Microfungal composition in an Astelia-Donatia cushion peatland in Tierra del Fuego, Argentina

Noelia I. Paredes; Veronica F. Consolo; Veronica A. Pancotto; Christian Fritz; Marcelo D. Barrera; Angélica M. Arambarri; Graciela L. Salerno

doi:10.14522/darwiniana.2014.21.566

Autores/as

Noelia I. Paredes Centro Austral de Investigaciones Científicas (CONICET), Ushuaia.
Veronica F. Consolo Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología (CONICET), Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas, Mar del Plata.
Veronica A. Pancotto Centro Austral de Investigaciones Científicas (CONICET), Ushuaia.
Christian Fritz Experimental Plant Ecology, Radboud University, Nijmegen.
Marcelo D. Barrera Laboratorio de Investigación en Sistemas Ecológicos y Ambientales, Universidad Nacional de La Plata, La Plata.
Angélica M. Arambarri Instituto de Botánica Carlos Spegazzini, Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata, La Plata.
Graciela L. Salerno Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología (CONICET), Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas, Mar del Plata.

DOI:

https://doi.org/10.14522/darwiniana.2014.21.566

Palabras clave:

Astelia-Donatia, comunidad fúngica, diversidad, PCR- RFLP, turbera.

Resumen

En el Hemisferio Sur las turberas almacenan grandes cantidades de carbono en el suelo. A pesar de su importancia en el ciclo global del carbono, se sabe poco acerca de los procesos de descomposición y su diversidad fúngica. El presente estudio se realizó para describir la composición de hongos filamentosos en dos profundidades de una turbera compacta donde las especies vegetales predominantes son Astelia (Asteliaceae) y Donatia (Donatiaceae) en Moat, Tierra del Fuego, Argentina. De 48 muestras procesadas, se obtuvieron 338 aislamientos. Mediante el uso de diferentes metodologías de cultivo, a través de observación microscópica y por métodos moleculares identificamos 38 especies fúngicas y 18 géneros de Ascomycetes y Zygomycetes. Los aislamientos de Ascomycetes fueron los más abundantes, con dominancia de Penicillium y Trichoderma. Se describe la composición fúngica y se comparó la diversidad y equitatividad de las especies a dos profundidades de muestreo. No se encontraron diferencias significativas entre la composición de especies, la diversidad y equitatividad. La turbera estudiada es un ecosistema que presenta alta diversidad de especies fúngicas filamentosas, algunas de ellas descritas en otras turberas en todo el mundo.

Citas

Allison, S. & K. Treseder. 2008. Warming and drying suppress microbial activity and carbon cycling in boreal forest soils. Global Change Biology 14: 2898-2909. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2486.2008.01716.x

Andersen, R.; A. J. Francez & L. Rochefort. 2006. The physicochemical and microbiological status of a restored bog in Québec: Identification of relevant criteria to monitor success. Soil Biology & Biochemistry 38: 1375-1387. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2005.10.012

Anderson, I. C. & J. W. G. Cairney. 2004. Diversity and ecology of soil fungal communities: increased understanding through the application of molecular techniques. Environmental Microbiology 6: 769-779. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1462-2920.2004.00675.x

Artz, R. R. E.; I. C. Anderson, S. J. Chapman, A. Hagn, M. Schloter, J. Potts & C. D. Campbell. 2007. Changes in fungal community composition in response to vegetational succession during natural regeneration of cutover peatlands. Microbial Ecology 54: 508-522. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00248-007-9220-7

Basiliko, N.; C. Blodau, C. Roehm, P. Bengston & T. R. Moore. 2007. Regulation of decomposition and methane dynamics across natural commercially mined and restored northern peatlands. Ecosystems 10: 1148-1165. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10021-007-9083-2

Basiliko, N.; J. B. Yavitt, P. Dees & S. M. Merkel. 2003. Methane biogeochemistry and methanogen communities in two northern peatland ecosystems, New York State. Geomicrobiology Journal 20: 563-577. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/713851165

Baumann, M. A. 2006. Water flow, spatial patterns and hydrological self-regulation of a raised bog in Tierra del Fuego (Argentina). Ph D diss. Ernst-Moritz-Arndt University Greifswald.

