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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2010.tde-25022010-095941
Document
Author
Full name
Rafael Borges da Silva Valadares
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2009
Supervisor
Committee
Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira (President)
Mui, Tsai Siu
Pereira, Marlon Corrêa
Title in Portuguese
Diversidade micorrízica em Coppensia doniana (Orchidaceae) e filogenia de fungos micorrízicos associados à subtribo Oncidiinae
Keywords in Portuguese
Biodiversidade
Ecologia microbiana
Fungos micorrízicos
Germinação
Micorriza
Orchidaceae
Orquídea.
Abstract in Portuguese
Na natureza, as orquídeas são totalmente dependentes de fungos micorrízicos para germinar. Estes fungos podem penetrar nas células das raízes e formar pélotons, os quais, quando digeridos pela planta, providenciam açúcares simples para o embrião. Durante a fase aclorofilada de desenvolvimento da plântula, orquídeas são obrigatoriamente dependentes dos fungos; algumas continuam assim por toda vida enquanto outras se tornam facultativamente responsivas à colonização. O objetivo deste trabalho foi identificar quantos clados de fungos podem estabelecer associação micorrízica com Coppensia doniana (sin. Oncidium donianum), uma orquídea amplamente distribuída nos arredores de Campos do Jordão e, demonstrar como as características morfológicas dos isolados, quando analisadas com ferramentas de estatística multivariada, podem ser úteis para a taxonomia destes fungos. Dez plantas foram amostradas em um sítio com vegetação típica de campos de altitude, junto ao Parque Estadual de Campos do Jordão. Fungos foram isolados pela transferência asséptica de cortes de raízes contendo pélotons para meios de cultura BDA modificados. Três clados de fungos foram formados, tanto analisando as características qualitativas das culturas quanto as quantitativas. Os clados foram identificados como dois morfotipos do gênero Ceratorhiza (fase anamórfica de Ceratobasidium) e uma Rhizoctonia-uninucleada. O sequenciamento da região ITS produziu resultados idênticos a estes, mostrando os mesmos três clados. Todas as sequências tiveram alta correlação com sequências de Ceratobasidium depositadas no Genbank, o que sugere uma alta afinidade de Coppensia doniana com este gênero. Também ficou demonstrado que os dados morfológicos, quando associados à estatística multivariada são uma ferramenta útil na taxonomia polifásica de Rhizoctonia spp. As sequências dos isolados de Coppensia doniana também foram comparadas com as de isolados de outras orquídeas, dentro da subtribo Oncidiinae, incluindo: Ionopsis utricularioides e Psygmorchis pussila, coletadas na região do Valle del Cauca Colômbia e isolados de 10 Ionopsis utricularioides, Oncidium altissimum e Tolumnia variegata, estudados por Otero (2002, 2004, 2007), em diferentes regiões de Porto Rico, Costa Rica, Cuba e Panamá. Esta última análise veio a comprovar a preferência de orquídeas da subtribo Oncidiinae por fungos do gênero Ceratobasidium, apesar de que os clados obtidos no Brasil e na Colômbia foram distantes filogeneticamente dos clados previamente estudados na América Central. Representantes dos três clados obtidos de C. doniana em Campos do Jordão foram também testados quanto à capacidade de induzir germinação em suas sementes. Todos isolados testados tiveram sucesso na germinação das sementes, levando as plântulas a estádios avançados de desenvolvimento após 30 dias, o que indica um alto potencial para utilização biotecnológica destes isolados para a germinação das sementes destas orquídeas, tanto para a floricultura comercial quanto para programas de reintrodução de espécies de orquídeas ameaçadas de extinção.
Title in English
Mycorrhizal diversity in Coppensia doniana (Orchidaceae) and phylogeny of mycorrhizal fungi associated with the Oncidiinae subtribe
Keywords in English
Ceratobasidium
Diversity
Mycorrhiza
On.
Orchids
Rhizoctonia-like fungi
Symbiotic germination
Abstract in English
In nature, orchids are fully dependent on mycorrhizal fungi for germination. These fungi can penetrate root cells and form pelotons, whose digestion provides simple sugars for the embryo. During the achlorophyllous seedling stage, orchids are obligatory dependent on the fungi, and some species remain so through life, while others become facultatively responsive to fungal infection. The aim of this study was to identify how many fungal clades can establish mycorrhizal associations with Coppensia doniana, a widespread orchid from Campos do JordãoBrazil, and to demonstrate how their morphological features, analyzed with multivariate statistics, can be useful for classification. Ten plants were sampled in an Araucaria forest near Campos do Jordão. Fungi were isolated by transferring surface disinfected root segments containing pelotons to PDA culture medium. Three main fungal clades were formed by qualitative and quantitative morphological data. They were identified as two morphotypes of Ceratorhiza (anamorphic stage of Ceratobasidium) and one uninucleated Rhizoctonia. The ITS sequencing corroborates this identification, since the same three clades were found. All sequences were highly correlated to Ceratobasidium ITS data deposited at the Genebank, suggesting a high affinity between this species of Oncidiinae and Ceratobasidium. It also could be shown that morphological data associated with multivariate statistics can be a useful tool in fungal multi-level taxonomy. C. doniana sequences were also compared to sequences obtained from isolates of other orchids, belonging to the sub-tribe Oncidiinae, including: Ionopsis utricuarioides and Psygmorchis pussila, collected in Valle del Cauca Colombia and isolated from I. utricularioides, Oncidium altissimum and Tolumnia variegata, studied by Otero (2002, 2004, 2007) in different regions of Puerto Rico, Costa Rica and other Caribbean islands. This last analysis confirmed the preference of this Oncidiinae sub-tribe for Ceratobasidium, although isolates obtained in Brazil or Colombia belong to different clades from those previously studied in Puerto Rico, Costa Rica, Panama and Cuba. 12 Fungi representing the three clades obtained from C. doniana in Campos do Jordão were also tested for their ability to induce germination of C. doniana seeds, with a positive response for all of them, being able to bring the seedlings to advanced development stages in 30 days. These results suggest a high biotechnological potential of these isolates, to be used in orchid symbiotic germination for commercial flower production or for the reintroduction of endangered Brazilian orchid species.
 
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Rafael_Valadares.pdf (8.57 Mbytes)
Publishing Date
2010-03-02
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • VALADARES, Rafael B., et al. Narrow Fungal Mycorrhizal Diversity in a Population of the Orchid Coppensia doniana : Orchid Symbiosis and Conservation [doi:10.1111/j.1744-7429.2011.00769.x]. Biotropica [online], 2011, p. no.
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