Taxonomía y filogenia molecular de hongos procedentes de material vegetal sumergido de España
- Autores: Viridiana Magaña Dueñas
- Directores de la Tesis: Alberto Stchigel Glikman (dir. tes.), José Francisco Cano Lira (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Número de páginas: 241
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Cabañes Saenz (presid.), Dania García Sánchez (secret.), Francisca Colom Valiente (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad Rovira i Virgili
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
- español
Justificación y necesidades de la investigación Los hongos acuáticos son aquellos organismos que cumplen una parte o el total de su ciclo de vida dentro del agua. Los hábitats en los que se encuentran se clasifican en dos, según el fluido del agua: lénticos, aquellos ambientes acuáticos en los que el agua no fluye como los lagos y los pantanos, y lóticos que corresponde a aquellos ecosistemas en los que el agua fluye como los ríos, las cascadas y los arroyos. Los hongos que se encuentran en el agua dulce comprenden un grupo filogenéticamente diverso de Ascomycota, que se distribuyen a través de varios linajes. Los grupos reconocidos son tanto ascomicetos sexuales (teleomórficos) como asexuales (anamórficos). Los ascomicetos de agua dulce presentan una amplia variedad de adaptaciones morfológicas que les permiten sobrevivir en los ambientes acuáticos, por ejemplo, las ascosporas pueden estar rodeadas de capas o apéndices de mucilago, cualidad que les permite adherirse al sustrato, o bien pueden producir conidios sigmoidales o en forma de estrella que les permite flotar en aguas rápidas. Según la actividad y grado de dependencia que los hongos tienen dentro del agua se pueden clasificar en: nativos, inmigrantes versátiles (anfibios), inmigrantes facultativos y transeúntes. En los últimos años se ha incrementado el interés sobre la taxonomía de los hongos de agua dulce, particularmente de aquellos que se reproducen reproducen a través de la generación de ascosporas y/o conidios dentro de cuerpos fructíferos, sexuales y asexuales, respectivamente. A pesar de estos recientes avances, los ambientes acuáticos no han sido explorados con la intensidad de los ecosistemas terrestres en busca de biodiversidad fúngica. La diversidad climática, fitogeográfica e hidrográfica de España hacen que este país tenga un gran potencial de nichos ecológicos diferentes, algunos de los cuales son capaces de albergar una gran diversidad de hongos, incluidos los acuáticos. Muchos de estos ambientes, sin embargo, corren el riesgo de desaparecer o sufrir una importante pérdida de su biodiversidad a corto plazo debido a que están sometidos a una fuerte presión antrópica. Esta acción deletérea se ejerce a través de acciones tales como las descargas del drenaje de efluentes domésticos e industriales, la deforestación, la sobreexplotación de los acuíferos para su uso agrícola y ganadero, y el empleo indiscriminado de fertilizantes y fitosanitarios, entre otros. A medida que se estudien más hongos de agua dulce nuestra comprensión de su sistemática y taxonomía seguirá evolucionando. Además, podremos entender el papel de éstos hongos en sus hábitats y encontrar microorganismos que sean productores de moléculas con una amplia gama de aplicaciones.
Por lo antes expuesto, el objetivo general de la presente tesis fue aislar e identificar los hongos, principalmente ascomicetos con reproducción sexual y/o asexual (formación de conidios dentro de conidiomas), a partir de material vegetal sumergido en aguas dulces en España, realizando una pormenorizada caracterización fenotípica y evaluando su posición taxonómica y filogenia mediante el empleo de herramientas moleculares.
Metodología Aislamiento y obtención de cultivos puros: Se recolectaron muestras de material vegetal sumergido en agua dulce de varios sitios de España. Las muestras se incubaron en cámara húmeda a temperatura ambiente, y se examinaron periódicamente hasta por dos meses y los hongos de interés se aislaban en placas Petri con agar avena, hasta obtener un cultivo puro y posteriormente se realizaba un estudio polifásico que consistía en estudios moleculares y fenotípicos.
