Palm leaf fungi in Portugal: ecological, morphological and phylogenetic approaches
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/41472 |
Resumo: | Tese de mestrado, Microbiologia Aplicada, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019 |
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Palm leaf fungi in Portugal: ecological, morphological and phylogenetic approachesArecaceaeFungos de palmeirasFungos do filoplanoÍndices de biodiversidadeAbordagens ecológicasPerfis genómicosAnálises filogenéticasTeses de mestrado - 2019Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado, Microbiologia Aplicada, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019As palmeiras são um grupo de plantas monocotiledóneas altamente diversificado pertencentes à família Arecaceae. Esta família é representada por cerca de 2600 espécies distribuídas por 181 géneros. As palmeiras são maioritariamente nativas de regiões tropicais e subtropicais, desempenhando um papel importante nos ecossistemas onde se inserem, pela sua elevada adaptabilidade e também pela utilidade dos seus produtos. Entre os membros da família Arecaceae encontram-se algumas das culturas de plantas mais cultivadas mundialmente devido à sua importância económica, tais como a tamareira (Phoenix dactylifera), o coqueiro (Cocos nucifera) e a palmeira-de-dendém (Elaeis guineensis). Devido à sua elevada capacidade de adaptação a uma ampla gama de condições climáticas, as palmeiras são muito apreciadas e utilizadas como plantas ornamentais, nomeadamente em climas mediterrâneos. Sendo das plantas mais características dos climas tropicais, as palmeiras conferem às paisagens mediterrâneas o aspecto exuberante e o fascínio dos trópicos, sendo utilizadas com muita frequência em alinhamentos de espaços públicos, em arranjos paisagísticos, na composição de jardins e, ainda, como plantas de interior. Esta utilização das palmeiras no paisagismo urbano, largamente associado ao desenvolvimento do turismo, fez crescer consideravelmente a utilização destas plantas em países no sul da Europa. A importação das palmeiras das suas regiões nativas, bem como o recente impacto do escaravelho das palmeiras, Rhynchophorus ferrugineus, na devastação das palmeiras das Canárias (Phoenix canariensis) tem suscitado preocupações relativas a eventuais ameaças fitossanitárias relacionadas com a introdução de agentes fitopatogénicos exóticos, nomeadamente de fungos. Um dos principais tipos de doenças causados por fungos em palmeiras corresponde às lesões foliares. Neste contexto, os fungos associados às lesões foliares de palmeiras constituem o âmbito da presente dissertação. Em décadas recentes, verificou-se uma grande expressão dos estudos de fungos associados a palmeiras em diferentes áreas da Micologia. Estes fungos começaram a ser considerados uma comunidade taxonomicamente diversa e importante, coloquialmente apelidada de “fungos de palmeiras”. Ainda que a maioria destes estudos tenha utilizado uma abordagem de taxonomia descritiva, a partir da qual inúmeras espécies e géneros foram formalmente identificados e descritos como novos para a ciência, apenas alguns destes estudos tiveram como objecto a exploração da biodiversidade e/ou ecologia dos fungos de palmeiras. Tendo em conta as características das palmeiras enquanto hospedeiros de excelência para a descoberta de novos fungos, o presente trabalho compreendeu dois objectivos distintos. O primeiro consistiu em avaliar a diversidade e a ecologia dos fungos que se encontram associados a lesões foliares de palmeiras ornamentais em Portugal. O segundo objectivo consistiu em contribuir para a descoberta de novos taxa para a ciência, uma vez que esta é actualmente uma das principais tarefas dos micólogos, i.e. o preenchimento da lacuna entre o número de espécies de fungos actualmente descritas e o número de espécies que as mais recentes estimativas preveem. Assim, esta dissertação encontra-se estruturada em duas partes: na Parte I foram aplicadas abordagens ecológicas para o estudo integrado da biodiversidade das comunidades de fungos associadas a lesões foliares de palmeiras e na Parte II foram aplicadas abordagens taxonómicas a determinados isolados, para estudar o seu posicionamento filogenético. O esforço de amostragem resultou num total de 78 lesões foliares a partir de palmeiras sintomáticas de Oeiras e Lisboa. As lesões foliares foram morfologicamente