoriza

Gambaran proses hubungan mutualisme antara mikoriza dengan tanaman

Jamur mikoriza membentuk hubungan timbal balik dengan akar sebagian besar spesies tanaman. Dalam hubungan seperti itu, baik tanaman itu sendiri maupun bagian-bagian dari akar yang menjadi tempat jamur, dikatakan mikoriza. Relatif sedikit dari hubungan mikoriza antara spesies tanaman dan jamur telah diperiksa sampai saat ini, tetapi 95% dari keluarga tanaman diselidiki didominasi mikoriza yang baik (menguntungkan) dalam arti bahwa sebagian besar spesies mereka berhubungan menguntungkan dengan mikoriza, atau benar-benar tergantung pada mikoriza. The Orchidaceae terkenal sebagai famili yang mana dengan tidak adanya mikoriza menguntungkan akan berakibat fatal bahkan untuk perkecambahan biji.
Penelitian terbaru tentang menunjukkan bahwa jamur mikoriza dan tanaman memiliki hubungan yang mungkin lebih kompleks daripada sekadar mutualistis. Hubungan tak terduga ini adalah mikoriza menimbun nitrogen dari akar tanaman pada saat kelangkaan nitrogen. Penelitian lain menyimpulkan bahwa beberapa mikoriza mendistribusikan nutrisi berdasarkan lingkungan dengan tanaman di sekitarnya dan mikoriza lainnya. Hal ini dapat menjelaskan mengapa mikoriza tidak meringankan pembatasan nitrogen tanaman, dan mengapa tanaman dapat beralih secara tiba-tiba dari strategi campuran dengan akar mikoriza dan non-mikoriza ke strategi mikoriza murni karena ketersediaan nitrogen tanah menurun. Hal ini menjelaskan pula bahwa lebih banyak variasi dalam kekuatan mutualisme mikoriza daripada faktor ekologis. Dalam mikoriza mutualistik, tanaman memberikan karbohidrat (produk fotosintesis) ke jamur, sedangkan jamur memberikan air dan mineral pada tanaman sebagai gantinya.

Pertukaran gula-air / mineral

Hubungan mutualistik ini tanaman menyediakan jamur mikoriza dengan secara konstan dan langsung ke karbohidrat, seperti glukosa dan sukrosa. Karbohidrat ditranslokasi dari sumbernya (biasanya daun) ke jaringan akar dan ke mitra jamur tanaman. Sebagai imbalannya, tanaman mendapatkan manfaat dari daya serap miselium yang lebih tinggi untuk air dan nutrisi mineral, sebagian karena luas permukaan hifa jamur yang lebih lama dan lebih halus daripada rambut akar tanaman, dan sebagian karena beberapa jamur tersebut dapat memobilisasi mineral tanah tidak tersedia untuk akar tanaman. Efeknya adalah untuk meningkatkan kemampuan penyerapan mineral tanaman.
Akar tanaman tanpa bantuan mungkin tidak dapat mengambil nutrisi yang secara kimia atau fisik tidak bergerak; contohnya termasuk ion fosfat dan zat gizi mikro seperti besi. Salah satu bentuk imobilisasi tersebut terjadi di tanah dengan kandungan liat tinggi, atau tanah dengan pH basa kuat. Namun, miselium dari jamur mikoriza dapat mengakses banyak sumber nutrisi tersebut, dan membuatnya tersedia untuk tanaman yang mereka jajah. Dengan demikian, banyak tanaman yang dapat memperoleh fosfat, tanpa menggunakan tanah sebagai sumbernya. Bentuk imobilisasi lainnya adalah ketika nutrisi terkunci dalam bahan organik yang lambat membusuk, seperti kayu, dan beberapa jamur mikoriza bertindak langsung sebagai organisme pembusukan, memobilisasi nutrisi dan meneruskan sebagian ke tanaman inang; misalnya, di beberapa hutan distrofik, sejumlah besar fosfat dan nutrisi lainnya diambil oleh hifa mikoriza yang bertindak langsung pada serasah daun, melewati kebutuhan untuk penyerapan tanah.

Dalam beberapa hubungan yang lebih kompleks, jamur mikoriza tidak hanya mengumpulkan unsur hara tanah yang tidak bergerak, tetapi menghubungkan setiap tanaman secara bersamaan dengan jaringan mikoriza yang mengangkut air, karbon, dan unsur hara lainnya langsung dari tanaman ke tanaman melalui jaringan hifa bawah tanah. Suillus tomentosus, jamur basidiomycete, menghasilkan struktur khusus yang dikenal sebagai tuberculate ectomycorrhizae dengan inang tanaman pinus lodgepole (Pinus contorta var. Latifolia). Struktur-struktur ini telah terbukti menjadi inang bagi bakteri pengikat nitrogen yang menyumbang nitrogen dalam jumlah yang signifikan dan memungkinkan pinus untuk berkoloni di tempat-tempat yang miskin unsur hara.

