Hongos endófitos septados oscuros de desechos mineros con altos contenidos de plomo : caracterización y potencial en biorremediación

Abstract

Los hongos endófitos septados oscuros (ESO) colonizan las raíces de prácticamente todas las plantas, incluyendo aquellas establecidas en sitios inhóspitos como los desechos mineros que pueden contener elementos tóxicos como el plomo (Pb). Poco se conoce acerca de la interacción que los hongos ESO llevan a cabo con las plantas bajo estrés metálico. El objetivo fue aislar y caracterizar los hongos ESO presentes en raíces de plantas que se encuentran en desechos mineros contaminados por Pb; se eligieron dos plantas, una nativa, Tagetes lunulata, y una introducida, Pennisetum villosum, ambas creciendo en desechos cuyo contenido en Pb oscila entre 73 y 96 mg kg-1 de sustrato. Se evaluó la colonización radical por los hongos; las raíces fueron desinfectadas superficialmente, depositadas en papa-dextrosa-agar más cloranfenicol e incubadas en oscuridad a 28°C durante 7 días. Los aislados fueron purificados mediante cultivos monohifales con el método de punta de hifa. Se llevó a cabo la descripción morfológica de las colonias y se indujo la conidiación. Los hongos se identificaron molecularmente con base en la región ITS1-5.8S-ITS2 del rDNA. La colonización radical por los hongos ESO en T. lunulata fue de 1.7% sin microesclerocios, mientras que en P. villosum alcanzó 15.7% con un 0.3% de microesclerocios. En total, se obtuvieron 18 aislados fúngicos, 14 procedentes de T. lunulata y 4 de P. villosum; macroscópicamente, las colonias presentaron colores grises, oliváceos, marrones y negros. Solamente tres de los aislados formaron conidios y correspondieron al género Alternaria; los demás presentaron hifas septadas oscuras o hialinas y micelio estéril. La identificación molecular reflejó que en T. lunulata estuvieron presentes hongos ESO del género Alternaria, mientras que los habitantes fúngicos de P. villosum fueron miembros de Periconia y otros Pleosporales. Un árbol filogenético con base en las secuencias ITS de los 18 aislados fúngicos permitió identificar seis grupos, cuatro grupos pertenecientes a Alternaria, uno a Periconia, y el último perteneciente a los Pleosporales. En conclusión, diferentes hongos mesófilos ESO, pertenecientes a los Ascomycota, colonizaron plantas de T. lunulata y P. villosum en desechos mineros con estrés metálico por Pb; se observó una cierta preferencia hongo-especie vegetal; finalmente, estos aislados fúngicos se constituyen como potenciales herramientas en estrategias de remediación de sitios contaminados por metales.

Dark septate endophytes (DSE) colonize the roots of almost all plant species, including those growing in stressful environments such as mining wastes which can contain toxic elements such as lead (Pb). Little is known about the interaction that DSE fungi establish with plants under metal stress. The aim was to isolate and to characterize the DSE fungi colonizing plant roots found in mine wastes polluted with Pb; two plant species were selected, a native one, Tagetes lunulata, and an introduced one, Pennisetum villosum; both were established in mine wastes containing Pb from 73 to 96 mg Pb kg-Fungal root colonization was evaluated; roots were surface desinfected, deposited on potato dextrose agar plus chloramphenicol as culture media, and incubated in the dark at 28°C for 7 days. Isolates were purified following the monohyphae tip method. It was carried out the morphological analysis of fungal isolates and conidiation was induced. Fungi were molecularly identified based on the ITS1-5.8S-ITS2 rDNA region. Root colonization by DSE fungi in T. lunulata attained 1.7%, without microsclerotia, whereas in P. villosum it reached 15.7% with 0.3% of microsclerotia. Eighteen fungal isolates were obtained, 14 from T. lunulata and 4 from P. villosum roots; colonies showed gray, brown or black colors. Only three isolates showed conidia as observed in Alternaria genus; other isolates showed dark or hyaline septate hyphae and sterile mycelium. Molecular identification illustrated that from T. lunulata, all fungal isolates belonged to Alternaria genus, while from P. villosum fungal isolates belonged to Periconia and Pleosporales taxa. A phylogenetic tree, based on ITS sequences of all fungal isolates, included six groups: one group belonging to Periconia, four groups belonging to Alternaria and one group identified as Pleosporales. In conclusion, 18 isolates, belonging to Ascomycota, colonized T. lunulata and P. villosum roots established in mine wastes under Pb stress; a particular specificity fungal-plant species was observed; finally, all fungal isolates are potential tools for use in processes of mine wastes remediation.