Above- and below-ground community structure of ectomycorrhizal fungi in three Norway spruce (Picea abies) stands in Switzerland
Martina Peter, François Ayer, Simon Egli, Rosmarie Honegger
2001
Canadian Journal of Botany
The structure of ectomycorrhizal communities was assessed above-and below-ground at three different sites in Switzerland that are dominated by Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). We applied three different approaches to record the ectomycorrhizal species compositions and their spatial structures and compared them among each other. Sporocarp inventories were carried out weekly for 3 years. Belowground, molecular, and morphological analyses of ectomycorrhizal roots were performed. In the 3
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... ars of sporocarp survey, a total of 128 ectomycorrhizal species was observed. Most abundant in number of species were the genera Cortinarius and Russula in all three sites. Using polymerase chain reaction, only 22% of the ectomycorrhizal species observed in sporocarp surveys were detected in mycorrhizas. Species that produce no or inconspicuous sporocarps were most abundant on the root system in all three study sites. The resolution was clearly inferior in morphotype compared with molecular analyses. Spatial analyses of the ectomycorrhizal species composition among subplots revealed high variability within sites. Within sites, spatial structure with positive autocorrelation was observed based on sporocarp data as well as molecular analyses of root tips at the site where the number of analysed mycorrhizas was sufficiently high. No spatial structure could be detected on this scale by morphotype analyses because of the high variability among soil cores. All three methods showed the same site to be separated from the other two based on ectomycorrhizal species compositions. Stand ages and their histories are discussed as possible explanations for these findings. Résumé : En Suisse, les auteurs ont examiné la structure des communautés ectomycorhiziennes épigées et hypogées sur différents sites, dominés par l'épinette de Norvège (Picea abies (L.) Karst.). Ils ont utilisés trois approches différentes pour noter les compositions en espèces ectomycorhiziennes ainsi que leur structure spatiale, avant de les comparer entre eux. Les inventaires de sporocarpes ont été conduits hebdomadairement pendant 3 ans. Des analyses hypogées, moléculaires et morphologiques, de racines ectomycorhiziennes ont été réalisées. Au cours des trois années d'observation des sporocarpes, ils ont enregistré un total de 128 espèces ectomycorhiziennes. Sur les trois sites, les espèces les plus abondantes appartiennent aux genres Cortinarius et Russula. La réaction de polymérisation en chaîne indique que seulement 22% des espèces mycorhiziennes observées sous forme de sporocarpes se retrouvent sous forme de mycorhizes. Les espèces qui ne produisent pas de sporocarpe, ou encore des sporocarpes peu visibles, sont très abondantes sur les systèmes racinaires dans les trois sites étudiés. La résolution obtenue avec les morphotypes est nettement inférieure à celle obtenue avec les analyses moléculaires. Les analyses spatiales de la composition en espèces ectomycorhiziennes au niveau des sous-parcelles montrent une grande variabilité à l'intérieur des sites. En dedans des sites, sur la base des données des sporocarpes ainsi que des analyses moléculaires des apex racinaires, on observe une structure spatiale avec auto-corrélation positive, pour le site où le nombre de mycorhizes analysées est suffisamment élevé. On ne peut détecter de structure spatiale à cette échelle avec l'analyse des morphotypes à cause de la forte variabilité entre les carottes de sol. Les trois méthodes montrent toutes qu'un même site se distingue des deux autres, sur la base de la composition en espèces de champignons ectomycorhiziens. Les auteurs discutent de l'âge des sites et de leurs historiques comme explications possibles de ces observations.
doi:10.1139/b01-092
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