caracterizadas e serviram como base para o isolamento de fungos a elas associados, para o que foram utilizados vários métodos de isolamento para que as comunidades fúngicas recolhidas se encontrassem devidamente representadas. Em algumas lesões o isolamento compreendeu a observação e manipulação de estruturas fúngicas presentes no tecido hospedeiro. Adicionalmente, todas as lesões foram sujeitas a um método de isolamento directo, o qual compreendeu a esterilização superficial de porções das lesões, que foram, posteriormente, inoculadas em PDA. Para todos os isolados obtidos foram estabelecidas culturas puras provenientes de um único esporo. A colecção estabelecida compreendeu 457 fungos filamentosos. Estes foram caracterizados de acordo com as suas características micro- e macromorfológicas, as quais permitiram a sua identificação até ao género. Posteriormente, o DNA genómico foi extraído de culturas de todos esses isolados, utilizando uma versão modificada e optimizada do método do tiocianato de guanidina. Estes extractos foram, seguidamente, utilizados para a obtenção de perfis genómicos de MSP-PCR, os quais foram baseados nos primers csM13 e (GTG)5. Os perfis genómicos obtidos foram agrupados em dendrogramas consenso construídos com o software BioNumerics, usando o coeficiente de correlação de Pearson e o método de aglomeração UPGMA. A análise destes dendrogramas de perfis genómicos foi utilizada, posteriormente, para avaliar e caracterizar a diversidade genética das comunidades dos fungos isolados. Para além dos métodos clássicos e moleculares de discriminação e monitorização de taxa referidos, diferentes análises para a avaliação da diversidade de comunidades de fungos foram aplicadas, incluindo o cálculo de índices de diversidade, a avaliação da distribuição da abundância dos diferentes géneros e, ainda, a avaliação de curvas de acumulação. Concomitantemente com as análises de biodiversidade e as observações ecológicas, determinados isolados foram seleccionados para a sequenciação de marcadores moleculares actualmente aceites e validados, os quais foram posteriormente utilizados para o seu posicionamento filogenético entre taxa actualmente descritos. Para o efeito, foram efectuadas análises filogenéticas por máxima verossimilhança e por máxima parcimónia, com recurso aos softwares RAxML e PAUP, respectivamente. Um total de 57 géneros foi identificado na colecção de isolados estabelecida. A composição geral da comunidade fúngica associada às lesões foliares foi bem descrita por um modelo log-series, na medida em que apresentou um padrão bem definido de co-dominância de três géneros, nomeadamente Alternaria, Cladosporium e Phoma, e uma elevada profusão de géneros infrequentes e raros. A considerável diversidade de géneros identificados era expectável e está concomitante com estudos anteriores. Deste modo, verificou- -se que a comunidade de fungos associada a lesões foliares de palmeiras apresenta uma ampla distribuição taxonómica, na qual duas ordens do filo Ascomycota se encontraram particularmente bem representadas, Pleosporales e Capnodiales. Apenas um dos isolados obtidos, do género Graphiola, pertenceu ao filo Basidiomycota, sendo todos os restantes isolados pertencentes ao filo Ascomycota, o que também era expectável tendo em conta estudos anteriores. Na colecção estabelecida, a comunidade de coelomicetes apresentou uma maior diversidade quando comparada com a comunidade de hifomicetes, na medida em que incluiu a grande maioria dos géneros identificados como infrequentes e raros. Diferenças semelhantes entre coelomicetes e hifomicetes foram anteriormente reportadas em fungos isolados de palmeiras em climas temperados. Assim, o presente estudo sugere que a diversidade dos fungos de palmeiras em climas temperados parece estar particularmente concentrada na comunidade de coelomicetes. As abordagens ecológicas mostraram que as comunidades de fungos isolados estão sujeitas a processos dinâmicos associados quer à espécie do hospedeiro, quer ao contexto geográfico no qual as mesmas foram encontradas. Deste modo, enquanto as palmeiras tipicamente tropicais surgiram, na sua generalidade, empobrecidas em fungos, nas palmeiras tipicamente temperadas as comunidades de fungos foram mais diversas e abundantes, particularmente ao nível dos coelomicetes. Por sua vez, freguesias nas quais é expectável uma maior humidade relativa, atendendo ao