Taxonomia e filogenia molecular de fungos micorrízicos e endofíticos associados ao sistema radicular de orquídeas da Mata Atlântica

Abstract

Orchidaceae é a maior família entre as Angiospermas, com representantes distribuídos em todos os continentes. No Brasil, a Mata Atlântica é considerada um berço de diversidade de orquídeas, muitas das quais estão em risco de extinção. Uma característica comum entre as espécies de orquídeas é a produção de sementes sem tecido de reserva, que carecem de uma fonte externa de carbono para a germinação. Em ambiente natural essa necessidade é suprida por meio da associação com fungos micorrízicos, o que as tornam dependentes desses simbiontes. Os fungos micorrízicos de orquídeas são conhecidos como fungos rizoctonioides, um grupo polifilético que inclui taxa pertencentes às famílias Ceratobasidiaceae, Sebacinaceae, Serendipitaceae e Tulasnellaceae, e que representam um grupo de taxonomia complexa devido à escassez de caracteres morfológicos relevantes. As orquídeas abrigam também uma grande diversidade de fungos endofíticos radiculares pouco explorados, e que têm mostrado potencial para produção de metabólitos secundários com potencial para promoção de crescimento e controle de doenças. Diante disso, esta tese teve como objetivo estudar a diversidade taxonômica e a filogenia de fungos micorrízicos e endofíticos associados à Cattleya jongheana, uma espécie de orquídea endêmica da Mata Atlântica, e em risco de extinção. Nossos resultados mostram que C. jongheana se associa frequentemente com fungos micorrízicos do gênero Tulasnella, e com menor frequência com o gênero Serendipita, e que muitos dos isolados obtidos são espécies ainda desconhecidas. Dessa forma, análises de filogenia associadas a caracteres morfológicos nos permitiram caracterizar seis novas espécies de Tulasnella e uma nova espécie de Serendipita, como definido no Código Internacional de Nomenclatura para Algas, Fungos e Plantas. Entre os fungos endofíticos associados às raízes de C. jongheana, observamos que Colletotrichum, Microdiplodia, Trichoderma e Xylaria são os gêneros mais recorrentes, e uma nova espécie de Neopestalotiopsis foi descrita: Neopestalotiopsis hadrolaeliae. Nosso estudo contribui para o conhecimento da diversidade de fungos micorrízicos e endofíticos associados à C. jongheana, bem como para a descrição de novas espécies fúngicas. Informações a respeito de parceiros micorrízicos e endofíticos são essenciais para a conservação de populações de orquídeas. Dessa forma, nossos resultados têm implicações na preservação da espécie estudada. Palavras-chave: Orchidaceae. Micorrizas. Tulasnella. Serendipita. Conservação.

Orchidaceae is the largest family among Angiosperms, with representatives distributed on all continents. In Brazil, the Atlantic Forest is rich in orchid diversity, many of which are at risk of extinction. A common feature among orchid species is the production of seeds without reserve tissue, which require an external source of carbon for germination. In a natural environment, this demand is supplied by the association with mycorrhizal fungi, which make orchids dependent on these symbionts in the earliest stages of development. Mycorrhizal fungi of orchids are known as Rhizoctonia-like, a polyphyletic group that includes taxa belonging to the families Ceratobasidiaceae, Sebacinaceae, Serendipitaceae and Tulasnellaceae, and which represent a complex taxonomy group due to the scarcity of relevant morphological characters. Orchids also host a wide variety of under-explored root endophytic fungi, which have shown an ability for the production of secondary metabolites with the potential to promote growth and control diseases. This study aimed to investigate the taxonomic diversity and phylogeny of mycorrhizal and endophytic fungi associated with Cattleya jongheana, a species of orchid endemic to the Brazilian Atlantic Forest, and at risk of extinction. Our results show that C. jongheana is frequently associated with mycorrhizal fungi of the genus Tulasnella, and less frequently with the genus Serendipita, and that most of the isolates obtained are still unknown species. Thus, phylogeny analyses associated with morphological characters allowed us to characterize six new species of Tulasnella and a new species of Serendipita, which will be proposed as defined in the International Nomenclature Code for Algae, Fungi and Plants. Among the endophytic fungi associated with C. jongheana roots, we observed that Colletotrichum, Microdiplodia, Trichoderma and Xylaria are the most recurrent genera, and a new species of Neopestalotiopsis was described: Neopestalotiopsis hadrolaeliae. Our study contributes to the knowledge of the diversity of mycorrhizal and endophytic fungi associated with C. jongheana, in addition to the description of new fungal species. Information about mycorrhizal and endophytic partners is essential for the conservation of orchid populations. So, our results have direct implications for the preservation of the species studied.Keywords: Orchidaceae. Micorrizas. Tulasnella. Serendipita. Conservação.