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Micorrizas en helechos: el caso concreto de Dryopteris tyrrhena y Ophioglossum vulgatum Concepción Azcón-Aguilar Estación Experimental del Zaidín CSIC, Granada, España II Taller sobre conservación de Pteridófitos en Andalucía Granada Sierra Nevada 19-21 de Julio de 2010 Jardín Botánico Hoya de Pedraza

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Micorrizas en helechos: el caso concreto de Dryopteris tyrrhena y

Ophioglossum vulgatum

Concepción Azcón-Aguilar

Estación Experimental del Zaidín CSIC, Granada, España

II Taller sobre conservación de Pteridófitos en AndalucíaGranada – Sierra Nevada 19-21 de Julio de 2010

Jardín Botánico Hoya de Pedraza

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Presente en la mayoríade las plantas terrestres: herbáceas, árboles y arbustos

Micorrizas

Simbiosis mutualistahongo – planta

Distribución universal: Mayoría de los ecosistemas y agrosistemasPrácticamente todas las condiciones climáticas

*

*

*

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ARBUSCULAR

ENDOM

ICORRIZAS

80-90% de las especies de plantas

Orchidaceae

ORQUIDOIDE

EricaVacciniumCalluna

ArbutusArtostaphilos

Monotropaceae

“SHEATH”

FagaceaePinaceaeBetulaceae

ERICOIDE

Tipos de Micorrizas

ECTENDOMICORRIZAS

ECTOMiCORRIZAS

ARBUTOIDE

MONOTROPOIDE

Cistaceae

Ericaceae

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Ectomicorrizas (propias de plantas de interes forestal)

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Ectomicorrizas de Pinus radiata

con Suillus brevipes (a) y

Amanita muscaria (b)

a b

Ectomicorrizas de Pinus

halepensis con Pisolithustinctorius

(Carrillo-Sanchez & Honrubia, 2000)

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Picea glauca

Populus tremuloides

Larix laricina

Ectomicorrizas:Manto y red de

Hartig

Tomado de http://mycorrhizas.info/

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Mario Honrubia et al., Universidad de Murcia

Ectendomicorrizas

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Micorrizas ericoides

Leucopogon ericoides

Calluna vulgaris

Tomado de Read (1996) Ann. Bot.77: 365-374.

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Micorrizas orquidoides

Rasmussen & Rasmussen (2009) Oikos 118: 334-345.

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Micorrizas arbusculares (MA)

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Arbúsculos

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Hongos que colonizaban las plantas hace mas de 420 millones de años

Glomites sp.“Plantas” en el Rhynie Chert

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De hace400 milliones

de años

MA Actual Esporas fósiles delOrdivícico, 460 MYA

Arbúsculos y vesículas

Esporas actuales de Glomus spp.

420 millones de años de historia común de las plantas y sus micorrizas

Redecker, Science (2000)

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CENOZOICO

Años(x106)

Periodo

Escala del Tiempo Fanerozóico

750 500 400 300 200 100 65 0

PLANTAS Y MICORRIZAS

Triásico

Jur

ásico

Cre

tácico

Devó

nico

Carb

onífero

Pérm

ico

Cámbrico

Ord

ovícico

Silúr

ico

PALEOZOICO MESOZOICO

Captación biológica de P

FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE N2

Tiempo/Era

Hongos MA

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EquisetosLicopodios“Rhynie”MusgosHepáticas

Salvo musgos, MA talloó Arbúsculos en talloó Arbúsculos en rizomas

Helechos MA en raíces, similares a las actuales

Cycadinas MA actual

Ginkgoales MA

Araucarias MA

Coniferashemisf. N. MA

CesalpinoideasMimosaceasSalicaceas

ECM y AM

Ericales Ericoide

Orquídeas Orquidoide

Angiospermas

ECMPinaceasECM o MA

Fagales ECM (y AM)

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(1) Los hongos MA dependen de la planta para crecer.

(2) El potencial micorrícico desciende en ausencia de planta

(3) Las plantas no pueden desarrollarse de forma óptima en ausencia de propágulos micorrícicos, como ocurre en hábitats estresados:

La co-evolución de micorrizas y plantas ha dado lugar a un profundo nivel de inter-

dependencias:

Suelos degradados en condicionesadversas (desertificados)

Ejemplares aislados de flora amenazada

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Tomado de Brundrett (2009) Plant & Soil 320: 37-77.

Estado micorrícico de diferentes clados de plantas

Diversidad relativa de plantas micorrizadas o no micorrizadas

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Mejoran la absorción de nutrientes mine-rales por las plantas

Aportan C a la planta

Mejoran la absorción de agua

Protegen frente a estreses bióticos y abióticos

Favorecen el enraizamiento

Efectos de las micorrizas

PN

H2O

C

Cu, Zn

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Micorrizas y conservación de flora amenazada

Parque Nacional “Sierra Nevada”

Estación Experimental del Zaidín, CSIC

Consejería de Innovación y Ciencia

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1. Analizar el estado micorrícico de Dryopteris tyrrhena y Ophioglossum vulgatum.

