Quantitation of endorhizal fungi in High Arctic tundra ecosystems through space and time: the value of herbarium archives

摘要

Mycorrhizal fungi are widespread in temperate and tropical regions, but generally are thought to be relatively depauperate at high latitudes. The potential impact of global warming on the polar ecosystems has renewed interest in research into tundra soil microbiota. Although logistical impediments limit field access, herbarium accessions are a potential resource for surveying mycorrhizal distribution. We present: (i) a method for examining fungi in roots of herbarium specimens that provides morphological preservation comparable to formalin fixation; and (ii) a multiple quantitation method to assess diverse morphotypes. Arbuscular mycorrhizae, fine endophytes, and septate endophytes were widespread in Asteraceae roots from Axel Heiberg and Ellesmere islands, Arctic Canada, during 2004. Roots from the same species collected from this region since 1982, stored in our herbarium, consistently contained abundant endorhizal fungi. Although 2004 was one of the coolest growing seasons in the survey, mycorrhizal abundance was highest in that year. Endorhizal fungi are likely to be important for plant survival and soil-forming processes in High Arctic tundra environments, and may be sensitive to climate variation.Les champignons mycorhiziens sont répandus dans les régions tempérées et tropicales, mais on croit généralement qu'ils sont relativement mois abondants sous les hautes latitudes. L'impact potentiel du réchauffement global sur les écosystèmes polaires renouvelle l'intérêt pour la recherche sur les microorganismes édaphiques de la toundra. Alors que des empêchements logistiques limitent l'accès au terrain, les spécimens d'herbiers constituent une ressource potentielle pour observer la distribution des mycorhizes. Les auteurs présentent: (i) une méthode pour examiner les champignons dans les racines de spécimens d'herbiers, qui présentent une conservation morphologique comparable à la fixation au formol; (ii) une méthode de quantification multiple pour évaluer divers morphotypes. Les mycorhizes arbusculaires, les endophytes fins, et les endophytes septés, étaient largement répandus chez les racines des Asteraceae provenant des îles d'Axel Heiberg et Ellesmere, de l'Arctique canadien, en 2004. Les racines de ces mêmes espèces récoltées dans la même région depuis 1982, conservées dans les herbiers des auteurs, contiennent régulièrement des champignons endorhiziens. Bien que 2004 fut une des saisons de croissance les plus froides pour la période observée, l'abondance des mycorhizes a été la plus grande cette année là. Les champignons endorhiziens sont vraisemblablement importants pour la survie des plantes et la pédogénèse dans les environnements de tundra du Haut Arctique, et ils pourraient être sensibles aux variations climatiques.