Você sabia que existem quase 28,500 espécies de orquídeas ao redor do mundo? E você sabia que as orquídeas dependem de seus simbióticos fungos micorrízicos para nutrição? Essa incrível diversidade de plantas hospedeiras e seus parceiros simbióticos levanta muitas questões sobre sua coevolução e dependência mútua.
Cientistas australianos se uniram para explorar a distribuição e co-ocorrências de mais de 500 amostras de fungos micorrízicos (pertencentes ao Ceratobasídio gênero) isoladas de 111 espécies de orquídeas australianas. Esses fungos estavam espalhados pelo continente, associados a determinadas espécies de orquídeas, mas também podiam ser encontrados onde suas plantas hospedeiras não cresciam.
O pesquisador principal é Marc Freestone, aluno de doutorado da Australian National University em Grupo de pesquisa da Dra. Celeste Linde. Freestone é um especialista em orquídeas extremamente apaixonado por economizar as orquídeas de alho-poró ameaçadas de extinção na Austrália compreendendo as relações fungos-planta.
Entre 2007 e 2016, os pesquisadores isolaram 217 cepas de fungos micorrízicos pertencentes ao Ceratobasídio gênero de 70 espécies de orquídeas de 74 locais no sul da Austrália. Os cientistas sequenciaram o DNA dos isolados e adicionaram 311 sequências anteriores de 55 espécies de orquídeas às suas análises taxonômicas.
Enquanto os dados mencionados acima vieram do isolamento direto de fungos micorrízicos de orquídeas, Freestone e seus colegas também queriam verificar a presença desses fungos em amostras de solo. O Microbioma Australiano O projeto é um banco de dados de diversidade microbiana acessível ao público em todo o continente, incluindo amostras de solo de 902 locais. Essas amostras foram analisadas quanto à presença de Ceratobasídio espécies.
Com base na distribuição dos fungos micorrízicos, os pesquisadores usaram um modelo de distribuição de espécies para investigar se 35 variáveis ambientais (por exemplo, temperatura, precipitação, umidade do solo) poderiam explicar a distribuição de alguns fungos pelo continente.
Para verificar novamente se esses fungos micorrízicos ajudam na germinação das orquídeas, Freestone e seus colegas realizaram testes de germinação para 89 isolados e usaram dados anteriores de germinação para outras cepas.
Os fungos micorrízicos formaram 23 grupos (denominados Unidades Taxonômicas Operacionais; OTUs) com base em sua diversidade genética. Os botânicos encontraram esses grupos associados a determinadas espécies de orquídeas e nove grupos nos lados leste e oeste da Austrália. De acordo com os ensaios de germinação, 16 dos 17 grupos foram confirmados como micorrízicos.
A modelagem da distribuição das espécies mostrou que o índice médio de umidade do solo e a precipitação explicaram as ocorrências de fungos e destacaram onde diferentes grupos poderiam ser encontrados na Austrália.
Ao considerar onde os fungos e seus hospedeiros poderiam ser encontrados, os cientistas descobriram que os fungos estavam frequentemente em lugares onde as orquídeas não estavam.
“A presença de mais da metade de nossas OTUs em um projeto de sequenciamento de solo em todo o continente sugere que o Ceratobasídio os fungos identificados neste estudo não são limitados em sua distribuição por suas orquídeas hospedeiras”, escreveram Freestone e seus colegas.
O fato de a maioria dos grupos de fungos estar associada a espécies específicas de orquídeas é um sinal de coevolução. Por exemplo, o grupo dos fungos, OTU C, associado exclusivamente a três espécies de orquídeas subterrâneas, Rhizantela, enquanto o grupo OTU O esteve associado a Pterostilis espécies de orquídeas. Apesar de suas associações, os fungos tiveram distribuições mais amplas do que seus parceiros.
“[A] distribuição de OTU O se estende muito além do alcance ocupado por suas orquídeas hospedeiras, em partes geralmente mais áridas do interior do continente e no norte da Austrália, onde suas orquídeas hospedeiras não ocorrem”, explicaram os pesquisadores.
Embora Freestone e seus colegas tivessem apenas dados de ocorrência suficientes para modelar a distribuição de dois grupos de fungos, estudos futuros poderiam estimar a distribuição de outros fungos micorrízicos. Os pesquisadores também encontraram algumas espécies interessantes de fungos conhecidas por causar doenças nas plantas. Por exemplo, o grupo de fungos OTU S é fracamente patogênico em mudas de morango.
“[Nós] confirmamos que Ceratobasídio OMF [fungos micorrízicos de orquídeas] detectados em orquídeas estão intimamente relacionados a táxons patogênicos [causadores de doenças], e existem algumas aplicações potenciais tentadoras de uma melhor compreensão dos mecanismos pelos quais as orquídeas aproveitam esses fungos quase patogênicos para seu benefício.”
Pesquisas anteriores focaram em uma única espécie de orquídea ou fungo micorrízico, mas este estudo abre caminho para estudos futuros para entender melhor as relações orquídea-fungo.
