Effects of the fungus Pestalotiopsis maculans (Ascomycota: Amphisphaeriales) on the gametophytic development of the fern Lygodium venustum (Lygodiaceae)

Lygodium Sw. is the only genus of the family Lygodiaceae, with around 25 to 40 species inhabiting mostly tropical regions worldwide. In Argentina two species develop; one of them, L. venustum, grows in the Northeast of the country. Some species of Lygodium are invasive whereas medicinal uses have been reported for some taxa. As part of a project to ascertain on the reproductive biology of native ferns in Argentina, a fungus was found during in vitro spore culture of L. venustum. Dark brown spots and eruptive pustules were also observed in fertile leaves. Thus, emerged as objectives of this work: 1) to retrieve and identify the fungus from the sporophyte and from the spores cultures, 2) to inquire on the impact of the fungus on gametophyte generation, and 3) to perform experiments with untreated spores to demonstrate that the fungus is associated to the spores collected from infested sporophytes. Phytopathological techniques were applied in order to isolate the fungus and then to achieve monosporic cultures. The morpho-biometric features of the conidia corresponded with those of Pestalotiopsis maculans (Corda) Nag Raj [= Pestalotiopsis guepinii (Desm.) Steyaert] (Amphisphaeriales, Ascomycota). Re-inoculation of conidia on healthy gametophytes conducted to their necrosis and death. The percentages of spore germination were initially higher in unsterilized cultures, suggesting that disinfection protocol may have affected spore germination. This is the first report of Pestalotiopsis maculans on the sporophytes of Lygodium venustum. The information that emerges from our work could be useful for the biocontrol of other species of Lygodium, considered weeds in other regions of the world.

Efectos del hongo Pestalotiopsis maculans (Ascomycota: Amphisphaeriales) en el desarrollo gametofítico del helecho Lygodium venustum (Lygodiaceae). Lygodium Sw. es el único género de la familia Lygodiaceae, con alrededor de 25 a 40 especies que habitan en su mayoría en regiones tropicales del mundo. En Argentina se desarrollan dos especies; uno de ellas, L. venustum, crece en el noreste del país. Algunas especies de Lygodium son invasivas, mientras que para algunos taxones se han reportado usos medicinales. Como parte de un proyecto para indagar sobre la biología reproductiva de los helechos nativos en Argentina, se encontró un hongo durante el cultivo in vitro de esporas de L. venustum. Asimismo, se observaron manchas marrones oscuras y pústulas eruptivas en hojas fértiles. Así, surgieron como objetivos de este trabajo: 1) recuperar e identificar el hongo presente en el esporofito y en los cultivos de esporas, 2) investigar el impacto del hongo en la generación gametofítica y 3) realizar experimentos con esporas no tratadas para demostrar que el hongo está asociado a las esporas recolectadas de esporofitos infestados. Se aplicaron técnicas fitopatológicas para aislar el hongo y luego lograr cultivos monospóricos. Las características morfo-biométricas de los conidios correspondieron a las de Pestalotiopsis maculans (Corda) Nag Raj [= Pestalotiopsis guepinii (Desm.) Steyaert] (Amphisphaeriales, Ascomycota). La re-inoculación de conidios en gametofitos sanos condujo a su necrosis y muerte. Los porcentajes de germinación de esporas fueron inicialmente más altos en los cultivos no esterilizados, lo que sugiere que el protocolo de desinfección pudo haber afectado la germinación de las esporas. Este es el primer reporte de Pestalotiopsis maculans sobre los esporofitos de Lygodium venustum. La información que surge de nuestro trabajo podría ser útil para el control biológico de otras especies de Lygodium, consideradas malezas en otras regiones del mundo.

Morfogénesis de la fase sexual de los helechos epífitos Microgramma mortoniana y Pleopeltis macrocarpa (Polypodiaceae) de la Reserva Natural Punta Lara, Buenos Aires, Argentina / Sexual morphogenesis phase of the epiphytic ferns Microgramma mortoniana and Pleopeltis macrocarpa (Polypodiaceae) from Punta Lara Natural Reserve, Buenos Aires, Argentina

Resumen Pleopeltis macrocarpa y Microgramma mortoniana son dos helechos epífitos de la familia Polypodiaceae hallados con baja frecuencia en la Reserva Natural Punta Lara (Buenos Aires, Argentina). El objetivo de este trabajo fue estudiar la morfogénesis de gametófitos epífitos para fortalecer poblaciones vulnerables y contribuir a su conservación. Se recolectaron hojas fértiles. Las esporas se sembraron en placas de Petri con medio de cultivo Dyer. Las esporas se caracterizaron por ser monoletes, elipsoidales, amarillentas y con ornamentación verrucosa. La germinación fue del tipo Vittaria y el desarrollo del gametofito es del tipo Drynaria. El esporofito de P. macrocarpa surgió a los 500 días y el de M. mortoniana a los 120. El patrón de germinación, el desarrollo del gametofito, el glóbulo lipídico en la célula protálica y los pelos unicelulares capitados en el margen podrían considerarse en la sistemática del grupo. La demora en la formación de esporofitos a través de la reproducción sexual, permite inferir que el éxito de su propagación estaría sujeto a la reproducción vegetativa.

