กลอมัสในพืช (Glomus fungi)

กลอมัส (Glomus) เป็นสกุลของเห็ดราอาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซัล (Arbuscular mycorrhizal fungi - AM fungi) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบนิเวศทางบก เนื่องจากพวกมันสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกับรากของพืชส่วนใหญ่

ลักษณะสำคัญของเห็ดราสกุลกลอมัส:

- สร้างไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์: กลอมัสสร้างโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าอาร์บัสคูล (arbuscules) ภายในเซลล์รากพืช ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนสารอาหารระหว่างเห็ดราและพืช

- เป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องอาศัยพืช: กลอมัสไม่สามารถเจริญเติบโตได้ด้วยตัวเองในห้องปฏิบัติการหากไม่มีพืชอาศัย

- สปอร์ขนาดใหญ่: สปอร์ของกลอมัสมีขนาดค่อนข้างใหญ่และมีผนังหนา ทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม

- เส้นใยภายนอกราก: กลอมัสสร้างเครือข่ายเส้นใย (hyphae) ที่แผ่ขยายออกไปในดิน ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซับน้ำและธาตุอาหาร เช่น ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน และจุลธาตุอื่นๆ ให้แก่พืช

- พบได้ทั่วไป: เห็ดราสกุลกลอมัสสามารถพบได้ในดินเกือบทุกประเภทและในระบบนิเวศที่หลากหลายทั่วโลก

ลักษณะเฉพาะของ Glomus spp.

โครงสร้างสำคัญ

- เส้นใย (Hyphae): แผ่ขยายในดิน ช่วยดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ

- อาร์บัสคูล (Arbuscules): โครงสร้างแตกแขนงในเซลล์รากพืช ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนสารอาหาร (พืชให้คาร์โบไฮเดรต เชื้อราให้ฟอสฟอรัสและน้ำ)

- เวสิเคิล (Vesicles): ถุงเก็บไขมันและสารอาหารสำรอง

- สปอร์ (Spores): ขยายพันธุ์ในดิน มีขนาดใหญ่และหนาเมื่อเทียบกับ AMF สกุลอื่น

ตัวอย่างสายพันธุ์ Glomus ที่สำคัญ

ชื่อวิทยาศาสตร์ ลักษณะเด่น

Glomus mosseae พบมากในดินเกษตร ทนแล้งได้ดี

Glomus intraradices ช่วยดูดซึมฟอสฟอรัสได้สูง

Glomus fasciculatum เหมาะกับพืชตระกูลถั่ว

Glomus aggregatum ช่วยปรับปรุงดินทราย

ความสัมพันธ์ระหว่างเห็ดราสกุลกลอมัส (Glomus) กับพืชเป็นความสัมพันธ์แบบ พึ่งพาอาศัยกันและกัน หรือที่เรียกว่า ซิมไบโอซิส (symbiosis) และในกรณีนี้เจาะจงเรียกว่า อาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซา (Arbuscular Mycorrhiza - AM)

อาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตและสุขภาพของพืชในระบบนิเวศธรรมชาติและในระบบการเกษตร การส่งเสริมการสร้าง AM ในดินสามารถนำไปสู่การลดการใช้ปุ๋ยเคมี การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรอย่างยั่งยืน และการฟื้นฟูระบบนิเวศที่เสื่อมโทรม

อาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซา (Arbuscular Mycorrhiza - AM) คือ ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน (symbiosis) ที่เกิดขึ้นระหว่าง เห็ดราในกลุ่ม Glomeromycota (โดยเฉพาะสกุล Glomus และสกุลใกล้เคียงอื่นๆ) กับ รากของพืชส่วนใหญ่ (ประมาณ 80% ของพืชบกทั้งหมด)

ลักษณะสำคัญของอาร์บัสคูลาร์ไมคอร์ไรซา:

- การสร้างอาร์บัสคูล (Arbuscules): เป็นโครงสร้างที่สำคัญที่สุดของ AM fungi เห็ดราจะแทรกตัวเข้าไปในเซลล์ชั้นคอร์เทกซ์ของรากพืช แต่จะไม่ทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (plasma membrane) จากนั้นจะแตกแขนงออกเป็นโครงสร้างคล้ายกิ่งไม้เล็กๆ ภายในเซลล์ เรียกว่า อาร์บัสคูล ซึ่งเป็นบริเวณหลักที่มีการแลกเปลี่ยนสารอาหารระหว่างเห็ดราและพืช