Blodau, C.; N. Basiliko & T. R. Moore. 2004. Carbon turnover in peat-land mesocosms exposed to different water table levels. Biogeochemistry 67: 331-351. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/B:BIOG.0000015788.30164.e2

Bragazza, L.; C. Siffi, P. Iacumin & R. Gerdol. 2007. Mass loss and nutrient release during litter decay in peatland: The role of microbial adaptability to litter chemistry. Soil Biology & Biochemistry 39: 257-267. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.07.014

Carmichael, J. W.; W. B. Kendrick, I. L. Conners & L. Sigler. 1980. Genera of Hyphomycetes. Edmonton: University of Alberta Press.

Chen, Y.; M. G. Dumont, N. P. McNamra, P. M. Chamberlain, L. Bodrossy, N. Strails-Pavese & J. C. Murrel. 2008. Diversity of the active methanotrophic community in acidic peatlands as assessed by mRNA and SIP-PLFA analyses. Environmental Microbiology 10: 446-459. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1462-2920.2007.01466.x

Clymo, R. S. 1984. The limits to peat bog growth. Philosophical Transactions of the Royal Society Biological Sciences 303: 605-654. DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rstb.1984.0002

Domsch, K. H.; W. Gams & T. H. Anderson. 1980. Compendium of soil fungi. Vol. 1. London: Academic Press.

Dooley, M. J. & C. H. Dickinson. 1970. Microbiology of cut-away peat II. The ecology of fungi in certain habitats. Plant Soil 32: 454-446. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/BF01372883

Ellis, M. B. 1971. Dematiaceous Hyphomycetes. Kew: Commonwealth Mycological Institute.

Ellis, M. B. 1976. More Dematiaceous Hyphomycetes. Kew: Commonwealth Mycological Institute.

Fierer, N. & R. B. Jackson. 2006. The diversity and biogeography of soil bacterial communities. Proceedings of the Natural Academy of Sciences 103: 626-631. DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0507535103

Fritz, C. 2012. Limits of Sphagnum bog growth in the Southern Hemisphere. Diploma thesis, Radboud University.

Fritz, C.; V. A. Pancotto, J. T. Elzenga, E. J. W. Visser, A. P. Grootjans, A. Pol, R. Iturraspe, J. G. M. Roelofs & A. J. P. Smolders. 2011. Zero methane emission bogs: extreme rhizosphere oxygenation by cushion plants in Patagonia. New Phytology 190: 398-408. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1469-8137.2010.03604.x

Frokling, S. E.; J. L. Bubier, T. R. Moore, T. Ball, L. M. Bellisario, A. Bhardwaj, P. Carroll, P. M. Crill, P. M. Lafleur, J. H. McCaughey, N. T. Roulet, A. E. Suyker, S. B. Verma, J. M. Waddington & G. J. Whiting. 1998. Relationship between ecosystem productivity and photosyntetically active radiation for northern peatlands. Global Biogeochemimal Cycles 12: 115-126. DOI: http://dx.doi.org/10.1029/97GB03367

Gamundí, I. J. & V. Amos. 2007. Exploraciones micológicas en Tierra del Fuego. Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica 42: 131-148.

Gebser, R. 2008. Ecological studies on the vegetation of the Moat cushion peatland in Tierra del Fuego, Argentina. MSc Thesis, University of Greifswald.

Gilbert, D. & E. A. D. Mitchell. 2006. Microbial diversity in Sphagnum peatlands, en I. P. Martini, A. Martínez Cortizas & W. Chesworth (eds.), Peatlands: Evolution and records of environmental and climate change, pp. 287-318. Amsterdam-Oxford: Elsevier.

Giri, B.; P. Huong Giang, R. Kumari, R. Prassad & A. Varma. 2005. Microbial diversity in soils. Soil Biology 3: 19-55. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/3-540-26609-7_2

Godeas, A. M. 1983. Estudios cuali-cuantitativos de los hongos del suelo de Nothofagus dombeyi. Ciencia del suelo 1: 21-31.

Godeas, A. M. & A. M. Arambarri. 2007. Hifomicetes lignícolas de Tierra del Fuego (Fungi, Fungi Imperfecti, Hyphomycetales). Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica 42: 1-2.

