Οι μύκητες αποτελούν ένα άθροισμα οργανισμών που απαντάται σε μεγάλο εύρος συνθηκών και οικοσυστημάτων, αποτελώντας σημαντικό κρίκο στη λειτουργία τους, κυρίως ως αποδομητές της οργανικής ύλης αλλά και ως συμβιωτές ή παρασιτικοί οργανισμοί αλληλεπιδρώντας με άλλα αθροίσματα οργανισμών. Ο άνθρωπος από νωρίς αναγνώρισε την αξία των μυκήτων ως τρόφιμο ή ως μέσο για την παρασκευή πληθώρας τροφίμων και ποτών, έχει υποστεί τις συνέπειες της δράσης τους ως παθογόνα, αλλά τους έχει επίσης αξιοποιήσει για την παραλαβή ενώσεων με φαρμακευτική – θεραπευτική δράση καθώς παράγουν ένα ευρύ φάσμα δευτερογενών βιοδραστικών μεταβολιτών. Μέσω της επιστήμης, ιδίως τις τελευταίες δεκαετίες, έχει διερευνηθεί και αναδειχθεί το μέγεθος της βιοποικιλότητας και το πλήθος των ιδιοτήτων τους, με σημαντικές εφαρμογές σε πληθώρα πεδίων του αγροδιατροφικού, ιατροφαρμακευτικού, βιομηχανικού και ενεργειακού τομέα.
Η παρούσα εργασία εστιάζει στη μελέτη της βιοποικιλότητας ξυλοσηπτικών μυκήτων, με προέλευση κυρίως από φυσικούς, αδιατάραχτους βιότοπους της ευρύτερης μεσογειακής ζώνης, με έμφαση στον Ελλαδικό χώρο, αλλά και σε αυτόχθονα στελέχη που αναπτύσσονται σε ρυπογόνα, τεχνητά ενδιαιτήματα με υψηλό οργανικό φορτίο. Στο πλαίσιο αυτό, μελετήθηκαν ομάδες βασιδιομυκήτων λευκής σήψης, με αναγνωρισμένες λιγνινοκυτταρινολυτικές ιδιότητες, οι οποίοι εμφανίζουν ταυτόχρονα ταξινομικό και οικολογικό ενδιαφέρον, όπως τα γένη Ganoderma και Sidera, και ο φυλογενετικός κλάδος Tyromyces - Skeletocutis. Επιπλέον, προσδιορίστηκε η αυτόχθονη, καλλιεργήσιμη, μυκητιακή ποικιλότητα σε απόβλητο διφασικού ελαιουργείου, το οποίο μελετήθηκε ως τεχνητό ενδιαίτημα που εμφανίζει υψηλή τοξικότητα αλλά ταυτόχρονα αποτελεί πηγή ανεξερεύνητης βιοποικιλότητας με σημαντικές προοπτικές αξιοποίησης. Στο πλαίσιο αυτό πραγματοποίηθηκε ένας αρχικός προσδιορισμός του αποδομητικού, ενζυμικού προφίλ στελεχών Ganoderma και μυκήτων που απομονώθηκαν από το απόβλητο. Όλες οι θεματικές προσεγγίστηκαν με τη χρήση σύγχρονων φυλογενετικών μεθόδων ταξινόμησης, σε συνδυασμό με συγκριτική ανάλυση μορφολογικών, οικολογικών, καλλιεργητικών ή ενζυμικών χαρακτηριστικών, και οι οποίες αποτέλεσαν τέσσερις ανεξάρτητες θεματικές που αναλύονται σε αντίστοιχα επιμέρους κεφάλαια.
