ABSTRACT
Premise: Detailed studies of the fungi associated with lycophytes and ferns provide crucial insights into the early evolution of land plants. However, most investigations to date have assessed fern-fungus interactions based only on visual root inspection. In the present research, we establish and evaluate a metabarcoding protocol to analyze the fungal communities associated with fern and lycophyte roots. Methods: We used two primer pairs focused on the ITS rRNA region to screen the general fungal communities, and the 18S rRNA to target Glomeromycota fungi (i.e., arbuscular mycorrhizal fungi). To test these approaches, we collected and processed roots from 12 phylogenetically distant fern and lycophyte species. Results: We found marked compositional differences between the ITS and 18S data sets. While the ITS data set demonstrated the dominance of orders Glomerales (phylum Glomeromycota), Pleosporales, and Helotiales (both in phylum Ascomycota), the 18S data set revealed the greatest diversity of Glomeromycota. Non-metric multidimensional scaling (NMDS) ordination suggested an important geographical effect in sample similarities. Discussion: The ITS-based approach is a reliable and effective method to analyze the fungal communities associated with fern and lycophyte roots. The 18S approach is more appropriate for studies focused on the detailed screening of arbuscular mycorrhizal fungi.
Premisa: El estudio de los hongos asociados a licofitas y helechos proporciona información crucial sobre la evolución temprana de las plantas terrestres. Sin embargo, hasta el momento, la mayoría de las investigaciones ha evaluado las interacciones helechohongo basándose solamente en la observación directa de las raíces. En la presente investigación, establecemos y evaluamos un protocolo de metabarcoding enfocado en dos regiones de ADN para analizar las comunidades fúngicas asociadas a las raíces de helechos y licofitas. Métodos: Utilizamos dos pares de primer orientados hacia la región ITS ARNr, para la detección de las comunidades fúngicas generales, y la región 18S ARNr, para captar hongos pertenecientes al phylum Glomeromycota (i.e., hongos micorrícicos arbusculares). Para evaluar estos procedimientos, nosotros recolectamos y procesamos raíces de 12 especies de helechos y licofitas distantes desde el punto de vista filogenético. Resultados: Se observaron claras diferencias de composición entre los sets de datos ITS y 18S: mientras el primero demostró un predominio de los órdenes Glomerales (phylum Glomeromycota), Pleosporales y Helotiales (ambos en phylum Ascomycota), el set 18S reveló la mayor diversidad de hongos micorrizógenos arbusculares. Ninguno de los marcadores moleculares utilizados detectó miembros del phylum Mucoromycota en las muestras. El escalamiento multidimensional no métrico (NMDS) sugirió un papel importante de la región geográfica de origen en la determinación de las similitudes entre muestras. Discusión: El método basado en la región ITS es consistente, replicable y eficaz para analizar las comunidades fúngicas asociadas con raíces de helechos y licofitos. El enfoque 18S es más apropiado para estudios centrados en la detección de los hongos micorrizógenos arbusculares.
