Βιοποικιλότητα μακρομυκήτων που σχηματίζουν εκτομυκόρριζες με φυτά των γενών Pinus και Cistus σε παραθαλάσσια ενδιαιτήματα

Abstract

Η εκτομυκορριζική συμβίωση αποτελεί μια εξειδικευμένη στρατηγική συνέργειας μεταξύ φυτών και μυκήτων, απαραίτητη για την ανάπτυξη και την ευρωστία τους. Εμφανίζεται πάνω από 80 αυτόνομες φορές στην εξελικτική ιστορία κάτι που υποδεικνύει τη σημαντικότητα και την επιτυχία της. Πιθανολογείται πως ήταν μια εξέλιξη της ήδη επιτυχημένης ενδομυκορριζικής συμβίωσης και επικράτησε λόγω της αυξημένης ικανότητας προσαρμογής των εκτομυκορριζικών (ECM) μυκήτων στο εδαφικό περιβάλλον. Παρουσιάζεται εκτεταμένα στο Βόρειο Ημισφαίριο, στο οποίο τα μεσογειακά οικοσυστήματα αποτελούν ένα σημαντικό βιότοπο προτεραιότητας. Η Μεσόγειος θεωρείται ως περιοχή με αυξημένα ποσοστά βιοποικιλότητας αλλά με αυξημένο κίνδυνο απώλειας ενδιαιτημάτων λόγω της κλιματικής αλλαγής και άλλων ανθρωπογενών παραγόντων. Τα παραθαλάσσια αμμοθινικά οικοσυστήματα αποτελούν περιοχή υψηλού κινδύνου καθώς οι περιβαλλοντικές συνθήκες φτάνουν σε οριακά σημεία. Έτσι η εκτομυκορριζική στρατηγική συμβίωσης αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν την επιβίωση συγκεκριμένων ειδών φυτών. Η μελέτη των υπόγειων κατασκευών των φυτών με τους ECM μύκητες παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες και δεν είναι τυχαίο πως είναι σχετικά παραμελημένος τομέας της μυκητολογίας. Στην Ελλάδα, η παρούσα εργασία μόλις η δεύτερη που εστιάζει στα μορφοανατομικά χαρακτηριστικά των ECM μυκήτων, παρόλο που ως χώρα παρουσιάζει ιδιαιτερότητες και πλούσια βιοποικιλότητα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η βιοποικιλότητα των εκτομυκορριζικών μυκήτων που εμφανίζονται σε συγκεκριμένα παραθαλάσσια αμμοθινικά οικοσυστήματα της Ελλάδας. Επιλέχθηκαν δύο νησιωτικές και δύο ηπειρωτικές περιοχές, όπου στις μεν ηπειρωτικές επικρατούν τα είδη θερμόφιλης πεύκης ενώ στις δε νησιωτικές επικρατούν κυρίως φρύγανα της μακκίας βλάστησης με ισχυρή παρουσία του εκτομυκορριζικού γένους Cistus. Πραγματοποιήθηκαν 12 δειγματοληψίες σε διάστημα 1,5 έτους και απέδωσαν μεγάλο αριθμό εκτομυκορριζικών μορφότυπων μαζί με μικρό αριθμό καρποσωμάτων μυκήτων. Από αυτά επιλέχθηκε να δοθεί μεγαλύτερη έμφαση στο γένος Inocybe γιατί αποτελούσε το πολυπληθέστερο σε αριθμό ευρημάτων γένος όπως προέκυψε από προγενέστερες μελέτες στα συγκεκριμένα ενδιαιτήματα. Αρχικά πραγματοποιήθηκε ομαδοποίηση των εκτομυκορριζικών μορφοτύπων με βάση μορφολογικά και ανατομικά χαρακτηριστικά ενώ στη συνέχεια παραλήφθηκε DNA από επιλεγμένους αντιπροσωπευτικούς μορφότυπους, το οποίο αλληλουχήθηκε (περιοχή ITS-5,8S rDNA). Με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν, περιγράφτηκαν αναλυτικά όλοι οι μορφότυποι που αντιστοιχούσαν σε είδη του γένους Inοcybe καθώς και είδη άλλων γενών που είχαν ταυτοποιηθεί μαζί με εξέταση καρποσωμάτων, κατά τη διάρκεια της παρούσας εργασίας είτε προγενέστερων σχετικών εργασιών του Εργαστηρίου στις εν λόγω περιοχές. Η παρούσα εργασία απέδωσε 12 περιγραφές εκτομυκορριζών, από τις οποίες μόνο οι 3 προυπήρχαν στη διεθνή βιβλιογραφία. Εννέα (9) από αυτές αποτελούν νέες περιγραφές εκτομυκορριζών για την επιστήμη, 6 εκ των οποίων έφτασαν μέχρι το επίπεδο του είδους και 3 εκ των οποίων αφορούν εκτομυκόρριζες Inocybe sp. οι οποίες είναι πολύ πιθανό στο μέλλον να συσχετιστούν μοριακά με αταυτοποίητα βασιδιώματα. Από τα αποτελέσματα αυτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι εκτομυκόρριζες του Ιnocybe arenaria (το οποίο πρόσφατα ταυτοποιήθηκε ως καινούργιο είδος) σε φυτά Pinus και Cistus, η εκτομυκόρριζα του Inocybe rufuloides σε φυτά Cistus (καθώς αποδεικνύει την σχέση του συγκεκριμένου μύκητα με πλατύφυλλα), η εκτομυκόρριζα του Ι. pseudodesrticta, που παρουσιάζει στοιχεία ψευοπαρεγχυματικής δομής μανδύα και εισάγει νέα στοιχεία για τα χαρακτηριστικά του γένους Inocybe και τέλος οι διαφοροποιήσεις των περιγραφών μας για το Lactarius tesquorum + Cistus spp. και 2 εκτομυκορριζών Inocybe sp. σε σχέση με τα γενικά χαρακτηριστικά των γενών τους. Επιπλέον έγινε μια εις βάθος διερεύνηση των μορφοανατομικών δομών των εκτομυκορριζών, η οποία είναι πολύτιμη για την κατανόηση της οικολογίας της εκτομυκορριζικής συμβίωσης εν γένει.