Το προς εξέταση βιολογικό υλικό Ganoderma διερευνήθηκε μέσω μίας εκτενούς φυλογενετικής μελέτης σε επίπεδο γένους και σε παγκόσμια κλίμακα, εστιάζοντας τόσο στο αντιπροσωπευτικό εύρος του δείγματος όσο και σε επαρκές πλήθος μοριακών δεικτών. Η βιοποικιλότητα του γένους υπολογίζεται ότι περιλαμβάνει 104 είδη με βάση τα διαθέσιμα φυλογενετικά δεδομένα, εκ των οποίων μόνο τα έξι επιβεβαιώθηκε πως απαντώνται στην Ευρώπη, και συγκεκριμένα τα G. adspersum, G. applanatum, G. carnosum, G. lucidum, G. pfeifferi και G. resinaceum. Μέσω της πολυγονιδιακής ανάλυσης και κάνοντας χρήση των μοριακών δεικτών ITS, 28S rRNA, TEF1-a, RPB1 και RPB2, αναγνωρίστηκαν πέντε κύριες γενεαλογικές γραμμές (Lineages I έως V), αποτελούμενες από 11 βασικούς κλάδους. Τα εν λόγω αποτελέσματα εμφάνισαν ορισμένες διαφορές σε σχέση με το εξελικτικό σενάριο που αρχικά μελετήθηκε και βασίστηκε αποκλειστικά σε αλληλουχίες ITS rDNA, οι οποίες προήλθαν από τα συνολικά διαθέσιμα σχετικά μεταδεδομένα των βάσεων INSDC και UNITE. Οι πρώιμες γενεαλογικές γραμμές Lineages I και III περιλαμβάνουν περιορισμένο αριθμών ειδών, με εξάπλωση στο Βόρειο Ημισφαίριο, ενώ τα Lineages IV και V εμφανίζουν παγκόσμια κατανομή, κυρίως σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές. Δεν επιβεβαιώνεται η υποδιαίρεση του γένους με βάση την εμφάνιση και την ανατομία της άνω επιφάνειας του πίλου, με τους ταξινομικούς χαρακτήρες που μελετήθηκαν να παρουσιάζουν πολυφυλετική προέλευση. Τα Lineages I και ΙΙΙ εμφανίζουν κατανομή στην Νότια Κίνα, ενώ στην ευρύτερη Νοτιοανατολική Ασία εντοπίζεται το 50% της βιοποικιλότητας με εκπροσώπηση σε όλους τους βασικούς κλάδους, καθιστώντας την πιθανότερη περιοχή προέλευσης του κοινού προγόνου. Τα ευδικότυλα αποτελούν τους κυρίαρχους ξενιστές του γένους, με κάποια είδη να εμφανίζουν μεγάλο εύρος ξενιστών, περιλαμβάνοντας μονοκότυλα και/ή γυμνόσπερμα, με σπάνιες περιπτώσεις προτίμησης σε ορισμένα από αυτά. Ο δείκτης ITS εμφανίζεται ως ο καταλληλότερος (δηλαδή με επαρκή διακριτική ικανότητα σε επίπεδο είδους στις περισσότερες των περιπτώσεων και υψηλή εκπροσώπηση της βιοποικιλότητας του γένους), ωστόσο ενίοτε κρίθηκε απαραίτητη πολυγονιδιακή προσέγγιση για την πλήρη διελεύκανση των φυλογενετικών σχέσεων. Η ταυτότητα καταχωρημένων αλληλουχιών όσο και γονιδιωμάτων στις διεθνείς βάσεις μοριακών δεδομένων διαπιστώθηκε πως ήταν συχνά εσφαλμένη, γεγονός το οποίο σε συνδυασμό με τη σχετικά περιορισμένη διαθεσιμότητα αλληλουχιών προερχόμενων από τυπικές συλλογές, καθιστούν γενικώς επισφαλή τα ταξινομικά συμπεράσματα που συνάγονται από αυτοματοποιημένες τακτικές προσδιορισμού βιολογικού υλικού (π.χ. ανάλυση BLAST). Η ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων επέτρεψε τον εντοπισμό αλληλουχιών ITS1 ή/και ITS2 με διαγνωστική αξία για επιμέρους είδη (“signature sequences”) με προφανή εφαρμογή σε διαδικασίες εξειδικευμένης και ταχείας ταυτοποίησης. Σημαντική πληροφορία εντοπίστηκε στα διαθέσιμα δεδομένα των INSDC διευρύνοντας τη γνώση για τη βιοποικιλότητα των ειδών του γένους Ganoderma. Παρά τη σημαντική συμβολή των σύγχρονων μελετών στη διαλεύκανση της ταξινομικής του γένους επισημάνθηκαν ελλείψεις, ανακρίβειες αλλά και αμφισβητούμενα φυλογενετικά συμπεράσματα. Επιπλέον, αξιολογήθηκε η χρήση αλληλουχιών γονιδίων που κωδικοποιούν υπεροξειδάσες σε φυλογενετικές αναλύσεις, τα οποία αν και προσφέρουν επαρκή διαχωρισμό των ειδών, εμφανίζουν υψηλό ενδοειδικό πολυμορφισμό, ετερόλογα αντίγραφα, αλλά και χαμηλή εκπροσώπηση της βιοποικιλότητας. Τέλος, εκτιμήθηκε η αποτελεσματικότητα των στελεχών Ganoderma σε διαδικασίες βιοαποδόμησης υγρού αποβλήτου ελαιουργίας, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως υποστρώμα ανάπτυξης. Το αποδοτικότερο καταλυτικό προφίλ εμφάνισαν στελέχη των ειδών G. resinaceum και G. adspersum.
