Diversidad de hongos Micorricicos en el género Bipinnula (Orchidaceae) en Chile

Abstract

Las interacciones biológicas tienen un rol clave en la distribución y diversificación de las especies; siendo las micorrizas -asociación simbiótica entre las raíces de una planta y un hongo del suelo- un ejemplo de ello. Un tipo particular de micorrizas son las micorrizas de orquídeas, las semillas de las orquídeas no poseen reservas energéticas, por lo que deben asociarse con un hongo micorrícico que les proveerá los nutrientes necesarios para germinar. El requerimiento de formar una asociación simbiótica con los hongos puede limitar la distribución y abundancia de las orquídeas. En este sentido, se ha estudiado ampliamente la relación entre la especialización micorrícica y la distribución de las orquídeas. Por otro lado, los cambios en el nivel de especialización son comunes en la evolución de las orquídeas y debido a las consecuencias de la especialización en la ecología de estas especies, es importante estudiar los factores ambientales que podrían promover la especialización. En esta tesis se abordaron las siguientes preguntas ¿Está la distribución de las orquídeas limitada por la asociación simbiótica? ¿Qué factores promueven la especialización micorrícica? Para responderlas, se estudiaron cuatro especies del género Bipinnula que poseen distribuciones geográficas contrastantes. Estudiamos la diversidad de hongos micorrícicos asociada a estas cuatro especies aislando y cultivando los hongos desde las raíces y extrayendo el ADN de los hongos directamente de la raíces de las plantas. Como resultado, se obtuvo información básica acerca de las micorrizas de orquídeas en el sur de Sudamérica, tanto acerca de la identidad y distribución de los hongos micorrícicos, como del nivel de especialización en esta asociación. Además, se observó una relación entre la especialización y el rango de distribución en Bipinnula, y una interacción extremadamente especialista en las especies raras, sugiriendo que las micorrizas podrían limitar la distribución de estas especies. Por otro lado, se observó un efecto de la disponibilidad de nitrógeno y fósforo sobre la especialización micorrícica, indicando que los nutrientes del suelo juegan un rol importante modulando esta interacción. Estos resultados sugieren la incorporación de variables ambientales en el estudio de micorrizas de orquídeas para tener un entendimiento más completo de esta asociación. En conclusión, esta tesis contribuye al conocimiento de la ecología de las micorrizas de orquídeas, y por lo tanto provee pistas para la conservación de estas especies.

Biological interactions have a key role on species distribution and diversification; mycorrhizas -an association between soil fungus and plants roots- are an example of this. A particular kind of mycorrhizas are orchid mycorrhizae, orchid seeds are very small and lack of energetic reserves so they depend on mycorrhizal fungi for germintation and early development. The requirement to form a symbiotic association with fungi could constrain the distribution of orchids. This way, it has been largely studied the relation between mycorrhizal specialization and rarity in orchids. On the other hand, changes on specialization are common in the Orchidaceae family, and -considering the consequences of mycorrhizal specialization- it is important to study the environmental factors that may promote specialization. In this thesis we assessed the following questions ¿Orchid distribution is limited by mycorrhizal association? ¿Which factors promote mycorrhizal specialization in orchids? To answer them, we studied four species of the genus Bipinnula, that present contrasting distributional ranges. We study the mycorrhizal diversity associated to these species by isolating fungi from roots and direct fungal DNA extraction from orchid roots. We obtained basic knowledge about mycorrhizal associations in South America, about fungal distribution and identity, and level of mycorrhizal specialization. Our results showed a relation between specialization and distributional range in Bipinnula, and an extremely specialist association in the rare species, these results suggest that the mycorrhizal interaction can be constraining the distribution of these species. On the other hand, we observed that soil content of P and N affect the mycorrhizal specialization in Bipinnula, indicating that soil nutrients play a key role on modulating orchid mycorrhizas. These results suggest that environmental factors should be included in the research on orchid mycorrhizas to improve our understanding of this interaction. In conclusion, this thesis contributes to orchid mycorrhizal knowledge and therefore, provides clues for orchid conservation.