Estudio fenotípico: La caracterización fenotípica de las cepas se llevó a cabo en los medios de cultivo, temperaturas y tiempos de incubación recomendados en la bibliografía pertinente para cada uno de los géneros diferentes. Los medios utilizados fueron agar extracto de malta, agar avena y agar con extracto de patata y glucosa. Después del periodo de incubación se medía el diámetro de la colonia y se describían características tales como la textura, el tipo de borde, la presencia de pigmentos difusibles, de exudados, y el color anverso y reverso, para cuyo fin se empleaba el catálogo de Kornerup y Wanscher (1978). La capacidad de los aislados de crecer a temperaturas cardinales se determinaba en el medio de cultivo agar con extracto de patata y glucosa después de 7 días de crecimiento en oscuridad, con un rango de temperaturas de entre 5 y 35 °C, a intervalos de 5 °C. Las mediciones y descripciones de las estructuras microscópicas, se realizaban a partir de montajes en medio de Shear. Las imágenes microscópicas se obtenían usando un microscopio de campo claro Olympus BH-2. La edición y procesamiento de las imágenes se realizó con el programa Adobe Photoshop CS6 v.13.0.
Estudio molecular: Los aislados se sembraron en PDA tras 5-7 días de incubación a 25ºC, y posteriormente se les extrajo el ADN total. Para el estudio molecular, se secuenciaron diversos marcadores filogenéticos, dependiendo del género en estudio, con el fin de obtener la correcta identificación de los aislados. Los fragmentos obtenidos fueron purificados, secuenciados y analizados mediante programas bioinformáticos para la obtención de secuencias consenso (Seqman). Una vez obtenidas las secuencias, se comparaban contra las de taxones previamente conocidos en las bases de datos del NCBI y CBS. Los alineamientos (MEGA 7.0) y construcción de árboles filogenéticos se realizaban mediante el método de máxima verosimilitud (ML) e interferencia bayesiana (BI).
Conclusiones De la presente tesis podemos concluir que.
1. A pesar de lo limitado del número de muestras procesadas de material vegetal en descomposición colectadas en ecosistemas lóticos durante el desarrollo de la presente tesis doctoral (debido a las restricciones en la movilidad dentro del territorio español impuestas por las autoridades competentes para contener la expansión de la epidemia de SARS-Cov-2), estas han mostrado ser la fuente de una gran diversidad de hongos dulceacuícolas facultativos (mayoritariamente) y aero-acuáticos.
2. Tras el estudio polifásico de las 111 cepas fúngicas recuperadas en cultivo puro a partir de muestras procedentes de diferentes cuerpos de agua dulce de España, las mismas fueron ubicadas taxonómicamente en los órdenes Capnodiales (una cepa), Chaetosphaeriales (cuatro cepas), Chaetothyriales (dos cepas), Diaporthales (dos cepas), Eurotiales (una cepa), Glomerellales (tres cepas), Helotiales (dos cepas), Hypocreales (quince cepas), Melanosporales (una cepa), Mycocaliciales (una cepa) Myrmecridiales (una cepa), Pleosporales (sesenta y cinco cepas), Pleurotheciales (una cepa), Phyllachorales (una cepa), Sordariales (tres cepas), Tubeufiales (una cepa), Xylariales (cinco cepas), en dos de las cepas el orden fue en Incertae sedis. Entre estos, el orden Pleosporales fue el más abundante y biodiverso, con el 59% del total de las cepas aisladas.
3. La caracterización morfológica y fisiológica, junto con el análisis de las secuencias nucleotídicas de diversos marcadores filogenéticos, permitieron describir un género y veintitrés especies de hongos dulceacuícolas nuevos para la ciencia.
4. Los resultados de los estudios fenotípico y filogenético de las cepas pertenecientes a la familia Amniculicolaceae permitieron el establecimiento del nuevo género Fouskomenomyces así como la propuesta de cinco nuevas especies: Amniculicola microspora, Fouskomenomyces mimiticus, Murispora asexualis, M. fissilispora y M. naviculispora. A consecuencia de la reordenación taxonómica de la familia, F. cupreorufescens (= Spirosphaera cupreorufescens), M. bromicola (=Pseudomassariosphaeria bromicola) y M. triseptata (Pseudomassariosphaeria triseptata) fueron propuestas como nuevas combinaciones.
5. Tres nuevas especies fueron introducidas en la familia Didymellaceae: Didymella brevipilosa, Heterophoma polypusiformis y Paraboeremia clausa.
6. Neocucurbitaria aquadulcis, N. variabilis y Neovaginatispora aquadulcis fueron descritas como nuevas especies de la familia Lophiosthomataceae.
7. La nueva combinación Allocucurbitaria prunicola (= Neocucurbitaria prunicola) fue propuesta en base a la reordenación taxonómica de la familia Cucurbitariaceae.
8. Neopyrenochaeta asexualis, N. glabra y N. submersa fueron descritas como nuevas especies para la familia Neopyrenochaetaceae.