Το γένος Sidera μελετήθηκε φυλογενετικά με βάση δύο πυρηνικούς, ριβοσωμικούς δείκτες ITS και 28S. Η ανάλυση ανέδειξε την ύπαρξη 23 ειδών, που εντάσσονται σε τρεις κύριους κλάδους, εκ των οποίων τα 18 αντιστοιχούν σε ήδη περιγραφέντα είδη και τα πέντε σε πιθανά νέα είδη. Οι δύο κλάδοι συνιστούν μια διακριτή γενεαλογική γραμμή, περιλαμβάνοντας είδη αποκλειστικά με πορώδη υμενοφόρο. Το γένος Sidera εμφανίζει εξάπλωση κυρίως στο Βόρειο Ημισφαίριο, λιγότερο στο Νότιο, ενώ δεν έχει καταγραφεί στην Αφρική. Στην Ευρώπη απαντώνται τα S. americana, S. lenis και S. lunata, με εξάπλωση σε βορειότερες ζώνες, καθώς και το S. vulgaris, ολοαρκτικής κατανομής, το οποίο είναι το μοναδικό είδος με παρουσία στη Μεσογειακή ζώνη. Το πρόσφατα περιγραφέν είδος “S. tibetica" αναγνωρίστηκε ως ταξινομικό συνώνυμο του S. vulgaris. Επίσης, συλλογές που είχαν αρχικά ταυτοποιηθεί ως “S. vulgaris" και “S. lowei" με προέλευση τη Νέα Ζηλανδία διαπιστώθηκε ότι δεν ανήκουν στα αντίστοιχα είδη, αποδεικνύοντας ότι η εξάπλωση τους δεν περιλαμβάνει την Ωκεανία όπως αρχικά θεωρείτο. Ως σημαντικοί – διαγνωστικοί ταξινομικοί χαρακτήρες για τη διάκριση επιμέρους ειδών του γένους Sidera αναδείχθηκαν η μορφολογία της υμενοφόρου, η παρουσία και ο τύπος των κρυσταλλικών δομών, η παρουσία κεφαλοειδών άκρων αναπαραγωγικών υφών, και σε μικρότερο βαθμό η δομή του συστήματος των υφών. Τα προαναφερθέντα συνάδουν σε σημαντικό βαθμό με τη φυλογενετική υποδιαίρεση του γένους, δηλαδή αποτελούν μορφολογικά χαρακτηριστικά που εντοπίζονται στην πλειοψηφία των ειδών των κύριων κλάδων.