Horton, T. R. & T. D. Bruns. 2001. The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology: peeking into the black-box. Molecular Ecology 10: 1855-1871. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.0962-1083.2001.01333.x

Jaatinen, K.; H. Fritze, J. Laine & R. Laiho. 2007. Effects of short- and long-term water level draw- down on the populations and activity of aerobic decomposers in a boreal peatland. Global Change Biology 13: 491-510. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01312.x

Kamal, S. A. & A. Varma. 2008. Peatland Microbiology, en P. Dion & C. Nautiyal (eds.) Microbiology of Extreme Soils, pp. 177-203. Berlin-Heidelberg: Springer.

Khalid, M.; W. Yang, N. Kishear, Z. Rajput & A. Arizo. 2006. Study of cellulolytic soil fungi and two nova species and new medium. Journal of Zhejiang University Science 7: 459-466. DOI: http://dx.doi.org/10.1631/jzus.2006.B0459

Killham, K. 1994. Soil Ecology. Cambridge: Cambridge University Press.

Kip, N.; C. Fritz, E. Langelaan, Y. Pan, L. Bodrossy, V. A. Pancotto, M. S. M. Jetten, A. J. M. Smolders & H. J. M den Camp. 2012. Methanotrophic activity and diversity in different Sphagnum magellanicum dominated peat bog habitats in Tierra del Fuego. Biogeosciences 9: 47-55. DOI: http://dx.doi.org/10.5194/bg-9-47-2012

Koesnandar, P. S.; D. Nurani & E. Wahyono. 2006. Government role on research and application of technology for peatland utilization. National Seminar on Peatlands and their problems, Pontianak: University of Tnajungpura.

Kovach, W. L. 1999. MVSP-A Multivariate Statistical Package for Windows, Version 3.1. Pentraeth: Kovach Computing Services.

Küster, E. 1963. Influence of peat substances on the metabolism of fungi. Pure and Applied Chemistry 4: 611-616.

Lin, X.; S. Green, M. M. Tfaily, O. Prakash, K. T. Konstantinidis, J. E. Corbett, J. P. Chanton, W. T. Cooper & J. E. Kostka. 2012. Microbial community structure and activity linked to contrasting biogeochemical gradients in bog and fen environments of the Glacial Lake Agassiz Peatland. Applied and Environmental Microbiology 78: 7023-7031. DOI: http://dx.doi.org/10.1128/AEM.01750-12

Magurran, A. E. 1988. Ecological diversity and its measurement. New Jersey: Princeton University Press. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/978-94-015-7358-0

Malvárez, A. I.; P. Kandus & A. Carbajo. 2004. Distribución regional de los turbales en Patagonia (Argentina y Chile), en D. E. Blanco & V. M. de la Balze (eds.), Los turbales de la Patagonia. Bases para su inventario y la conservación de la biodiversidad, publicación nº 19, pp. 22-29. Buenos Aires: Wetlands International-América del Sur.

Moore, D. M. 1983. Flora of Tierra del Fuego. Nelson-Oswestry: Lubrecht & Cramer, Ltd.

Moore, T. R. & N. Basiliko. 2006. Decomposition in boreal peatlands, en R. K. Wieder & D. H. Vitt (eds.), Boreal peatland ecosystems, pp 125-143. Berlin: Springer.

Murray, M. G. & W. F. Thompson. 1980. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic Acid Research 8: 4321-4325. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/nar/8.19.4321

Nakasone, K.; S. Peterson & S. Jong. 2004. Preservation and distribution of fungal cultures, en G.M. Mueller, G. F. Bills & M. Foster (eds.), Biodiversity of fungi. Inventory and monitoring methods, pp. 37-47 Amsterdam: Elsevier Academic Press.

Pancotto, V. A.; O. E. Sala, M. Cabello, N. I. Lopez, T. M. Robson, C. Ballaré, M. Caldwell & A. Scopel. 2003. Solar UV-B decreases decomposition in herbaceous plant litter in Tierra del Fuego, Argentina: potential role of an altered decomposer community. Global Change Biology 9: 1465-1474. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2486.2003.00667.x

Peltoniemi, K.; H. Fritze & R. Laiho. 2009. Response of fungal and actinobacterial communities to water-level drawdown in boreal peatland sites. Soil Biology & Biochemistry 41: 1902-1914. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.06.018

Pisano, E. 1983. The Magellanic tundra complex, en A. J. P. Gore (ed.), Mires: swamp, bog, fen and moor, vol. 2, pp. 295-329. Amsterdam: Elsevier.