Sekilas mekanisme kerja Mikoriza

Mekanisme dimana mikoriza meningkatkan penyerapan termasuk beberapa yang bersifat fisik dan beberapa yang bersifat kimia. Secara fisik, kebanyakan miselia mikoriza memiliki diameter yang jauh lebih kecil daripada akar atau rambut akar terkecil, dan dengan demikian dapat mengeksplorasi bahan tanah yang tidak dapat dijangkau oleh akar dan rambut akar, dan menyediakan area permukaan yang lebih besar untuk penyerapan. Secara kimiawi, kimia membran sel jamur berbeda dari tanaman. Misalnya, mereka dapat mengeluarkan asam organik yang melarutkan atau mengkelat banyak ion, atau melepaskannya dari mineral melalui pertukaran ion. Mikoriza sangat bermanfaat bagi mitra tanaman di tanah yang miskin unsur hara.

Mikoriza Meningkatkan Ketahanan terhadap Penyakit, kekeringan dan resistensi salinitas?

Tanaman mikoriza sering lebih tahan terhadap penyakit, seperti yang disebabkan oleh mikroba patogen yang ditularkan melalui tanah. Asosiasi ini telah ditemukan untuk membantu pertahanan tanaman baik di atas maupun di bawah tanah. Mikoriza telah ditemukan untuk mengeluarkan enzim yang beracun bagi organisme yang ditularkan melalui tanah seperti nematoda. Temuan terbatu menunjukkan bahwa asosiasi mikoriza menghasilkan efek priming pada tanaman sehingga dapat bertindah sebagai daya imun utama bagi tanaman. Ketika hubungan ini terbentuk, respons pertahanan diaktifkan sama dengan respons yang terjadi ketika tanaman diserang. Sebagai hasil dari inokulasi ini, respon pertahanan lebih kuat pada tanaman yang berhubungan dengan mikoriza. Mikoriza juga berkorelasi dengan tingkat kesuburan mikroorganisme lain seperti jamur tanah dan bakteri tanah. Secara signifikan berkorelasi dengan variabel fisik tanah, tetapi hanya dengan permukaan air dan tidak dengan stabilitas agregat dan juga lebih tahan terhadap dampak kekeringan. Signifikansi adanya mikoriza jamur mikoriza meliputi pengurangan stres garam dan efek menguntungkannya pada pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Meskipun salinitas dapat berdampak negatif terhadap jamur mikoriza arbuskular

Mikoriza mempengaruhi Ketahanan pada Hama Serangga?

Penelitian menunjukkan bahwa tanaman yang dihubungkan oleh jamur mikoriza dapat menggunakan koneksi bawah tanah ini untuk menghasilkan dan menerima sinyal peringatan. Khususnya, ketika tanaman inang diserang oleh kutu, tanaman memberi sinyal di sekitar tanaman yang terhubung kondisinya. Tanaman inang melepaskan senyawa organik yang mudah menguap (VOC-volatile organic compounds) yang menarik predator serangga. Tanaman yang terhubung oleh jamur mikoriza juga diminta untuk menghasilkan VOC identik yang melindungi tanaman yang tidak terinfeksi agar tidak menjadi sasaran serangga. Sebaliknya, hal tersebut membantu jamur mikoriza karena mencegah relokasi karbon tanaman yang secara negatif mempengaruhi pertumbuhan jamur dan terjadi ketika tanaman diserang oleh herbivora.

Mikoriza membantu menangkal Racun?

Jamur telah ditemukan memiliki peran perlindungan bagi tanaman yang berakar di tanah dengan konsentrasi logam tinggi, seperti tanah yang asam dan terkontaminasi. Pohon-pohon pinus yang diinokulasi dengan Pisolithus tinctorius yang ditanam di beberapa lokasi yang terkontaminasi menunjukkan toleransi yang tinggi terhadap kontaminan, daya tahan, dan pertumbuhan yang berlaku. Di lapangan ditemukan keberadaan strain Suillus luteus dengan toleransi seng yang bervariasi yang memberikan resistensi terhadap tanaman Pinus sylvestris di sekitarnya. Hal ini mungkin terjadi karena pengikatan logam ke miselium ekstramatrikial jamur, tanpa mempengaruhi pertukaran zat bermanfaat.