Αρχικός στόχος του τρίτου κεφαλαίου της παρούσας μελέτης ήταν ο προσδιορισμός της βιοποικιλότητας του γένους Skeletocutis στην ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου, ωστόσο σύντομα διαπιστώθηκε ο ασαφής διαχωρισμός του από το συγγενές γένος Tyromyces, με προφανή την ανάγκη για ευρύτερη διερεύνηση ώστε να ταυτοποιηθεί επαρκώς το υπό εξέταση βιολογικό υλικό. Έτσι, μελετήθηκε ένα ευρύ σύνολο αλληλουχιών, αντιπροσωπευτικό της βιοποικιλότητας του φυλογενετικού κλάδου Tyromyces - Skeletocutis, με βάση τους δύο πυρηνικούς ριβοσωμικούς δείκτες ITS και 28S. Το αποτέλεσμα της ανάλυσης επιβεβαίωσε τα ασαφή όρια εντός ενός μονοφυλετικού κλάδου των δύο γενών, υποδεικνύοντας το γένος Skeletocutis ως ταξινομικό συνώνυμο του παλαιότερου γένους Tyromyces, και κατά συνέπεια και των γενών Incrustoporia και Piloporia, τα οποία είχαν ήδη αναγνωριστεί ως συνώνυμα του πρώτου. Έτσι, η βιοποικιλότητα του γένους Tyromyces (συμπεριλαμβανομένου και του Skeletocutis) αποτελείται από συνολικά 62 είδη με βάση τις διαθέσιμες αλληλουχίες, τα οποία υποδιαιρούνται σε δύο κύριους κλάδους, με τα τυπικά είδη των δύο γενών να εμφανίζουν συγγενή τοπολογία. Επιπλέον, 13 καταληκτικοί κλάδοι δεν κατέστη εφικτό να αντιστοιχηθούν με ήδη περιγραφέντα είδη. Το γένος εμφανίζει παγκόσμια εξάπλωση, με το ένα τρίτο των ειδών (#21) να εντοπίζεται στην Ευρώπη, ενώ επιβεβαιώθηκε η παρουσία των S. alutacea, S. amorpha, S. biguttulata, S. carneogrisea, S. odora και S. percandida στην περιοχή της Μεσογείου. Ταυτόχρονα, επιβεβαιώθηκε η κατάταξη 15 ειδών που θεωρούνταν μέλη των γενών Tyromyces και Skeletocutis σε άλλα γένη/οικογένειες της τάξης Polyporales, ενώ επίσης προτείνεται η δημιουργία του νέου ταξινομικού συνδυασμού Sebipora (Tyromyces) amazonicus (Gelatoporiaceae).
Το τέταρτο κεφάλαιο της διατριβής εστίασε στον προσδιορισμό της βιοποικιλότητας των καλλιεργήσιμων αυτόχθονων μυκήτων σε απόβλητο διφασικού ελαιοτριβείου και στην αξιολόγηση του λιγνινολυτικού δυναμικού τους. Για την απομόνωση όσο το δυνατόν μεγαλύτερου εύρους αυτών χρησιμοποιήθηκαν διάφορα εκλεκτικά υποστρώματα και τεχνικές εμβολιασμού, όπως και συνθήκες ανάπτυξης. Από τις 57 ταξινομικές μονάδες (OTU) που διακρίθηκαν μετά την απομόνωση των μυκήτων σε καθαρές καλλιέργειες, επιλέχθηκαν 96 αντιπροσωπευτικά στελέχη, τα οποία αφού ταυτοποιήθηκαν μοριακά με χρήση ενός (ITS rDNA) ή περισσοτέρων δεικτών (TUB, TEF1-α, ACT, CAL, RPB2, 28S rRNA), αποδείχθηκε ότι αντιπροσωπεύουν 25 είδη Ascomycota, τέσσερα είδη Basidiomycota και τρία είδη Mucoromycota, περιλαμβάνοντας τέσσερα πρόσφατα περιγραφέντα είδη και δύο προτεινόμενα νέα είδη. Μέσω βιοχημικών δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν σε καλλιέργειες μυκήτων σε στερεά υποστρώματα αξιολογήθηκε η ικανότητα αποικοδόμησης συστατικών της λιγνινοκυτταρίνης (κυτταρίνη, ξυλάνη, λιγνίνη) και της συνθετικής χρωστικής RBBR, αλλά και η παραγωγή λακκάσης. Τα 29 είδη εμφάνισαν ικανότητα διάσπασης κυτταρίνης και ξυλάνης (94% και 97% των στελεχών, αντίστοιχα), 24 είδη παρουσίασαν ικανότητα διάσπασης RBBR (75% των στελεχών), ενώ ικανότητα λιγνινόλυσης και δράση λακκάσης εντοπίστηκε σε μικρότερο βαθμό, με πέντε και οκτώ είδη, αντίστοιχα (16 και 25% των στελεχών, αντίστοιχα). Στη σύνθεση της αυτόχθονης μυκητιακής ποικιλότητας περιλαμβάνονται είδη με αναγνωρισμένη αποτελεσματικότητα σε διαδικασίες βιοαποδόμησης, αλλά και σε άλλες γεωργικές, βιοτεχνολογικές και βιομηχανικές εφαρμογές προσφέροντας νέες ερευνητικές προοπτικές.
