متابارکدینگ جوامع قارچی خاک مرتبط با زعفران رشد یافته در مزرعه آلپ مایه‌زنی شده با قارچ‌های مایکوریزا

قارچ‌های خاک به شدت بر ساختار و عملکرد اکوسیستم تأثیر می‌گذارند و نقش کلیدی در بسیاری از خدمات اکولوژیکی به عنوان تجزیه‌کننده‌ها، همزیست‌های گیاهی و پاتوژن‌ها ایفا می‌کنند. قارچ‌های میکوریزای آربوسکولار (AMF) ارتباطات همزیستی متقابل با ریشه‌های گیاه برقرار می‌کنند و به عنوان کودهای زیستی با افزایش جذب مواد مغذی و آب توسط گیاه عمل می‌کنند. اطلاعات دربارهٔ ارتباط AMF با زعفران (Crocus sativus L.) و تأثیر آن‌ها بر عملکرد محصول و کیفیت ادویه در سال‌های اخیر افزایش یافته است.

با این حال، همچنان داده‌های کمی در مورد تنوع زیستی جوامع میکروبی خاک مرتبط با این محصول در محیط‌های آلپی موجود است. اهداف این مطالعه بررسی جوامع قارچی دو سایت آزمایشی آلپی کشت شده با زعفران و رتبه‌بندی تأثیر نسبی دو گونه AMF بود که به خاک به عنوان گونهٔ تک (R = Rhizophagus intraradices, C. Walker & A. Schüßler) یا مخلوطی از دو گونه (M = R. intraradices و Funneliformis mosseae, C. Walker & A. Schüßler) اعمال شده بودند.

بر جوامع قارچی ساکن که ممکن است از نظر تنوع و ترکیب تحت تأثیر قرار گیرند، تمرکز شد. ما از متابارکدینگ Illumina MiSeq بر روی ناحیه هسته‌ای ریبوزومی ITS2 برای شناسایی جوامع قارچی مرتبط با کشت زعفران (Crocus sativus) در دو مزرعه واقع در شهرداری‌های سنت کریستف (SC) و مورژکس (MG)، (دره آوستا، ایتالیا) استفاده کردیم که یا با تلقیح‌های AMF درمان شده بودند یا نشده و طی دو سال متوالی نمونه‌برداری شدند (Y1؛ Y2). تحلیل داده‌ها به‌طور مداوم نشان داد که باشیدیومایکوتا (Basidiomycota) به‌طور ویژه‌ای در هر دو سایت و سال‌های نمونه‌برداری (Y1 و Y2) فراوان بودند. همچنین تفاوت‌های قابل توجهی در توزیع مجموعه‌های تاکسون قارچی در سطح راسته و رده بین دو سایت پیدا شد.

تفاوت‌های اصلی ترکیبی شامل تغییرات فراوانی معنی‌دار در OTUهایی بود که متعلق به دوتیده‌ومایکوت‌ها و لئوتیومایکوت‌ها (Ascomycota)، آگاریکومایکوت‌ها و ترملومایکوت‌ها (Basidiomycota)، مورتیرل‌ومایکوت‌ها و موکورومایکوت‌ها بودند.تفاوت‌های بیشتر مربوط به واحدهای تناوب عملکردی (OTU) از کلاس‌های دیگر بود که تنها در سال اول یا دوم نمونه‌برداری به طور قابل توجهی نمایان شدند. در مورد کلومرومایکوتا (Glomeromycota)، رایج‌ترین سرده، کلاروئیدوگلوموس (Claroideoglomus) بود که همواره در هر دو منطقه و در هر دو سال شناسایی شد. سایر سرده‌های AMF مانند فانولی‌فورمیس (Funneliformis)، سپتوگلوموس (Septoglomus) و مایکرو دومینیکیا (Microdominikia) فقط در سایت MG بازیابی شدند. نتایج نشان داد که نه مناطق و نه تلقیح به طور قابل توجهی بر جوامع قارچی مزرعه زعفران آلپی تأثیر نداشتند؛ در عوض، سال نمونه‌برداری بیشترین تأثیر ملموس را بر جوامع ساکن داشت.

Soil fungi strongly influence ecosystem structure and functioning, playing a key role in many ecological services as decomposers, plant mutualists and pathogens. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) establish mutualistic symbiotic associations with plant roots and act as biofertilizers by enhancing plant nutrients and water uptake. Information about the AMF association with Crocus sativus L. (saffron) and their impact on crop performances and spice quality has been increasing in recent years. Instead, there is still little data on the biodiversity of soil microbial communities associated with this crop in the Alpine environments.

The aims of this study were to investigate the fungal communities of two Alpine experimental sites cultivated with saffron, and to rank the relative impact of two AMF inocula, applied to soil as single species (R = Rhizophagus intraradices, C. Walker & A. Schüßler) or a mixture of two species (M = R. intraradices and Funneliformis mosseae, C. Walker & A. Schüßler), on the resident fungal communities which might be influenced in their diversity and composition. We used Illumina MiSeq metabarcoding on nuclear ribosomal ITS2 region to characterize the fungal communities associated to Crocus sativus cultivation in two fields, located in the municipalities of Saint Christophe (SC) and Morgex (MG), (Aosta Valley, Italy), treated or not with AMF inocula and sampled for two consecutive years (Y1; Y2).

Data analyses consistently indicated that Basidiomycota were particularly abundant in both sites and sampling years (Y1 and Y2). Significant differences in the distribution of fungal taxa assemblages at phylum and class levels between the two sites were also found. The main compositional differences consisted in significant abundance changes of OTUs belonging to Dothideomycetes and Leotiomycetes (Ascomycota), Agaricomycetes and Tremellomycetes (Basidiomycota), Mortierellomycetes and Mucoromycetes. Further differences concerned OTUs, of other classes, significantly represented only in the first or second year of sampling. Concerning Glomeromycota, the most represented genus was Claroideoglomus always detected in both sites and years. Other AMF genera such as Funneliformis, Septoglomus and Microdominikia, were retrieved only in MG site. Results highlighted that neither sites nor inoculation significantly impacted Alpine saffron-field fungal communities; instead, the year of sampling had the most appreciable influence on the resident communities.