Colonización y estructura de la comunidad de hongos micorrízicos arbusculares en Alsophila firma (Cyatheaceae) en bosque mesófilo de montaña en Veracruz, México / Colonization and structure of arbuscular mycorrhizal fungi community in Alsophila firma (Cyatheales: Cyatheaceae) from a tropical montane cloud forest in Veracruz, México

Alsophila firma is a tree fern that is distributed mainly in tropical montane cloud forest (TMCF) and is considered as a threatened species. Arbuscular mycorrrhizal fungi (AMF) have been proposed as an alternative in rescue programs of endangered species. However, our knowledge about diversity of AMF and mycorrhizal status of the species of TMCF is limited. In Mexico TMCF shows different degrees of conservation because of fragmentation and land use change. In this study, we evaluated the level of colonization, richness and abundances of spores of AMF in three fragments with different conservation status: conserved (100 years), secondary vegetation (17 years) and disturbed. For this, soil samples and roots were collected from five individuals of A. firma per site, with at least 100m away from each other; a total of 100cm of roots were analysed per site. Root samples showed AMF and occasionally dark septate fungi (DSF) colonizations. For the overall study, 19 species of AMF were recorded: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) and Scutellospora (1). The dominant species in the three sites were Funneliformis geosporum and Acaulospora scrobiculata. The highest diversity (H’) and evenness (J’) (p<0.05) were found in the conserved site (H’=1.7, J’=0.66), when compared to the secondary vegetation (H’=1.5, J’=0.61), and the disturbed site (H’=0.74, J’=0.41). Statistical analysis showed that the AMF degree of colonization was significantly higher (p<0.05) in the conserved site; although, the disturbed site showed low richness and abundances of AMF, the degree of root colonization did not differ statistically (p<0.05) with the secondary vegetation site. Chao2 (Richness estimation model) showed that the number of analysed samples were sufficient to represent the structure of the AMF communities with values >90%. The present study confirmed that A. firma is a mycorrhizal species that exhibits high levels of colonization even in disturbed sites. We suggest that F. geosporum and A. scrobiculata may have the potential to inoculate the gametophyte and young sporophyte of A. firma, to support restoration programs, because of their abundances and high tolerance to disturbed sites.

Alsophila firma es un helecho arborescente que crece principalmente en bosque mesófilo de montaña (BMM) y se encuentra en la categoría de riesgo. Los hongos mico- rrízicos arbusculares (HMA) se han propuesto como una alternativa para programas de recuperación de especies nativas en peligro. Sin embargo, sabemos poco sobre la diversidad de HMA y del estatus micorrízico de las espe- cies vegetales del BMM. En México el BMM presenta diferentes grados de conservación debido a la fragmentación y el cambio de uso de suelo. Se evaluó el grado de colonización, riqueza y abundancia de esporas de los HMA presentes en fragmentos de BMM con diferente historia de manejo: conservado (100 años), en recuperación (17 años) y alterado. Se estudiaron muestras de suelo y raíces toma- das de 5 individuos de A. firma por cada sitio, con al menos 100m de distancia entre individuos. Se analizaron en total 100cm de raíz por cada sitio. Las muestras de raíz presentaron colonización principalmente de HMA y ocasionalmente por hongos septados oscuros (HSO). Se encontraron 19 especies: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) y Scutellospora (1). Las especies dominantes en los tres sitios fueron Funneliformis geosporum y Acaulospora scrobiculata. La mayor diversidad (H’) y equitatividad (J’) (p<0.05) se presentaron en el sitio conservado (H’=1.7; J’ 0.66) con respecto al sitio en recuperación (H’=1.5, J’ 0.61) y alterado (H’=0.74, J’=0.41). Los niveles de colonización micorrízica total de raíz fueron estadísticamente mayores (p<0.05) en el sitio conservado. Aunque el sitio alterado presenta una baja riqueza y abundancia de HMA la colonización micorrízica total de raíz no fue estadísticamente diferente (p<0.05) respecto al sitio en recuperación. El estimador Chao2 indica que las muestras analizadas reflejan la estructura general de la comunidad de HMA con valores superiores al 93%. El presente estudio confirma que A. firma es una especie micorrízica con altos niveles de colonización incluso en sitios alterados. Se sugiere que las especies F. geosporum y A. scrobiculata por su alta tolerancia a sitios alterados pueden tener potencial para inocular gametofitos y esporofitos de A. firma para incrementar la supervivencia en programas de restauración.