Συνοψίζοντας, στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής μελετήθηκε η συνολική (σε παγκόσμια κλίμακα) ποικιλότητα σε τρία γένη ξυλοσηπτικών βασιδιομυκήτων με ιδιαίτερο ταξινομικό και βιοτεχνολογικό ενδιαφέρον προερχόμενων από φυσικά (δασικά) ενδιαιτήματα. Επιπλέον, εξετάστηκε η ποικιλότητα των αυτόχθονων καλλιεργούμενων μυκήτων (με έμφαση στην απομόνωση – επιλογή όσων αποδομούν λιγνινοκυτταρινούχα υποστρώματα) σε απόβλητο διφασικού ελαιοτριβείου, το οποίο αποτελεί ένα ιδιαίτερο τεχνητό ενδιαίτημα. Με τη υιοθέτηση μιας συνδυαστικής προσέγγισης (μορφολογικά, φυσιολογικά και οικολογικά κριτήρια) που περιελάμβανε την παραλαβή και μελέτη 434 αλληλουχιών μέσω της χρήσης οκτώ μοριακών δεικτών, διαλευκάνθηκε η ταξινομική και φυλογενετική των εν λόγω οργανισμών και προσδιορίστηκε η ύπαρξη 221 ειδών, ήτοι: 104 (εκ των οποίων 21 πιθανά νέα είδη για την επιστήμη) για το γένος Ganoderma, 23 (πέντε νέα είδη) για το γένος Sidera, 62 (13 νέα είδη) για το φυλογενετικό άθροισμα Tyromyces – Skeletocutis και 32 (δύο νέων ειδών) μυκήτων στο απόβλητο διφασικών ελαιοτριβείων. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε μια αρχική αξιολόγηση της δυνατότητας διάσπασης λιγνινοκυτταρινούχων υποστρωμάτων από επιλεγμένες ομάδες μυκήτων προς την κατεύθυνση μελλοντικής αξιοποίησης του βιοτεχνολογικού δυναμικού τους.
Fungi constitute a group of organisms found in a wide range of conditions and ecosystems, playing a crucial role in their functioning, mainly as decomposers of organic matter but also as symbionts or parasitic organisms interacting with other groups of organisms. Humans have long recognized the value of fungi as food or for food production, have suffered the consequences of their pathogenic actions, but have also exploited them for producing medicinal/therapeutic compounds, given their wide range of secondary bioactive metabolites. Through science, especially in recent decades, the extent of their biodiversity and the multitude of their properties have been highlighted and verified, with significant applications in various fields such as the agri-food, medical-pharmaceutical, industrial and energy sectors.
This PhD Dissertation focuses on studying the biodiversity of wood-decay fungi, primarily originating from natural, undisturbed habitats in the broader Mediterranean region (with emphasis on Greece), as well as on indigenous strains developing in polluted, artificial environments with high organic load. Within this context, groups of white-rot Basidiomycota, recognized for their lignocellulolytic properties, were studied. These groups also present taxonomic and ecological interest, i.e. the genera Ganoderma and Sidera, and the phylogenetic clade Tyromyces - Skeletocutis. Additionally, the indigenous, cultivable fungal diversity in waste streams deriving from two-phase olive mills (TPOMW) was identified. TPOMW was studied as an “artificial habitat” that exhibits high toxicity but it simultaneously represents a source of unexplored biodiversity with significant potential for exploitation. An initial characterization of the degrading enzymatic profile of Ganoderma strains and selected fungi isolated from the TPOMW was performed. All objectives were dealt by using modern phylogenetic methodologies, combined with comparative analysis of morphological, ecological, cultural or enzymatic characteristics, and are analyzed in the corresponding chapters.