contexto geográfico, apresentaram, também, comunidades de fungos mais diversas e abundantes. A aplicação integrada dos índices de diversidade, juntamente com a avaliação da distribuição da abundância dos diferentes géneros, previu que pouco mais de 50% da riqueza de géneros foi identificada no presente estudo. Assim, embora tenha sido registada uma enorme diversidade de géneros de fungos filamentosos, que permitiu em última análise estabelecer tendências ecológicas primárias, o presente estudo está longe de ter registado a potencial diversidade que se encontra associada a lesões foliares de palmeiras em Portugal. Apenas uma abordagem integrada com dados morfológicos e moleculares associada a uma maior amostragem, bem como à execução de réplicas no isolamento, poderá (a) revelar a potencial diversidade destas comunidades de fungos e (b) estabelecer de forma clara as observações e os padrões ecológicos aqui apontados. As análises filogenéticas revelaram um novo género, Arecamyces gen. nov., e quatro novas espécies, Diaporthe chamaeropsicola, Morinia trachycarpae, Morinia phoenicicola e Arecamyces humilianae spp. nov., para a ciência, os quais foram formalmente descritos e ilustrados. O presente estudo, embora baseado numa amostragem relativamente pequena, mostrou que as palmeiras continuam a ser um hospedeiro de excelência para a pesquisa de novos taxa, bem como um modelo para estudos de biodiversidade e abordagens ecológicas que possam revelar as dinâmicas das comunidades de fungos. Considerando que apenas 3% dos isolados obtidos foram totalmente caracterizados, espera-se que outros novos taxa sejam descritos em estudos futuros. Por fim, este estudo de fungos associados a lesões foliares de palmeiras ornamentais em Portugal é pioneiro e representa uma inovação na investigação do conhecimento fundamental.Palm trees (Arecaceae) are a diverse group of monocotyledons distributed across the tropics. Some members of this family are economically important crops and others are highly prized as ornamentals, particularly in Mediterranean climates. Anything that diminishes palm attractiveness, such as foliar lesions, will have a negative impact in their aesthetic value. In the last 30 years there has been a profusion of studies on palm fungi, a taxonomically diverse and important community. Although most of these studies used a descriptive taxonomy approach, from which many species and genera were formally identified and described as new to science, only some of these studies were focused on biodiversity and/or ecology. Considering that palm trees are a plant model for studying fungal diversity, and that fungi are one of the main causes of palm foliar lesions, a preliminary assessment of the fungal assemblage on palms was carried out. For this a total of 78 foliar lesions on palm leaves were studied. Following an isolation flow-chart, a collection of 457 isolates was established. All isolates were characterized according to their macro- and micro-morphology and assigned to genera. Their genetic diversity was assessed by PCR fingerprinting using csM13 and (GTG)5. Diversity indices were computed, and assessments of genera-abundance distribution and genera accumulation curves were also performed. Selected isolates were identified by sequencing of accepted DNA barcodes. A total of 57 genera were found. The general composition of the fungal community was well described by a log-series model, showing a pattern of dominance of very few genera, and a high profusion of infrequent and rare genera. From the ecological approaches it was found that the fungal communities are subjected to dynamic processes associated with both the host species and the geographical context. Phylogenetic analyses revealed one new genus and four new species, which are here formally described. This study is pioneer in Portugal, representing a significant advance in the fundamental knowledge on palm fungi.Phillips, Alan John LanderTenreiro, Rogério Paulo de Andrade,1955-Repositório da Universidade de LisboaPereira, Diana Santos2020-01-29T18:47:42Z201920192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/41472TID:202386562enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:40:56Zoai:repositorio.ul.pt:10451/41472Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:54:43.749444Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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