Effect of endophyte Epichloë typhina for resistance seeds to thermal stress

WstępGrzyby endofityczne odgrywają ważną rolę w procesach ewolucyjnych i ekologicznych u roślin. Trawa Puccinella distans jest powszechnie zarażona endofitem i wytwarza mniejsze nasiona w porównaniu do roślin nie zainfekowanych grzybem. Celem tej pracy było zbadanie wpływu grzyba endofitycznego na wielkość nasion oraz na masę siewek, w zależności od temperatury i czasu ich nagrzewania.Metody Do eksperymentu użyto nasion trawy Puccinella distans podzielonych na dwie grupy: nie zainfekowaną grzybem (E-) i grupę zainfekowaną grzybem endofitycznym Epichloë typhina (E+). W niniejszym eksperymencie poddano obie grupy działaniu temperatury (21, 48, 53, 58°C) w różnych przedziałach czasu (20, 25, 30 min). Wykonywano pomiar masy wykiełkowanych siewek i liczby wykiełkowanych nasion. Wynik i podsumowanie badańPrzy użyciu ogólnego modelu liniowego (GLM) wykazano, że nasiona zasiedlone przez Epichloë typhina odznaczyły się mniejszą masą niż nasiona nie posiadające endofita (p = 0,000047). Warunki termiczne miały wpływ na masę siewek p = 0,018. Większą masę osiągnęły siewki E- w porównaniu do E+. Jednakże, czas ogrzewania nie wpływał znacząco na masę siewek (p = 0,67). Wraz z upływem czasu (13, 19, 25 dni od wysiania) ujawnia się interakcja między efektami temperatury i czasu nagrzewania oraz obecności grzyba, która w dniu 19 i 25 staje się istotna statystycznie. Co ważne, wyniki uzyskane podczas eksperymentu potwierdzają wnioski, że posiadanie grzyba endofitycznego jest kluczowym czynnikiem decydującym o masie nasion (p = 0,000047).BackgroundEndophytes are important in evolutionary and ecological processes in plants. Puccinella distans grasses are commonly infected by fungal endophytes, producing more and smaller seeds compared to uninfected grasses. Simultaneously, the decrease in seed size protects the grasses against herbivore predators. The aim of this study was to check and test the influences of fungal endophytes not only in seedlings size, but also in biomass, temperature, heating time, as well as the interactions between these factors.MethodsWe used seeds of the grass Puccinellia distans, for both a control group (E-), and Epichloë typhina infected group (E+). In our experimental protocol we subjected the two groups under the combined action of time (20, 25, 30 min.) and temperature (21, 48, 53, 58 °C). We measured the survival rate (successful growing capacity) of the grass seedlings, as well as the biomass of germinated seeds.Results and conclusionsBy fitting the data into a Generalized linear model (GLM), we observed that seeds infected with Epichloë typhina showed significantly smaller biomass than seeds do not affected by the fungus, with the temperature being the most influencing factor (p = 0,018). Interestingly, heating time did not significantly affect the mass of the seeds (p = 0,67). The effects in the course of time (7, 13, 19, 25 days from seeding) revealed the interaction between temperature, heating time and fungus presence, which showed to be significant only at days 19 and 25 (p ≤ 0,05). Importantly, our results support the conclusions of previous studies (in size), that fungal endophytes infection is a crucial factor in the biomass of the grass seeds (p = 0,000047)