The biological material from the genus Ganoderma was investigated through an extensive phylogenetic study at the genus level and on a global scale, focusing both on the representative range of samples and the sufficient number of suitable molecular markers. The genus's diversity is estimated to include 104 species based on available molecular data, of which only six were confirmed to occur in Europe, i.e. G. adspersum, G. applanatum, G. carnosum, G. lucidum, G. pfeifferi, and G. resinaceum. Through multilocus analysis using the molecular markers ITS, 28S rRNA, TEF1-a, RPB1, and RPB2, five main genetic lineages (Lineages I to V), consisting of 11 major clades, were identified. These results showed some differences compared to the evolutionary scenario initially studied, which was based solely on ITS rDNA sequences derived from the total relevant metadata available in the INSDC and UNITE databases. The early diverged Lineages I and III include a limited number of species distributed in the Northern Hemisphere, while Lineages IV and V show a global distribution, mainly in tropical and subtropical regions. The subdivision of the genus based on the appearance and anatomy of the upper surface of the pileus is not confirmed since the relevant taxonomic characters showed a polyphyletic origin. Lineages I and III show distribution in Southern China, while the wider Southeast Asia is identified as the region including 50% of the total genus diversity by representing all major clades, making it the likely area of origin of the common ancestor. Angiosperms eudicots are the dominant hosts of the genus, with some species showing a wide range of hosts, including monocots and/or gymnosperms. The ITS marker appears to be the most suitable (i.e. with sufficient – in most cases – discrimination at the species level, and high representation of genus diversity), but a multilocus approach was sometimes deemed necessary to fully elucidate phylogenetic relationships. The identity of deposited sequences and genomes in international molecular databases was often found to be erroneous, a fact that, combined with the relatively rare availability of sequences from type collections, makes unreliable the taxonomic conclusions drawn from automated biological material identification approaches (e.g., BLAST analysis). The analysis of a large volume of data allowed the identification of ITS1 and/or ITS2 sequences of diagnostic value (“signature sequences”), which could be further applicable in rapid identification processes. Significant information surfaced from the analysis of available INSDC data, expanding the knowledge of the biodiversity of Ganoderma species. Despite the significant contribution of recent studies to the elucidation of the genus's taxonomy, deficiencies, inaccuracies, and questionable phylogenetic conclusions were highlighted. Additionally, the use in phylogenetic analyses of sequences of genes encoding oxidases was evaluated; although such sequences demonstrated sufficient discrimination at the species level, they also exhibited high intraspecific polymorphism, heterologous copies, and low representation of biodiversity. Finally, the effectiveness of Ganoderma strains in the degradation of olive mill wastewater (OMWW) was assessed. The most efficient catalytic profile was shown by G. resinaceum and G. adspersum strains.
The genus Sidera was phylogenetically studied on the basis on two nuclear ribosomal markers, ITS and 28S. The analysis highlighted the existence of 23 species (grouped into three main clades), 18 of which correspond to already described species and five to possible new species. Two of these clades constitute a distinct genetic lineage, including species possessing a poroid hymenophore. The genus's species are distributed mainly in the Northern Hemisphere, less so in the Southern, and have not been recorded in Africa. In Europe, S. americana, S. lenis, and S. lunata are found in northern parts of the continent, while S. vulgaris, with a holarctic distribution, is the only species present in the Mediterranean region. The recently described species "S. tibetica" was identified as a taxonomic synonym of S. vulgaris. In addition, collections initially identified as "S. vulgaris" and "S. lowei" from New Zealand were found not to belong to the respective species, thus demostrating that their distribution does not include Oceania as previously considered. Significant taxonomic characters (of diagnostic value) for distinguishing among species of the genus Sidera were determined, i.e. the morphology of the hymenophore, the presence and type of crystal structures, the presence of capitate ends of generative hyphae, and to a lesser extent, the structure of the hyphal system, in accordance with the phylogenetic subdivision of the genus.
