Caracterización de especies de levaduras basidiomicetes de los géneros Holtermanniella, Genolevuria y Pseudotremella aisladas de líquenes Peltigera del sur de Chile

Abstract

Los líquenes son asociaciones simbióticas complejas entre un hongo, un alga y/o una cianobacteria. Estos organismos complejos albergan además diversos microorganismos como bacterias, virus y otros hongos, estos últimos en conjunto conforman el “micobioma liquénico”. Este micobioma se compone principalmente de hongos de los filos Ascomycota y Basidiomycota. Dentro de Basidiomycota, varios estudios han reportado la presencia de levaduras en distintos géneros de líquenes como Bryoria, Cladonia y Rhizoplaca. Sin embargo, en el género Peltigera la diversidad y rol de las levaduras permanecen casi inexplorados. El género Peltigera tiene una amplia distribución en el sur de Chile, registrándose la presencia de más de diez especies en distintos ambientes. Esta diversidad de especies de líquenes Peltigera constituye una valiosa oportunidad para explorar la diversidad de levaduras asociadas a ellos. Los líquenes constituyen un nicho potencialmente rico en nuevas especies de levaduras por descubrir y caracterizar. En investigaciones previas del Laboratorio de Ecología Microbiana (LEMi) de la Universidad de Chile se aislaron y cultivaron 180 levaduras basidiomicetes provenientes de cuatro especies de líquenes Peltigera recolectados en la región de Aysén y la región de Magallanes y la Antártica Chilena. Los análisis filogenéticos, basados en la región ITS de los aislados, permitieron identificar cuatro clases: Agaricostilbomycetes, Cystobasidiomycetes, Microbotryomycetes y Tremellomycetes. Dentro de la clase Tremellomycetes, se encontró la mayor diversidad de géneros de levaduras, y los análisis indicaron la posible presencia de nuevas especies dentro de los géneros Holtermanniella, Pseudotremella y Genolevuria. El presente estudio tiene como objetivo caracterizar estas levaduras basidiomicetes para determinar si representan nuevas especies. Para esto, se amplificó la región LSU mediante PCR, seguido de secuenciación Sanger. Posteriormente, junto con el marcador ITS ya disponible, se realizaron análisis filogenéticos. Además, se efectuaron pruebas bioquímicas y fisiológicas como: asimilación de fuentes de carbono y nitrógeno, fermentación, crecimiento en medio libre de vitaminas, entre otras. También se caracterizó la morfología de las colonias y de las células. Los resultados de este trabajo permitieron identificar y describir un total de cinco nuevas especies de levaduras asociadas a líquenes Peltigera: tres correspondientes al género Holtermanniella, una al género Pseudotremella y una al género Genolevuria. Estos hallazgos representan el primer reporte de nuevas especies de levaduras basidiomicetes exclusivamente asociadas al género Peltigera, ampliando el conocimiento sobre la diversidad fúngica del micobioma de estos líquenes. Además, estas nuevas levaduras, adaptadas para prosperar en condiciones ambientales extremas, brindan oportunidades para explorar su potencial biotecnológico.

Lichens are complex symbiotic associations between a fungus, an alga, and/or a cyanobacterium. These intricate organisms also harbor various microorganisms such as bacteria, viruses, and other fungi, collectively forming the "lichen mycobiome". This mycobiome is primarily composed of fungi from the Ascomycota and Basidiomycota phyla. Within Basidiomycota, several studies have reported the presence of yeasts in different genera of lichens such as Bryoria, Cladonia, and Rhizoplaca. However, in the genus Peltigera, the diversity and role of yeasts remain largely unexplored. The genus Peltigera has a wide distribution in southern Chile, with the presence of more than ten species recorded in different environments. This diversity of Peltigera lichen species presents a valuable opportunity to explore the diversity of yeasts associated with them. Lichens constitute a potentially rich niche for discovering and characterizing new yeast species. In previous research from the Laboratorio de Ecología Microbiana (LEMi) at the Universidad de Chile 180 basidiomycetous yeasts were isolated and cultured from four Peltigera lichen species collected in the Aysén region and the Magallanes and Chilean Antarctic region. Phylogenetic analyses, based on the ITS region of the isolates, identified four classes: Agaricostilbomycetes, Cystobasidiomycetes, Microbotryomycetes, and Tremellomycetes. Within the Tremellomycetes class, the highest diversity of yeast genera was found, and the analyses indicated the possible presence of new species within the genera Holtermanniella, Pseudotremella, and Genolevuria. This study aims to characterize these basidiomycetous yeasts to determine if they represent new species. For this, the LSU region was amplified through PCR, followed by Sanger sequencing. Subsequently, along with the available sequences of the ITS marker, phylogenetic analyses were conducted. Additionally, biochemical and physiological tests were performed, including assimilation of carbon and nitrogen sources, fermentation, growth in vitamin-free medium, among others. The morphology of colonies and cells was also characterized. The results of this work identified and described a total of five new yeast species associated with Peltigera lichens: three belonging to the genus Holtermanniella, one to the genus Pseudotremella, and one to the genus Genolevuria. These findings represent the first report of new basidiomycetous yeast species exclusively associated with the Peltigera genus, expanding our knowledge of the fungal diversity within the mycobiome of these lichens. Additionally, these newly discovered yeasts adapted to thrive in extreme environmental conditions provide opportunities to explore their biotechnological potential.