Influence of heavy metals on functioning of mycorrhiza

Celem pracy jest zestawienie informacji w jaki sposób metale ciężkie wpływają na funkcjonowanie symbiozy mikoryzowej oraz jak wykorzystać grzyby mikoryzowe do fitoremediacji terenów metalonośnych. Mikoryza jest powszechnym zjawiskiem występującym na całej kuli Ziemskiej. Grzyby mikoryzowe dostarczają roślinom niezbędne do życia i wzrostu związki mineralne, mikroelementy i wodę, a także chronią przed patogenami oraz negatywnym wpływem czynników zewnętrznych. Rośliny w zamian zaopatrują symbionta grzybowego w związki węgla. Mikoryza szczególnie ważną rolę odgrywa na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Ich nadmiar w glebie wpływa niekorzystnie na rośliny, zaburza wzrost, rozwój, a nawet może prowadzić do obumarcia rośliny. Grzyby mikoryzowe z jednej strony udostępniają metale śladowe roślinom, a z drugiej chronią przed ich toksycznym wpływem. Jednak zbyt duże stężenie metali ciężkich w glebie, które występuje na obszarach dotkniętych przemysłową działalnością człowieka zaburza funkcjonowanie mikoryzy i ogranicza liczbę gatunków zdolnych do przeżycia. Przetrwają tylko te, które wytworzą odpowiednie mechanizmy obronne pozwalające na adaptację do takich warunków. Mechanizmy obronne zarówno u roślin, jak i u grzybów mikoryzowych są bardzo przydatne w fitoremediacji terenów zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Fitostabilizacja wykorzystuje zdolność roślin do unieruchamiania metali w glebie, natomiast w fitoekstrakcji rośliny akumulują duże ich ilości a organach nadziemnych. W obu metodach obecność grzybów mikoryzowych jest niezbędna do odbudowy szaty roślinnej na terenach zdegradowanych.

The aim of this work is to present collected information on the way in which heavy metals influence mycorrhizal symbiosis and on how to use mycorrhizal fungi for phytoremediation of soils contaminated with heavy metals. Mycorrhiza is a phenomenon that occurs all around the world. Mycorrhizal fungi supply plants with mineral compounds essential for their survival and growth, microelements and water, and also offer protection from pathogens and negative external influences. In return, the plants supply their symbiotic fungal partner with carbon compounds. Mycorrhiza plays an exceptionally important role in areas where soils are contaminated with heavy metals. Excess amounts of these metals in the soil are harmful to the plant, disturb its growth and development, and can even lead to necrosis and the death of the plant. Mycorrhizal fungi on the one hand make metals bioavailable for the plants, and on the other protect the plants from the toxic effects of these metals. However, excessively high concentrations of heavy metals, such as can be seen in areas affected by industrial processes, can disrupt mycorrhiza and limit the number of species which are able to survive. Only those species survive which are able to exploit appropriate defence mechanisms allowing them to adapt to these conditions. These defence mechanisms, both among plants and mycorrhizal fungi, are especially useful in the phytoremediation of soils which have been contaminated with heavy metals. Phytostabilisation makes use of the ability of the plants to immobilise the metals in the soil, while in the process of phytoextraction the plants hyperaccumulate these metals in the above ground parts of the plant. In both of these methods, the presence of mycorrhizal fungi is crucial for the regrowth of plant coverage in areas with degraded soils.