Micorrizas en helechos: el caso

Transcripción

1 Micorrizas en helechos: el caso concreto de Dryopteris tyrrhena y Ophioglossum vulgatum Concepción Azcón-Aguilar Estación Experimental del Zaidín CSIC, Granada, España II Taller sobre conservación de Pteridófitos en Andalucía Granada Sierra Nevada de Julio de 2010 Jardín Botánico Hoya de Pedraza

2 Micorrizas * Simbiosis mutualista hongo planta * Presente en la mayoría de las plantas terrestres: herbáceas, árboles y arbustos * Distribución universal: Mayoría de los ecosistemas y agrosistemas Prácticamente todas las condiciones climáticas

3 ENDOMICORRIZAS Tipos de Micorrizas ARBUSCULAR 80-90% de las especies de plantas ECTOMiCORRIZAS Fagaceae Pinaceae Betulaceae SHEATH Orchidaceae ORQUIDOIDE Monotropaceae Ericaceae Erica Vaccinium Calluna ERICOIDE ARBUTOIDE Arbutus Artostaphilos MONOTROPOIDE Cistaceae ECTENDOMICORRIZAS

4 Ectomicorrizas (propias de plantas de interes forestal)

5 Ectomicorrizas de Pinus radiata con Suillus brevipes (a) y Amanita muscaria (b) a b Ectomicorrizas de Pinus halepensis con Pisolithus tinctorius (Carrillo-Sanchez & Honrubia, 2000)

6 Ectomicorrizas: Manto y red de Hartig Picea glauca Populus tremuloides Tomado de Larix laricina

7 Ectendomicorrizas Mario Honrubia et al., Universidad de Murcia

8 Micorrizas ericoides Leucopogon ericoides Calluna vulgaris Tomado de Read (1996) Ann. Bot. 77:

9 Micorrizas orquidoides Rasmussen & Rasmussen (2009) Oikos 118:

10 Micorrizas arbusculares (MA)

11 Arbúsculos

12 Hongos que colonizaban las plantas hace mas de 420 millones de años Plantas en el Rhynie Chert Glomites sp.

13 420 millones de años de historia común de las plantas y sus micorrizas De hace 400 milliones de años MA Actual Arbúsculos y vesículas Esporas fósiles del Ordivícico, 460 MYA Esporas actuales de Glomus spp. Redecker, Science (2000)

14 Cámbrico Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretácico Escala del Tiempo Fanerozóico Tiempo/ Era PALEOZOICO MESOZOICO CENOZOICO Periodo Años (x10 6 ) Hongos MA PLANTAS Y MICORRIZAS Captación biológica de P FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE N 2

15 Cesalpinoideas Mimosaceas Salicaceas Fagales Ericales Orquídeas Angiospermas Pinaceas Coniferas hemisf. N. Araucarias Ginkgoales Cycadinas Helechos Equisetos Licopodios Rhynie Musgos Hepáticas ECM y AM ECM (y AM) Ericoide Orquidoide ECM o MA ECM MA MA MA MA actual MA en raíces, similares a las actuales Salvo musgos, MA tallo ó Arbúsculos en tallo ó Arbúsculos en rizomas

16 La co-evolución de micorrizas y plantas ha dado lugar a un profundo nivel de interdependencias: (1) Los hongos MA dependen de la planta para crecer. (2) El potencial micorrícico desciende en ausencia de planta (3) Las plantas no pueden desarrollarse de forma óptima en ausencia de propágulos micorrícicos, como ocurre en hábitats estresados: Suelos degradados en condiciones adversas (desertificados) Ejemplares aislados de flora amenazada

17 Estado micorrícico de diferentes clados de plantas Diversidad relativa de plantas micorrizadas o no micorrizadas Tomado de Brundrett (2009) Plant & Soil 320:

18 Efectos de las micorrizas P N Cu, Zn C H 2 O Mejoran la absorción de nutrientes minerales por las plantas Aportan C a la planta Mejoran la absorción de agua Protegen frente a estreses bióticos y abióticos Favorecen el enraizamiento

19 Consejería de Innovación y Ciencia Estación Experimental del Zaidín, CSIC Micorrizas y conservación de flora amenazada Parque Nacional Sierra Nevada

20 Objetivos 1. Analizar el estado micorrícico de Dryopteris tyrrhena y Ophioglossum vulgatum. 2. Analizar la diversidad (mediante criterios morfológicos y moleculares) de los hongos micorrícicos presentes su rizosfera. 3. Establecer un banco de hongos micorrícicos de Sierra Nevada asociados a dichas especies. 4. Determinar el grado de dependencia de dichas especies de las micorrizas. 5. Contribuir a la propagación y conservación de ambas especies.