Abstract The Punta Lara Natural Reserve is located on the riverside of the La Plata River in the province of Buenos Aires, Argentina. It is the Southernmost relict in the world of subtropical riparian forest. The epiphytic ferns studied in this work belong to the Polypodiaceae family: Microgramma mortoniana and Pleopeltis macrocarpa. Plant communities are subject to high levels of anthropization and introduction of exotic species. The goals of this work are to provide information on the morphogenesis of epiphytic gametophytes and to extend knowledge of their life cycles, contributing to their conservation. Sowing was carried out in Dyer medium. In both species the spores are monolete, ellipsoidal, yellowish and with verrucate sculpture. The equatorial diameter is 60-61 μm, the polar diameter is 39-42 μm. The germination is the Vittaria type; in M. mortoniana occurs at 20 days, while in P. macrocarpa occurs at six days. The filaments are uniseriate of 3-6 cells in length. The gametophyte development is Drynaria type. The cordated form is given after 40 days. In M. mortoniana, buds originated after 40 days. In P. macrocarpa, after 120 days, clathrate trichomes scale-like appear mainly on the margins of the gametophyte. The gametangia are typical of leptosporangiate ferns. The sporophyte of M. mortoniana emerged after 120 days and that of P. macrocarpa arose after 500 days, its blades are simple, spatulate and unicellular and multicellular branching hairs were observed. The germination pattern, gametophyte development, the presence of a lipid globule in the prothalic cell and the formation of unicellular capitated hairs are relevant characters that could be considered for systematic group. The delay in the formation of sporophytes through sexual reproduction, allows us to infer that the success of their establishment in situ would be given by the vegetative reproduction through creeping rhizomes and buds of gametophytes. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1078-1089. Epub 2018 September 01.

Diversidad de helechos y licófitas de la Reserva Natural Punta Lara, Buenos Aires, Argentina

Diversity of ferns and lycophytes from Reserva Natural Punta Lara, Buenos Aires , Argentina. Punta Lara Natural Reserve shelters the relict of the Southernmost riparian forest in the world, where the flora is threatened by the anthropic expansion and by the introduction of exotic species. In this area the ferns and lycophytes grow in particular environments as marshland, grassland and marginal forest. The aim of this work was to evaluate the diversity of ferns and lycophytes that inhabit in Punta Lara Natural Reserve. Field trips were conducted from 2006 to 2009 and local herbaria and specific bibliography were also revised. As a result of our study twenty four taxa of ferns and lycophytes were recognized. Their habit was mainly terrestrial (70%), fewer aquatic (17%) and epiphytic (13%). Five native taxa were scarcely recorded whereas two native species previously documented were not found. We assume that the main threats on ferns and lycophytes populations in Punta Lara Reserve are: removal for comercialization, invasion by exotic species and climatic fluctuations (drought periods). Keys for taxa identification are given and strategies for the conservation of threatened taxa are proposed. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1037-1046. Epub 2011 September 01.

Hasta el año 1987 el número de helechos y licofitas citados para la Reserva Punta Lara era de 30, incluyendo taxa específicos e infraespecíficos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la diversidad de los helechos y licofitas que crecen en esta reserva, donde se halla el relicto más austral de las selvas en galería. Para llevar a cabo este estudio se realizaron viajes de campo durante los años 2006-2009 y se consultaron herbarios locales así como bibliografía especializada. Como resultado del estudio se determinaron 24 taxa de helechos y licofitas, de hábito predominantemente terrestre (70%); pocas acuáticas (17%) y epífitas (13%); dos especies exóticas, mientras que otras dos especies nativas citadas previamente no fueron halladas. Cinco taxa fueron registrados con escasa frecuencia. Se infiere que las principales causas de amenaza para las poblaciones de licofitas y helechos en la Reserva Natural Punta Lara son la extracción para su comercialización, la introducción de plantas exóticas y las fluctuaciones climáticas (periodos de sequía). Se presenta una clave de identificación de los taxa registrados y se plantean futuras estrategias de conservación de las especies consideradas vulnerables.