Fungal Community profile of Zygopetalum maxillare and Zygopetalum mackayi (ORCHIDACEAE)

Abstract

The orchids seeds are minute and easily dispersed by the wind. However, due to this reduced size there is no enough reserve tissue to allow seed germination, so that the nutrients uptake in the in the first steps of life cycle is done by the association to a mycorrhizal fungus. Once distinct orchids species associate can associate with distinct fungi is important to know for each orchid which are the fungi associate, because the conservation of threatened orchids requires the conservation of the fungi. Here, culture-depedent and independent on approaches were used for studying the fungal profile community of two orchid species, Zygopetalum maxillare, an epiphyte, and Zygopetalum mackayi, a terrestrial. The results of culture-independent methods showed fungi of Ascomycota as the majority present. Both Zygopetalum species associate with Sebacinaceae and Ceratobasidiaceae, however, while species of Ceratobasidiaceae are shared by both orchids, Sebacinaceae are not. These results were corroborated by the results of culture-dependent approaches, although no fungi of Ceratobasidiaceae could be isolated. The isolates obtained by this study are potential to be used in seed germination and seedling development of Z. maxillare and Z. mackayi and for future use in reintroduction program.

As orquídeas produzem sementes minúsculas que são facilmente dispersas pelo vento. Entretanto, devido ao tamanho reduzido, não apresentam endosperma suficiente para que a germinação ocorra, de modo que o suprimento de carbono e energia nos estágios iniciais de desenvolvimento é proporcionado pela associação a fungos micorrízicos. Uma vez que diferentes espécies de orquídeas podem apresentar diferentes espécies de fungos micorrízicos associados é importante conhecer a comunidade fúngica para cada orquídea uma vez que a conservação de muitas espécies de orquídeas ameaçadas de extinção provavelmente requer a presença destes fungos. Este trabalho teve como objetivos (1) avaliar o perfil de fungos associados a duas espécies de orquídeas, Zygopetalum maxillare, uma epífita, e Zygopetalum mackayi, uma terrestre, por meio de métodos dependentes e independentes de cultivo e (2) otimizar os processos de conservação e de extração de DNA de amostras radiculares colonizadas por fungos micorrízicos. O melhor método para conservar o DNA de amostras radiculares colonizadas foi o armazenamento em tampão de lise contendo Dodecil sulfato de sódio (SDS) e a extração de DNA foi otimizado através utilização de uma frequência angular de 6500 rpm durante 48 s no homogeneizador Precellys® 24. Os resultados dos métodos independentes de cultivo mostram que há uma predominância de fungos do filo Ascomycota e que ambas espécies de orquídeas se associam com espécies fúngicas das famílias Sebacinaceae e Ceratobasidiaceae. Enquanto que algumas espécies de fungos da família Ceratobasidiaceae são compartilhados por ambas as espécies de orquídeas, as espécies de Sebacinaceae não o são. Estes resultados foram corroborados com os obtidos pelas técnicas dependentes de cultivo, onde a maioria dos fungos isolados foi de Ascomycota. Entretanto, não foi possível isolar nenhum fungo da família Ceratobasidiaceae. Os isolados fúngicos obtidos neste trabalho apresentam grande potencial para serem utilizados na germinação de sementes de Z. mackayi e Z. maxillare e sua utilização em futuros programas de reintrodução.