The initial goal of the third chapter of this study was to determine the diversity of the genus Skeletocutis in the broader Mediterranean region. However, it was soon found that its separation from the related genus Tyromyces was unclear, with an apparent need for broader investigation to adequately identify the biological material under examination. Thus, a wide set of sequences, representative of the diversity of the phylogenetic clade Tyromyces - Skeletocutis, was studied based on two nuclear ribosomal markers, ITS and 28S. The outcome of the phylogenetic analysis confirmed the monophyletic origin of the two genera, indicating that Skeletocutis as a taxonomic synonym of the older genus Tyromyces, and consequently of the genera Incrustoporia and Piloporia, which have already been recognized as synonyms of the former. Thus, the biodiversity of the genus Tyromyces (including Skeletocutis) consists of 62 species in total (based on available sequences in INSDC), which are subdivided into two main clades, with the type species of the two genera showing related topology; in addition, 13 terminal clades could not be matched to already described species. The genus has a worldwide distribution, with one-third of the species (#21) found in Europe, while the presence of S. alutacea, S. amorpha, S. biguttulata, S. carneogrisea, S. odora, and S. percandida in the Mediterranean region was confirmed. In parallel, the classification of 15 species, previously considered members of the genera Tyromyces and Skeletocutis, into other genera/families of the order Polyporales was confirmed; moreover, one new taxonomic combination is hereby proposed, Sebipora (Tyromyces) amazonicus (Gelatoporiaceae).
The fourth chapter of the Dissertation focused on determining the diversity of cultivable indigenous fungi in TPOMW and at evaluating their lignocellulolytic potential. Various selective substrates and inoculation techniques, as well as growth conditions, were used to isolate as many as possible. Of the 57 taxonomic units (OTUs) distinguished after isolating fungi in pure cultures, 96 representative strains were selected. After being identified by using one (ITS rDNA) or more markers (TUB, TEF1-α, ACT, CAL, RPB2, 28S rRNA), they were found to represent 25 Ascomycota, four Basidiomycota, and three Mucoromycota species, including four recently described species and two possibly new species to science. Biochemical tests conducted on fungal cultures on solid substrates evaluated the ability to decompose components of lignocellulose (cellulose, xylan, lignin) and the synthetic dye RBBR, as well as laccase production. Twenty-nine species showed the ability to degrade cellulose and xylan (94% and 97% of the strains, respectively), 24 species showed the ability to degrade RBBR (75% of the strains), while ligninolytic and laccase activity were found to a lesser extent, with five and eight species, respectively (16% and 25% of the strains, respectively). The composition of the indigenous fungal diversity includes species with recognized effectiveness in biodegradation processes, and other applications related to agriculture, biotechnology and industry, offering new research perspectives.
In summary, this PhD dissertation deals with the global diversity of three genera of wood-decay Basidiomycetes with particular taxonomic and biotechnological interest from natural (forest) habitats. Additionally, the diversity of indigenous cultivable fungi was examined (by also including the selective isolation of those decomposing lignocellulosics) in TPOMW, which represents a unique artificial habitat. Through a combined approach (through morphological, physiological and ecological criteria) that included the generation and phylogenetic analysis of 434 sequences using eight molecular markers, the taxonomy and phylogeny of these organisms were clarified, identifying 221 fungal species, namely: 104 (of which 21 are putative new species) for the genus Ganoderma, 23 (five putative new species) for the genus Sidera, 62 (13 putative new species) for the Tyromyces - Skeletocutis clade, and 32 (two putative new species) present in TPOWM. In parallel, an initial/preliminary assessment of the potential of selected fungal groups to degrade lignocellulosic substrates was performed, aiming at the future exploitation of their biotechnological potential.