9. La familia Pyrenochaetopsidaceae incrementó su número de especies gracias a la incorporación de Pyrenochaetopsis aquatica, P. perfecta y P. cylindrispora.
10. Paraphoma aquatica, Phaeosphaeria fructigena y Xenophoma microspora fueron reportadas como nuevas especies de la familia Phaeosphaeriaceae.
11. Finalmente, Elongatopedicellata aquatica, Pilidium cupresens y Pseudosigmoidea robusta fueron descritas como nuevas especies de las familias Chaetomellaceae, Roussoellaceae y Sympoventuriaceae, respectivamente.
12. Los miembros de la clase Sordariomycetes representaron el 30% del total de las cepas aisladas. Dichas cepas pudieron ser identificadas como pertenecientes a los géneros Bactrodesmium, Bartalinia, Beltrania, Chaetomidium, Codinea, Colletotrichum, Dendroclathra, Diaporte, Discosia, Diversimediispora, Fusarium, Gliomastix, Melanospora, Menispora, Myrmecridium, Neonectria, Neurospora, Phaeosaria, Stachybotryna, Trichoderma, Volutella y Waydora. A excepción de las especies de los géneros Bactrodesmium, Bartalinia y Stachybotryna, el resto de los géneros representan los primeros reportes para ambientes dulceacuícolas de España.
13. Es de destacar que alrededor de un 20 % de las cepas fúngicas aisladas correspondieron a nuevas especies para la ciencia.
14. Los resultados expuestos en la presente memoria evidencian que los ecosistemas loticos del territorio español albergan una gran diversidad de hongos dulceacuícolas facultativos, sobre todo de hongos comúnmente conocidos con el nombre de celomicetos, muchos de los cuales eran desconocidos para la ciencia. Por tal motivo, es de prever que futuros trabajos pongan en evidencia que las aguas dulces del territorio español albergan una insospechada hasta el momento, elevada diversidad fúngica.
15. Estos resultados constituyen un motivo más para proteger estos ecosistemas frente a la acción humana, en especial de la ligada a la actividad agrícola y ganadera extensivas, así como para promover una serie de acciones tendentes a minimizar el impacto del cambio climático global.
- català
Durant els últims anys s'ha incrementat l'interès sobre la taxonomia dels fongs d'aigua dolça, particularment d'aquells que es reprodueixen a través de la generació d'ascospores i/o conidis dintre de cossos fructífers. En la present tesi es van caracteritzar, morfològica i filogenèticament 111 soques aïllades de mostres de material vegetal submergit en hàbitats d'aigua dolça d'Espanya, amb la finalitat de clarificar la seva taxonomia i la seva posició filogenètica. Els resultats van mostrar que el 62% de les soques estudiades s'ubicaren taxonòmicament a la classe del Dothideomycetes i dintre d'aquest grup el 95% corresponia als Pleosporales. La resta dels aïllats es va distribuir de la següent manera: el 30% en Sordariomycetes, el 4,5% en Letiomycetes i el 3,5% en els Euromycetes. Això va permetre la descripció i publicació d'un gran nombre de nous taxons per a la ciència, distribuïts en una àmplia diversitat de famílies i gèneres. La qual cosa, hem fet grans contribucions al coneixement de la taxonomia dels fongs presents en els hàbitats d'aigua dolça d'Espanya. Un altre de les grans aportacions és la troballa dels estats sexuals per a gèneres de fongs dels quals només es coneixen pel seu estat asexual i viceversa.
- English
In the past few years, interest in the taxonomy of freshwater fungi, and particularly in those that reproduce through the generation of ascospores and/or conidia within fruiting bodies, has increased. In this thesis, 111 strains isolated from vegetal material samples submerged in freshwater habitats of Spain were characterized morphologically and phylogenetically in order to clarify their taxonomy and phylogenetic position. The results showed that 62% of the studied strains were taxonomically placed in the Dothideomycetes class and within this group, 95% were included under the Pleosporales order. The rest of the isolates were distributed as follows: 30% in Sordariomycetes, 4.5% in Leotiomycetes and 3.5% in Eurotiomycetes. This led to the description and publication of a large number of new taxa to science, distributed in a wide diversity of families and genera. Thus, we have made great contributions to the knowledge related to the taxonomy of fungi that settle in freshwater habitats in Spain. Moreover, another great contribution is the finding of sexual states for fungal genera only known by their asexual state and vice versa.
- español