- เส้นใยภายนอกราก (Extraradical Hyphae): เห็ดราจะสร้างเครือข่ายเส้นใยที่แผ่ขยายออกไปในดินรอบๆ รากพืช ทำหน้าที่ในการดูดซับน้ำและธาตุอาหารต่างๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช

- เวสิเคิล (Vesicles): เห็ดราบางชนิดในกลุ่ม AM fungi จะสร้างโครงสร้างคล้ายถุงกลมหรือรี ที่เรียกว่า เวสิเคิล ภายในหรือระหว่างเซลล์รากพืช ซึ่งเชื่อว่าเป็นบริเวณที่ใช้ในการสะสมไขมันและเป็นโครงสร้างในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

- สปอร์ (Spores): AM fungi สร้างสปอร์ขนาดใหญ่ในดิน ซึ่งทำหน้าที่ในการขยายพันธุ์และทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม

กลไกและความสำคัญของความสัมพันธ์:

1. เห็ดราได้รับคาร์โบไฮเดรตจากพืช: พืชสังเคราะห์แสงและสร้างน้ำตาล (คาร์โบไฮเดรต) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของเห็ดรา กลอมัสจะได้รับคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้จากรากพืชเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตและดำรงชีวิต

2. พืชได้รับน้ำและธาตุอาหารจากเห็ดรา: เส้นใย (hyphae) ของกลอมัสจะแผ่ขยายออกไปในดินเป็นบริเวณกว้างกว่ารากพืชมาก ทำให้สามารถดูดซับน้ำและธาตุอาหารต่างๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะธาตุอาหารที่ไม่เคลื่อนที่ในดินได้ดี เช่น ฟอสฟอรัส (P) นอกจากนี้ ยังช่วยในการดูดซับ ไนโตรเจน (N), โพแทสเซียม (K) และจุลธาตุอื่นๆ

3. การสร้างอาร์บัสคูล (Arbuscules): กลอมัสจะแทรกตัวเข้าไปในเซลล์ชั้นคอร์เทกซ์ของรากพืชและสร้างโครงสร้างคล้ายกิ่งไม้ที่เรียกว่าอาร์บัสคูล ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนสารอาหารระหว่างเห็ดราและพืช โดยพืชจะปล่อยคาร์โบไฮเดรตให้กับเห็ดรา และเห็ดราจะส่งน้ำและธาตุอาหารให้กับพืชผ่านโครงสร้างนี้

การขยายพันธุ์

- สร้าง สปอร์ใต้ดิน ที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อม

- ไม่สามารถเพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ได้ ต้องอาศัยรากพืช

ความสำคัญของกลอมัส:

- เพิ่มการดูดซับธาตุอาหาร: กลอมัสช่วยให้พืชสามารถดูดซับธาตุอาหารที่จำเป็นจากดินได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะฟอสฟอรัสซึ่งมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช

- เพิ่มความทนทานต่อความเครียด: การอยู่ร่วมกับกลอมัสสามารถช่วยให้พืชมีความทนทานต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่างๆ เช่น ความแห้งแล้ง ดินเค็ม และการปนเปื้อนของโลหะหนัก

- ปรับปรุงโครงสร้างดิน: เส้นใยของกลอมัสช่วยสร้างความเชื่อมโยงระหว่างอนุภาคดิน ทำให้ดินมีโครงสร้างที่ดีขึ้น การระบายน้ำและอากาศดีขึ้น

- เพิ่มความต้านทานต่อโรค: กลอมัสสามารถช่วยกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของพืชและแข่งขันกับจุลชีพก่อโรคในดิน ลดโอกาสการเกิดโรคในพืช

กลอมัสเป็นกลุ่มของเห็ดราที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการเกษตรและระบบนิเวศธรรมชาติ การส่งเสริมการอยู่ร่วมกันระหว่างพืชและกลอมัสสามารถนำไปสู่การเจริญเติบโตของพืชที่ดีขึ้น การใช้ปุ๋ยเคมีที่ลดลง และระบบนิเวศที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น