2. Analizar la diversidad (mediante criterios morfológicos y moleculares) de los hongos micorrícicos presentes su rizosfera.

3. Establecer un banco de hongos micorrícicos de Sierra Nevada asociados a dichas especies.

4. Determinar el grado de dependencia de dichas especies de las micorrizas.

5. Contribuir a la propagación y conservación de ambas especies.

Objetivos

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Raicillas del campo

Análisis micorrícicoraíces & esporas

Cultivos de enriquecimientoBanco germoplasma

Planta M para ser reintroducida

Objetivos & Procedimientos

Cultivo puro

Caracterizaciónmorfológica ymolecular

Producciónde inóculos

Análisis diversidad

Físico-Química de los suelos

Toma demuestras

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Gemma et al., Am. J. Bot. (1992)

Mycorrhizae in hawaiian pteridophytes

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Zhao, Mycorrhiza (2000)

The arbuscular mycorrhizas of pteridophytes in Yunnan, southwest China

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Especie pH (H2O)

Materia orgánica

(%)

C(%)

Carbonatos totales

(CaCO3) (g/100g)

N (%)

Ca (%)

K (%)

Mg (%)

Ophioglossum vulgatum

6.5 52.05 12.55 4,1 1.56 0.61 0.21 0.35

Dryopteris tyrrhena

5.6 10.95 5.89 3,1 0.44 0.44 0.40 0.58

Sitios muestreados y características de los suelos

Especie vegetal Sitio de estudio Altitud(msnm)

Tiempo de muestreo

Ophioglossum vulgatum Barranco Hondo 1980 Junio 2007

Dryopteris tyrrhena Acequia de los Hechos 2160 Noviembre 2006

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Especie Esporas / 100 g suelo

Riqueza de

especies

Total especies HMA

detectadas

Ophioglossum vulgatum

1189 4.0 11

Dryopteris tyrrhena

55 2.6 8

Hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) detectados en la

rizosfera

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Ophioglossum vulgatum

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Ophioglossum vulgatum

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Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

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Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

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Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

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Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

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Arbúsculos de Ophioglossum vulgatum

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Micorrizas de Ophioglossum reticulatum

Schmid & Oberwinkler, Mycol. Res. (1996)

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Frecuencia HMA en la rizosfera de Ophioglossum vulgatum

Acaulospora "pustulata"

Glomus constrictum

Glomus grupo claroideun

Glomus etunicatum

Glomus hyderabadensis

Entrophospora sp.

Acaulospora "reticulata"

Glomus "marron"

Glomus geosporum

Glomus rubiformis

Glomus sp. (roja gigante)

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Glomus constrictum

50 µm

Acaulospora “pustulata”

25 µm

Glomus “grupo claroideum” Glomus etunicatum

50 µm

50 µm

Especies de HMA asociadas con O. vulgatum

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Especies de HMA asociadas con O. vulgatum

Glomus hyderabadensis

100 µmAcaulospora “reticulata”

50 µm

Glomus geosporum

50 µm

Glomus rubiformis

50 µm

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Entrophospora nevadensis

Palenzuela et al., Mycologia (2010)

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Dryopteris tyrrhena CR

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Raíz colonizada de D. tyrrhena

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Células colonizadas de D. tyrrhena

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Células colonizadas de D. tyrrhena

Page 42: Micorrizas en helechos: el caso concreto de Dryopteris ... · Micorrizas en helechos: el caso concreto de Dryopteris tyrrhenay Ophioglossum vulgatum Concepción Azcón-Aguilar Estación

Arbúsculos y vesículas de D. tyrrhena

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Arbúsculos y vesículas de D. tyrrhena

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Vesículas y ovillos de D. tyrrhena

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Frecuencia HMA en la rizosfera de Dryopteris tyrrhena

Acaulospora mellea

Ambispora sp 1

Acaulospora "reticulata"

Glomus rubiformis

Glomus "Transp"

Gigaspora margarita

Glomus intraradices

Glomus grupo claroideum

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Especies de HMA asociadas con D. tyrrhenaAcaulospora mellea

50 µm

Ambispora sp.

25 µm

Acaulospora “reticulata”

50 µm

Glomus rubiformis

50 µm

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Especies de HMA asociadas con D. tyrrhena

Glomus intraradices

100 µm

Glomus “grupo claroideum”

50 µm

100 µm

Gigaspora

margarita

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Banco de hongos micorrícicos

Procedentes tanto de D. tyrrhena como de O. vulgatum

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Multiplicación de O. vulgatum

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Multiplicación de D. tyrrhena

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Multiplicación de D. tyrrhena

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Multiplicación de D. tyrrhena

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Winther et al., Am. J. Bot. (2007)

Filotipos de HMA que colonizan gametofitos y esporofitos de Botrychium

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Gracias !!!

Javier Palenzuela

Santiago Ferrón

Mario Ruíz Girela

Antonio Delgado