Preston, M. D.; K. A. Smemo, J. W. McLaughlin & N. Basiliko. 2012. Peatland microbial communities and decomposition processes in the James Bay Lowlands, Canada. Frontiers in Microbiology 3: 1-15. DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2012.00070

Ramírez, C. & T. Martínez. 1982. Manual and atlas of the Penicillia. Amsterdam-New York-Oxford: Elsevier Biomedical Press.

Repečkienė, J.; Jukonienė, I & O. Salina. 2012. Cellulose-decomposing fungi in peatlands occupied by invasive moss Campylopus introflexus. Botanica Lithuanica 18:46-57. DOI: http://dx.doi.org/10.2478/v10279-012-0007-5

Robson, T. M.; V. A. Pancotto, C. L. Ballaré, O. E. Sala, A. L. Scopel & M. M. Caldwell. 2004. Reduction of solar UV-B mediates changes in the Sphagnum capitulum microenvironment and the peatland microfungal community. Oecologia 140: 480-490. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00442-004-1600-9

Roig, C. & L. Collado. 2004. Moat, provincia de Tierra del Fuego. Anexo II-G, en D. E. Blanco & V. M. de la Balze (eds.), Los Turbales de la Patagonia. Bases para su inventario y la conservación de su biodiversidad, publicación nº 19, pp. 66-78. Buenos Aires: Wetlands International-América del Sur.

Rousk, J.; E. Baath, P. C. Brookes, C. L. Lauber, C. Lozupone, J. G. Caporaso, R. Knight & N. Fierer. 2010. Soil bacterial and fungal communities across a pH gradient in an arable soil. ISME Journal 4: 1340-1351. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ismej.2010.58

Searles, P. S.; B. R. Kropp, S. D. Flint & M. M. Caldwell. 2001. Influence of solar UV-B radiation on peatland microbial communities of southern Argentina. New Phytologist 152: 213-221. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.0028-646X.2001.00254.x

Sizova, M. V.; N. S. Panikov, T. P. Tourova & P. W. Flanagan. 2003. Isolation and characterization of oligotrophic acido-tolerant methanogenic consortia from a Sphagnum peat bog. FEMS Microbiology Ecology 45: 301-315. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0168-6496(03)00165-X

Thormann, M. N. 2005. Diversity and function of fungi in peatlands: a carbon cycling perspective. Canadian Journal of Soil Science 86: 281-293. DOI: http://dx.doi.org/10.4141/S05-082

Thormann, M. N. 2006. The role of fungi in decomposition dynamics in peatlands, en R. K. Wieder & H. D. Vitt (eds.), Boreal Peatland Ecosystems, pp. 101-123. Berlin: Springer-Verlag.

Thormann, M. N. 2011. In vitro decomposition of Sphagnum-derived acrotelm and mesotelm peat by indigenous and alien basidiomycetous fungi. Mires and Peats 8: 1-12.

Thormann, M. N.; R. S. Currah & S. E. Bayley. 2003. Succession of microfungal assemblages in decomposing peatland plants. Plant Soil 250: 323-333. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/A:1022845604385

Thormann, M. N.; R. S. Currah & S. E. Bayley. 2004. Patterns of distribution of microfungi in decomposing bogs and fen plants. Canadian Journal of Botany 82: 710-720. DOI: http://dx.doi.org/10.1139/b04-025

Thormann, M. N. & A. V. Rice. 2007. Fungi from peatlands. Fungal Diversity 24: 241-299.

Viaud, M.; A. Pasquier & Y. Brygoo. 2000. Diversity of soil fungi studied by PCR-RFLP of ITS. Mycological Research 104: 1027-1032. DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S0953756200002835

Watrud, L. S; K. Martin, K. K. Donegan, J. K. Stone & C. G. Coleman. 2006. Comparison of taxonomic, colony morphotype and PCR-RFLP methods to characterize microfungal diversity. Mycologia 98: 384-392. DOI: http://dx.doi.org/10.3852/mycologia.98.3.384

White, T. M.; T. Bruns, S. Lee & J. Taylor. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA for phylogenetics, en M. A. Innis, D. H. Gelfand, J. J. Sninsky & T. J. White (eds), PCR protocols: a guide to methods and applications, pp 315-321. San Diego: Academic Press.