Functionality of arbuscular mycorrhizal fungi in three plant communities in the Managed Floristic Reserve San Ubaldo-Sabanalamar, Cuba / Funcionalidad de hongos micorrízicos arbusculares en tres comunidades vegetales de la Reserva Florística Manejada de San Ubaldo-Sabanalamar, Cuba

Despite the ubiquity and importance of indigenous arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) for plant ecosystems; functioning of indigenus mycorrhizal symbiosis (IMS) and related environmental factors at coastal Caribbean ecosystems remains still scarce. In order to determine functionality of IMS under contrasting land uses and wet seasons from Cuba, the influence of the water stress on some AMF functionality parameters from a semi-natural savannah (NS), a recovered savannah (RS) and an agro-ecosystem (AG) from the Managed Floristic Reserve San Ubaldo-Sabanalamar, Pinar del Rio, Cuba were assessed during two-years. Soil and root samples were collected in April and October, during the dry and wet seasons, respectively, in 2008 and 2010. Four plots in each ecosystem were selected, and five soil sub-samples were randomly collected, bulked, mixed homogeneously and used as the composite sample per plot. The host plant root biomass, arbuscular mycorrhizal colonization of the host plant, density of the intraradical and extraradical AMF mycelia, fungal endophyte biomass and AMF spore density were assessed. The host plant root biomass increased in the NS environment during the dry season, and approximately 12.85g root/dm³ dry soil was recorded. The colonization degree were significantly higher in all environments during the wet season of the second year, with means ranging from 79% to 89%. The extraradical mycelia were significantly more abundant in the dry season of the second year in all environments, with a maximum of 279mg/dm³ in the RS ecosystem. The density of AMF spores was highest in the dry season of the second year for the three studied ecosystems. The RS ecosystem hosted 5 670 spores/100g dry soil. In general, the influence of rainfall seasonality on the function of AMF was stronger than the influence of ecosystem management. The root biomass and extraradical mycelia were high in the dry seasons, suggesting strategies to increase the volume of soil for the mutual benefit of the symbionts. The increase in spore density during the dry seasons appears as an adaptation allowing AMF to survive period of water shortage. This study improves our understanding of the adaptative responses of arbuscular mycorrhizal symbiosis to seasonal variations in soil water availability. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 341-356. Epub 2015 June 01.

En el presente estudio se evaluó, durante dos años, la influencia de los períodos seco y lluvioso sobre el funcionamiento de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) simbiontes de plantas nativas de una sabana semi natural, una sabana recuperada de la actividad agrícola y un agroecosistema, ubicados en la Reserva Florística Manejada San Ubaldo-Sabanalamar, Pinar del Río, Cuba. Se recolectaron muestras de suelo en abril y octubre (período seco y húmedo de 2008 y 2010, respectivamente). Dentro de cada ecosistema se seleccionaron cuatro parcelas y se recolectaron cinco submuestras al azar, las que fueron homogeneizadas para formar una muestra compuesta por parcela. Se cuantificó la biomasa de raicillas, la colonización micorrízica de las plantas hospedadoras en el campo, el micelio extrarradical, el micelio endófito y la densidad de esporas. La biomasa de raicillas en la sabana semi natural incrementó durante los períodos secos, la cual alcanzó hasta 12.85 g/dm3 de suelo. En todos los ecosistemas, la mayor colonización micorrízica ocurrió en la época lluviosa del segundo año con valores que oscilaron entre 79 y 89 %. Las mayores biomasas de micelio externo fueron registradas en los tres ecosistemas durante el período seco del segundo año, con un valor máximo de 279 mg/dm3 de suelo en la sabana recuperada. La mayor densidad de esporas de HFMA fue determinada en el periodo seco del segundo año para los tres ecosistemas estudiados, con el valor más alto en la sabana recuperada con 5 670 esporas/100 g de suelo seco. De manera general, se evidenció un efecto de la estacionalidad de la lluvia más que del manejo de ecosistema sobre el funcionamiento de los HFMA. La mayor actividad colonizadora se evidenció en períodos húmedos, mientras que mayor biomasa de raicillas y micelio externo durante los períodos secos, lo que sugiere estrategias de incremento del volumen del suelo explorado por parte de los HFMA como de las plantas hospedadoras. La proliferación de esporas evidenció la formación de estructuras de resistencia de los HFMA ante condiciones adversas. Los resultados obtenidos pondrían en evidencia la plasticidad de la simbiosis micorrízica ante variaciones en la disponibilidad de agua.

Arbuscular mycorrhizal colonization in Asteraceae from white sand savannas, in Pinar del Rio, Cuba / Colonizacion micorrizica arbuscular en Asteraceae de las sabanas de arenas blancas, de Pinar del Rio, Cuba

Asteraceae family shows a great diversity in Cuba and presents threatened taxons in high number. Pinar del Río has 19 threatened species belonging to this family and three of them are characteristic of a sandy (quartzitic) soil at the Reserva Florística Manejada San Ubaldo-Sabanalamar (Floristic Reserve San Ubaldo-Sabanalamar). The arbuscular mycorrhizal status and colonization rate in Aster grisebachii, Erigeron bellidiastroides, Erigeron cuneifolius, Pectis juniperina and Sachsia polycephala (Asteraceae) from this Reserve was determined in October 2009 and April 2010, during hydrologic rainy and dry period, respectively. All species were mycotrophic in both periods with a high percentage of colonization rates, between 66 and 100% in rainy period and between 84 and 100% in dry period. Vesicles, arbuscules, spores, hyphal and arbuscular coils of arbuscular mycorrhizae were observed. Paris -type and Arum -type morphologies (both) were observed indistinctly in all the species, and Intermediate type was observed only in Aster grisebachii and Erigeron bellidiastroides, which could be a hint that these species are colonized by more than one fungal species, and therefore enhancing the relevance of fungal identity as a considerable character in the morphology association. Also, septate hyphae and microsclerotium of dark septate endophytes were identifyed inside the roots of all the species.

La familia Asteraceae muestra una gran diversidad en Cuba y presenta un elevado número de taxones amenazados. Pinar del Río cuenta con 19 especies amenazadas pertenecientes a esta familia, de las cuales tres son características de los suelos arenosos cuarcíticos de la Reserva Florística Manejada San Ubaldo-Sabanalamar. Se determinó el estatus micorrízico arbuscular y la tasa de colonización de Aster grisebachii, Erigeron bellidiastroides, Erigeron cuneifolius, Pectis juniperina y Sachsia polycephala (Asteraceae) presentes en esta Reserva, en octubre del 2009 y abril del 2010, durante los períodos hidrológicos húmedo y seco, respectivamente. Todas las especies estaban micorrizadas en ambos períodos con elevados porcentaje de colonización micorrízica, entre 66 y 100% en el período lluvioso y entre 84 y 100% en el período seco. Se identificaron vesículas, arbúsculos, esporas, enrollados hifales y arbusculares característicos de las micorrizas arbusculares. Los tipos morfológicos Paris y Arum (ambos) fueron observados indistintamente en todas las especies, y el tipo Intermedio solo se observó en Aster grisebachii y Erigeron bellidiastroides, lo cual sugiere la colonización de estas especies por más de una especie fúngica y con ello la importancia de la identidad fúngica en la determinación de la morfología de la asociación. Se identificaron además, hifas septadas y microesclerosios de endófitos oscuros septados en el interior de las raíces de todas las especies estudiadas.