Seasonal dynamics of structure and functional activity of ectomycorrhizal roots of the Siberian fir | Сезонная динамика строения и функциональной активности эктомикоризных корней пихты сибирской

Английский. The aim of the work was to study seasonal dynamics of the Siberian fir Abies sibirica Ledeb. ectomycorrhizal morpho-anatomical structure, respiration rate and fluorescence. The study was carried out in the bilberry-sphagnum spruce forest in the middle taiga of the Komi Republic, Russia. The morpho-anatomical structure and fluorescence parameters were studied by light and luminescence microscopy. Thin root respiration was studied in intact fine roots in field using an infrared gas analyzer. Twelve subtypes of fungal mantels were revealed in ectomycorrhizal fir roots; their amount and composition demonstrated seasonal dynamic changes. At the beginning of vegetation, the diversity and proportion of pseudoparenchymatous and double covers were maximal. Plant component of ectomycorrhizae that includes cortical parenchyma and stele had high activity of fluorescence during all the vegetation period. The dynamics of staining of fungal component (fungal mantel and Hartig net) was more contrasting. The highest fluorescence intensity of cortical parenchyma was found in ectomycorrhizae with maximal fungal mantel thickness. High proportion of tannin cells in cortical parenchyma was related with low intensity of fungal mantel and Hartig net fluorescence. During vegetation season maximal amount of intensively strained ectomycorrhizal elements occurred in July and unstrained – in June and August. Relation between fine roots respiration and an increase of brightly strained ectomycorrhizal structural elements in fir roots was not statistically significant. Root CO2-emission was lower in May and September in comparison with summer months. For respiration rate of fir fine roots we found its strong positive correlation with the litter temperature.

Русский. Цель работы – охарактеризовать сезонную динамику морфо-анатомической структуры, дыхательной активности и флуоресценции эктомикориз пихты сибирской Abies sibirica Ledeb. Работы проводились в ельнике чернично-сфагновом средней тайги Республики Коми. Показатели морфо-анатомической структуры и флуоресценции изучены методами световой и люминесцентной микроскопии; дыхание измерено у неотрезанных тонких корней с использованием инфракрасного газоанализатора. У эктомикоризных корней пихты зарегистрировано 12 подтипов грибных чехлов, состав и количество которых изменялось в течение вегетационного сезона. В начале вегетации разнообразие и доля псевдопаренхиматических и двойных чехлов были максимальными. В августе и сентябре увеличивалось количество плектенхиматических и бесструктурных чехлов, уменьшалось их разнообразие. Растительный компонент эктомикориз, включающий коровую паренхиму и проводящий цилиндр, имел высокую активность флуоресценции на протяжении всего сезона. Динамика окрашивания грибного компонента (грибного чехла и сети Гартига) была более контрастная. Наибольшую интенсивность флуоресценции коровой паренхимы наблюдали у эктомикориз с максимальными значениями толщины грибных чехлов. Высокая доля танниновых клеток в коровой паренхиме была сопряжена с низкой интенсивностью флуоресценции грибного чехла и сети Гартига. Наибольшее количество интенсивно окрашенных элементов эктомикориз отмечено в июле, а неокрашенных (коричневых) – в июне и августе. Зависимость между дыханием эктомикоризных корней и долей ярко окрашенных структурных элементов была незначима. Отмечали меньшую интенсивность выделения СО2 корнями в мае и сентябре по сравнению с летними месяцами. Выявлена значимая положительная связь дыхания тонких корней пихты с температурой лесной подстилки.