In vitro propagation of Cyathea atrovirens (Cyatheaceae): spore storage and sterilization conditions / Propagación in vitro de Cyathea atrovirens (Cyatheaceae): almacenamiento de esporas y condiciones de esterilización

Cyathea atrovirens occurs in a wide range of habitats in Brazil, Paraguay, Uruguay and Argentina. In the Brazilian State of Rio Grande do Sul, this commonly found species is a target of intense exploitation, because of its ornamental characteristics. The in vitro cultura is an important tool for propagation which may contribute toward the reduction of extractivism. However, exogenous contamination of spores is an obstacle for the success of aseptic long-term cultures. This study evaluated the influence of different sterilization methods combined with storage conditions on the contamination of the in vitro cultures and the gametophytic development of C. atrovirens, in order to establish an efficient propagation protocol. Spores were obtained from plants collected in Novo Hamburgo, State of Rio Grande do Sul, Brazil. In the first experiment, spores stored at 7oC were surface sterilized with 0.5, 0.8 and 2% of sodium hypochlorite (NaClO) for 15 minutes and sown in Meyer’s culture medium. The cultures were maintained in a growth room at 26±1ºC for a 12-h photoperiod and photon flux density of 100μmol/m²/s provided by cool white fluorescent light. Contamination was assessed at 60 days, and gametophytic development was scored at 30, 60, 120 and 130 days of in vitro culture, analyzing 300 individuals for each treatment. There was no significant difference in culture contamination among the different sodium hypochlorite concentrations tested, and all treatments allowed for the development of cordiform gametophytes at 130 days of culture. In the second experiment, spores stored at 7 and -20°C were divided into two groups. Half of the spores were surface sterilized with 2% of NaClO for 15 minutes and the other half was not sterilized. All spores were sown in Meyer’s medium supplemented with one of the following antibiotics: nystatin, Micostatin® and actidione. The culture conditions and the procedures used for evaluating contamination and gametophytic development were the same described for the first experiment. No contamination was observed in spores stored at -20°C and treated with NaClO and actidione. In all treatments, cordiform gametophytes presenting antheridia were observed at 120 days. The percentages of these gametophytes increased from 120 to 130 days and no significant differences were observed among treatments. Archegonia were observed on cordiform gametophytes at 130 days. The findings provide data relevant to in vitro propagation procedures of this species, which may increase the availability of plants for ornamental purposes, therefore contributing to the reduction of the exploitation of endangered tree ferns species. Rev. Biol. Trop. 62 (1): 299-308. Epub 2014 March 01.

Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin (Cyatheaceae) se presenta en una amplia gama de hábitats en Brasil, Paraguay, Uruguay y Argentina. Debido a sus características ornamentales, la especie es objeto de intensa explotación. El cultivo in vitro es una herramienta importante para la propagación lo que puede contribuir a la reducción del impacto de las actividades extractivas. Sin embargo, la contaminación exógena de esporas es un obstáculo para el éxito de cultivos asépticos a largo plazo. Este estudio evaluó la influencia de diferentes métodos de esterilización en combinación con las condiciones de almacenamiento sobre la contaminación de los cultivos in vitro y el desarrollo gametofítico de C. atrovirens. En el primer experimento, las esporas almacenadas a 7°C se esterilizaron superficialmente con 0.5, 0.8 y 2% de hipoclorito de sodio (NaClO) durante 15 minutos y se sembraron en medio de cultivo de Meyer. Aunque no hubo diferencia en la contaminación de lós cultivos entre las concentraciones de hipoclorito de sodio de las diferentes pruebas, en el tratamiento con 2% NaClO se observó un mayor porcentaje de gametofitos cordiformes a los 130 días. En el segundo experimento, las esporas almacenadas a 7 y -20°C fueron divididas en dos grupos. La mitad de las esporas se esterilizaron con 2% de NaClO durante 15 minutos y la otra mitad no fue esterilizada. Todas las esporas se sembraron en medio de Meyer suplementado con uno de los siguientes antibióticos: nistatina, Micostatin® o actidiona. No se observó contaminación de las esporas almacenadas a -20°C y tratadas con NaClO y actidiona. En todos los tratamientos, se observaron gametofitos cordiformes con anteridios y arquegonios. Los resultados proporcionan datos relevantes para la propagación in vitro de C. atrovirens, que pueden aumentar la disponibilidad de las plantas para fines ornamentales, contribuyendo así a la reducción de la exploración de las especies de helechos arborescentes en peligro de extinción.