21 Objetivos & Procedimientos Físico-Química de los suelos Análisis micorrícico raíces & esporas Toma de muestras Raicillas del campo Cultivo puro Análisis diversidad Caracterización morfológica y molecular Cultivos de enriquecimiento Banco germoplasma Producción de inóculos Planta M para ser reintroducida

22 Mycorrhizae in hawaiian pteridophytes Gemma et al., Am. J. Bot. (1992)

23 The arbuscular mycorrhizas of pteridophytes in Yunnan, southwest China Zhao, Mycorrhiza (2000)

24 Sitios muestreados y características de los suelos Especie vegetal Sitio de estudio Altitud (msnm) Tiempo de muestreo Ophioglossum vulgatum Barranco Hondo 1980 Junio 2007 Dryopteris tyrrhena Acequia de los Hechos 2160 Noviembre 2006 Especie Ophioglossum vulgatum Dryopteris tyrrhena ph (H 2 O) Materia orgánica (%) C (%) Carbonatos totales (CaCO3) (g/100g) N (%) Ca (%) K (%) Mg (%) , ,

25 Hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) detectados en la rizosfera Especie Esporas / 100 g suelo Ophioglossum vulgatum Dryopteris tyrrhena Riqueza de especies Total especies HMA detectadas

26 Ophioglossum vulgatum

27 Ophioglossum vulgatum

28 Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

29 Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

30 Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

31 Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

32 Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

33 Micorrizas de Ophioglossum reticulatum Schmid & Oberwinkler, Mycol. Res. (1996)

34 Frecuencia HMA en la rizosfera de Ophioglossum vulgatum Acaulospora "pustulata" Glomus constrictum Glomus grupo claroideun Glomus etunicatum Glomus hyderabadensis Entrophospora sp. Acaulospora "reticulata" Glomus "marron" Glomus geosporum Glomus rubiformis Glomus sp. (roja gigante)

35 Especies de HMA asociadas con O. vulgatum Acaulospora pustulata Glomus constrictum 25 µm 50 µm Glomus grupo claroideum Glomus etunicatum 50 µm 50 µm

36 Especies de HMA asociadas con O. vulgatum 100 µm Acaulospora reticulata Glomus hyderabadensis 50 µm Glomus geosporum Glomus rubiformis 50 µm 50 µm

37 Entrophospora nevadensis Palenzuela et al., Mycologia (2010)

38 Dryopteris tyrrhena CR

39 Raíz colonizada de D. tyrrhena

40 Células colonizadas de D. tyrrhena

41 Células colonizadas de D. tyrrhena

42 Arbúsculos y vesículas de D. tyrrhena

43 Arbúsculos y vesículas de D. tyrrhena

44 Vesículas y ovillos de D. tyrrhena

45 Frecuencia HMA en la rizosfera de Dryopteris tyrrhena Acaulospora mellea Ambispora sp 1 Acaulospora "reticulata" Glomus rubiformis Glomus "Transp" Gigaspora margarita Glomus intraradices Glomus grupo claroideum

46 Especies de HMA asociadas con D. tyrrhena Acaulospora mellea Ambispora sp. 50 µm 25 µm Acaulospora reticulata Glomus rubiformis 50 µm 50 µm

47 Especies de HMA asociadas con D. tyrrhena Gigaspora margarita Glomus grupo claroideum 100 µm Glomus intraradices 50 µm 100 µm

48 Banco de hongos micorrícicos Procedentes tanto de D. tyrrhena como de O. vulgatum

49 Multiplicación de O. vulgatum

50 Multiplicación de D. tyrrhena

51 Multiplicación de D. tyrrhena

52 Multiplicación de D. tyrrhena

53 Filotipos de HMA que colonizan gametofitos y esporofitos de Botrychium Winther et al., Am. J. Bot. (2007)

54 Gracias!!! Mario Ruíz Girela Santiago Ferrón Antonio Delgado Javier Palenzuela