The effect of flavones and flavonols on colonization of tomato plants by arbuscular mycorrhizal fungi of the genera Gigaspora and Glomus

SCERVINO J.M; PONCE M.A.; ERRA-BASSELLS R; BOMPADRE M; VIERHEILIG H; OCAMPO J.A

CANADIAN JOURNAL OF MICROBIOLOGY

NRC Research Press

Lugar: canada; Año: 2007 vol. 53 p. 702 - 709

0008-4166

Abstract: No clear data are available on how flavonoids from different chemical groups affect root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and whether flavonoids affecting the presymbiotic growth of AMF also affect root colonization by AMF. In the present work, we compared the effect of flavones (chrysin and luteolin) and flavonols (kaempferol, morin, isorhamnetin, and rutin) on root colonization (number of entry points and degree of root colonization) of tomato plants (Lycopersicum esculentum L.) with the effect of these flavonoids on the presymbiotic growth of these AMF, which has been reported in a recent study. With all tested AMF (Gigaspora rosea, Gigaspora margarita, Glomus mosseae, and Glomus intraradices) a correlation between the number of entry points and the percentage of root colonization was found. When the number of entry points was high, root colonization was also enhanced. Application of the flavones chrysin and luteolin and of the flavonol morin increased the number of entry points and the degree of colonization,whereas the flavonols kaempferol, isorhamnetin, and rutin showed no effect. These results show that in contrast to their effect on the presymbiotic growth of the AMF on the level of root colonization, the tested flavonoids do not exhibit a genus- and species-specificity. Moreover, comparison of our data with the data obtained by J.M. Scervino, M.A. Ponce, R. Erra-Bassells, H. Vierheilig, J.A. Ocampo, and A. Godeas. (2005a. J. Plant Interact. 15: 22–30) indicates that a positive effect on the hyphal growth of AMF does not necessarily result in an enhanced AM root colonization, further indicating that the mode of action of flavonoids at the level of root colonization is more complex. Key words: arbuscular mycorrhiza, flavonoids, flavones, flavonols, signal molecules, symbiosis.Résumé : Il n’existe pas de données claires sur la façon dont les flavonoïdes appartenant à différents groupes chimiques affectent la colonisation racinaire par les champignons mycorhizes à arbuscule (CMA) et si les flavonoïdes qui affectent la croissance pré-symbiotique des CMA affectent aussi la colonisation racinaire par les CMA. Dans ce travail, nous avons comparé les effets exercés par des flavones (chrysine, lutéoline) et de flavonols (kaempférol, morine, isorhamnétine, rutine) sur la colonisation des racines (nombre de points d’entrée et degré de colonisation des racines) de plants de tomate (Lycopersicum esculentum L.) avec les effets que ces flavonoïdes exercent sur la croissance pré-symbiotique des CMA, rapportés récemment. Une corrélation entre le nombre de points d’entrée et le pourcentage de colonisation racinaire a été trouvée chez tous les CMA testés (Gigaspora rosea, Gigaspora margarita, Glomus mosseae et Glomus intraradices). Lorsque le nombre de points d’entrée était élevé, le pourcentage de colonisation des racines était aussi élevé. L’application de chrysine et de lutéoline (flavones) et de morine (flavonol) a augmenté le nombre de points d’entrée et le degré de colonisation, alors que les autres flavonols (kaempférol, isorhamnétine et rutine) n’avaient aucun effet. Ces résultats démontrent que contrairement à leurs effets sur la croissance pré-symbiotique des CMA, les flavonoïdes testés ne manifestent pas de spécificité de genre ou d’espèce en ce qui a trait au degré de colonisation des racines. De plus, la comparaison de nos résultats avec ceux obtenus par J.M. Scervino, M.A. Ponce, R. Erra-Bassells, H. Vierheilig, J.A. Ocampo, and A. Godeas (2005a. J. Plant Interact. 15: 22–30), révèle qu’un effet positif des CMA sur la croissance des hyphes ne résulte pas nécessairement en une augmentation de la colonisation des racines par les MA, indiquant que le mode d’action des flavonoïdes sur la colonisation des racines est plus complexe.