Ectomycorrhizal (ECM) symbiosis is a diversified survival strategy between several plants and fungi, necessary for their establishment and robustness. It appears more than 80 different times in evolutionary history which points out its importance and success. It is probable that ECM lifestyle was a transformation of the already successive endomycorrhizal symbiosis and finally prevailed because of the higher ability of ECM fungi to exploit soil environments. It appears extensively in Northern Hemisphere, in which the Mediterranean ecosystems constitute an important priority habitat. The Mediterranean region is considered as a region ofhigh biodiversity but also with an increased risk of habitat loss due to climate change. Littoral sand dunes habitats are among high-risk habitats because the environmental conditions reach marginal values,and ECM lifestyle is one of the important factors that supporting life of numerous plants. Studying the underground structuresof plants with ECM fungi presents several difficulties and it is not irrelevant that it is a relatively neglected research area. This work is only the second pertinent conducted in Greece, despite the fact that thisis a country with high biodiversity. In present work the diversity of ECM fungi is examined in selected littoral sand dune habitats of Greece. Two island and two continental areas were selected. Island areas were dominated by Cistus plants and continental areas were dominated by Mediterranean thermophilous pines. Twelve samples were obtained during a period of 1.5 years and yielded many ECM morphotypes together with several fruitbodies. Special emphasis was given to the fungal genus Inocybe because of its known predominance in these habitats. At an initial phase, ectomycorrhizal root tips were grouped to morhotypes thorough examination of their morphoanatomical characters, and then the most interesting findings (root-tips and basidiomes) were processed for DNA extraction, amplification (region ITS – 5,8S rDNA) and sequencing. Twelve ectomycorrhizal root-tips descriptions were completed, nine of which were performed for the first time, i.e. they constitute novel descriptions to science; identification at species level was possible for six of of them, while other three were identified to genus level (Inocybe). Of particular interest were the ectomycorrhiza of the recently described species Inocybe arenaria with Pinus and Cistus plants, the Inocybe rufuloides x Cistus spp. ectomycorrhiza (which evidences I.rufuloides symbiosis with angiosperms), the Inocybe pseudodestricta x Pinus spp. which features almost pseudoparenchymatous mantle structure and insert new and introduces new data on the characteristics of the genus Inocybe and the differentiated descriptions (in relation to already existing pertinent information) between Lactarius tesquorum and Cistus spp. and of two Inocybe sp.associated with Pinus and Cistus plants. In addition, a detailed investigation of ectomycorrhizal morphanatomic features was conducted on several other specimens obtained from these particular habitats, which is valuable for understanding the ecology of the ECM lifestyle.