Diversidade e especificidade micorrízica em orquídeas do gênero Epidendrum

Abstract

As orquídeas associam-se comumente a fungos micorrízicos rizoctonióides pertencentes aos gêneros Ceratorhiza, Epulorhiza e Rhizoctonia. Esses simbiontes fúngicos têm mostrado eficiência em promover a germinação de sementes e o desenvolvimento de protocórmios e plântulas. Epidendrum é um dos gêneros de orquídea com o maior número de espécies, as quais são comuns em fragmentos de Mata Atlântica e associam-se com fungos do gênero Epulorhiza. Deste modo, os objetivos deste trabalho foram: (i) comparar a utilização das características morfológicas e moleculares na análise da diversidade de fungos rizoctonióides; (ii) aplicar essas características no estudo da diversidade e especificidade micorrízica em Epidendrum secundum, natural do Parque Estadual da Serra do Brigadeiro MG (PESB), e em diferentes espécies de Epidendrum, de fragmentos de Mata Atlântica, localizados nos Estados do Espírito Santo, de Minas Gerais e do Rio de Janeiro; e (iii) caracterizar fungos micorrízicos de orquídea com base na composição de ácidos graxos. Características morfológicas qualitativas e quantitativas foram analisadas por técnicas multivariadas, possibilitando distinguir os gêneros Ceratorhiza, Epulorhiza e Rhizoctonia e as diferentes espécies de fungos micorrízicos Epulorhiza spp., o que foi confirmado pelas análises dos resultados do RAPD e ITS-RFLP e da seqüência da região ITS do rDNA. Uma grande diversidade de fungos do gênero Epulorhiza e dois isolados de Opadorhiza foram observados em onze populações de E. secundum localizadas em diferentes regiões de campo de altitude do PESB. Entretanto, a distinção entre Epulorhiza e Opadorhiza, e também entre algumas espécies de Epulorhiza spp., só foi possível pela análise da seqüência da região ITS do rDNA. Fungos Sebacina spp. e Tulasnella spp., teleomorfos dos gêneros Opadorhiza e Epulorhiza, respectivamente, foram isolados das diferentes espécies de Epidendrum estudadas. Foi observada uma grande variabilidade na seqüência da região ITS nos isolados de Tulasnella spp., os quais formaram nove clados. Contudo, os isolados de Sebacina spp. apresentaram uma menor variabilidade na seqüência dessa região, formando apenas três clados. A análise da composição de ácidos graxos, utilizando a distância de Mahalanobis e o método UPGMA, possibilitou a distinção entre os gêneros Epulorhiza e Ceratorhiza e entre os isolados de Epulorhiza spp. pertencentes a três diferentes clados observados pela análise da região ITS, demonstrando que a análise da composição de ácidos graxos é uma ferramenta útil na caracterização e identificação de fungos rizoctonióides micorrízicos de orquídea. As características morfológicas são importantes ferramentas para distinção de gêneros de fungos rizoctonióides, mas as análises moleculares, seja pela seqüência da região ITS ou pela composição de ácidos graxos, são ferramentas úteis na distinção de algumas espécies e gêneros estudados. Sugere-se que as orquídeas do gênero Epidendrum, mesmo apresentando preferência a fungos Tulasnella/Epulorhiza, não possuem especificidade a esse gênero de fungo, pois também se associam a fungos do gênero Sebacina/Opadorhiza. Este é o primeiro relatado da associação micorrízica entre as orquídeas do gênero Epidendrum e os fungos do gênero Sebacina/Opadorhiza.

Orchids are usually associated with Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi belonging to Ceratorhiza, Epulorhiza and Rhizoctonia genera. These fungal symbionts have shown efficiency to promote seed germination and development of protocorms and seedlings. Epidendrum is a genus of orchid with the largest number of species, which are common in Atlantic Forest fragments and associate with Epulorhiza fungi. Thus, the objectives of this work were: (i) to compare morphological and molecular characteristics in the analysis of Rhizoctonia-like fungi diversity; (ii) to apply these characteristics in study of mycorrhizal diversity and specificity in Epidendrum secundum, natural from Serra do Brigadeiro State Park MG (SBSP), and in different orchids species of Epidendrum, from Atlantic Forest fragments located in Espírito Santo, Minas Gerais and Rio de Janeiro States; (iii) and to characterize orchid mycorrhizal fungi based on fatty acid composition. Qualitative and quantitative morphological characteristics were analyzed using multivariate techniques, distinguishing among Ceratorhiza, Epulorhiza and Rhizoctonia genera and different species of Epulorhiza spp. mycorrhizal fungi, which was confirmed by analyses of RAPD, ITS-RFLP and ITS rDNA sequence. A great diversity of Epulorhiza fungi and two Opadorhiza isolates were observed in eleven E. secundum populations located in different regions of campo de altitude of SBSP. However, the distinction between Epulorhiza and Opadorhiza, as well as among some Epulorhiza species, was possible just through analysis of ITS rDNA sequence. Sebacina and Tulasnella fungi, teleomorphs of the anamorphic genera Opadorhiza and Epulorhiza, respectively, were obtained from different species of Epidendrum studied. A great variability was observed on ITS sequence of Tulasnella spp. isolates, which formed nine clades. However, Sebacina spp. isolates showed lower variability in this sequence, forming only three clades. The analysis of fatty acid composition, using Mahalanobis distance and the UPGMA method, allowed the distinction between Epulorhiza and Ceratorhiza genera and among Epulorhiza spp. belonging to three different clades observed by the analysis of ITS sequence, demonstrating that the analysis of fatty acid composition is a useful tool to characterization and identification of Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi of orchids. The morphological characteristics are important tools to distinction of some species and genera studied. It is suggest that Epidendrum orchids, even showing preference to Tulasnella/Epulorhiza fungi, do not present specificity to this fungal genus, because they associate with Sebacina/Opadorhiza fungi. This is the first report of association among Epidendrum orchids and Sebacina/Opadorhiza fungi.