“ Βιοποικιλότητα Μακρομυκήτων Που Σχηματίζουν Εκτομυκόρριζες Με Φυτά Των Γενών Pinus Και Cistus Σε Παραθαλάσσια Ενδιαιτήματα”
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΑΓΡΟ‐ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΣΗΜΑΣΙΑΣ» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ “ Βιοποικιλότητα μακρομυκήτων που σχηματίζουν εκτομυκόρριζες με φυτά των γενών Pinus και Cistus σε παραθαλάσσια ενδιαιτήματα” ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Χ. ΔΑΣΚΑΛΟΠΟΥΛΟΣ ΑΘΗΝΑ 2017 Επιβλέπων Καθηγητής: Γ. Ι. Ζερβάκης 2 3 ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ και ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ “ Βιοποικιλότητα μακροκυκήτων που σχηματίζουν εκτομυκόρριζες με φυτά των γενών Pinus και Cistus σε παραθαλάσσια ενδιαιτήματα” ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Χ. ΔΑΣΚΑΛΟΠΟΥΛΟΣ Επιβλέπων Καθηγητής: Γ. Ι. Ζερβάκης ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΑΓΡΟ‐ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΣΗΜΑΣΙΑΣ» ΑΘΗΝΑ 2017 4 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΑΓΡΟ‐ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΣΗΜΑΣΙΑΣ» “ Βιοποικιλότητα μακροκυκήτων που σχηματίζουν εκτομυκόρριζες με φυτά των γενών Pinus και Cistus σε παραθαλάσσια ενδιαιτήματα” ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Χ. ΔΑΣΚΑΛΟΠΟΥΛΟΣ ΜΕΛΗ ΤΗΣ ΕΙΣΗΓΗΤΙΚΗΣ - ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ Επιβλέπων Καθηγητής: ΓΕΩΡΓΙΟΣ I. ΖΕΡΒΑΚΗΣ Αναπληρωτής Καθηγητής ΓΠΑ Μέλη Τριμελούς Εξεταστικής Επιτροπής: ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΚΑΤΙΝΑΚΗΣ, Καθηγητής ΓΠΑ ΓΕΩΡΓΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ, Αναπληρωτής καθηγητής ΓΠΑ 5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα μελέτη εκπονήθηκε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών με τίτλο « Αγροβιοτεχνολογία φυτών και μικροοργανισμών γεωργικής σημασίας» του τμήματος Επιστήμης Φυτικής παραγωγής. Κατά τη διάρκεια εκπόνησης της, συνεργάστηκα με διάφορους ανθρώπους τους οποίους θα ήθελα να ευχαριστήσω για την βοήθεια και την στήριξη που μου παρείχαν. Δικαιωματικά η αναφορά μου θα ξεκινήσει από τα μέλη του Εργαστηρίου της Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών και αυτό όχι γιατί έκαναν απλώς την δουλειά τους στα πλαίσια του ακαδημαϊκού τους έργου αλλά γιατί είχαμε μια πολύ καλή επικοινωνία και συνεργασία. Πρώτους απ’ όλους θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου, κ. Ζερβάκη Γεώργιο, τον πρόεδρο του ΠΜΣ και Διευθυντή του εργαστηρίου Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας, κ. Κατινάκη Παναγιώτη και τον συνάδελφο μεταδιδακτορικό ερευνητή του Εργαστηρίου κ. Ηλία Πολέμη. Εκτός από την καθεαυτή συνεργασία και βοήθεια που μου παρείχαν για να εκπληρώσω τις μεταπτυχιακές σπουδές μου, τους ευχαριστώ γιατί με αντιμετώπισαν σαν άνθρωπο πρώτα και ύστερα σαν μεταπτυχιακό φοιτητή. Κατά την διάρκεια αυτών των δύο ετών υπήρξαν και στιγμές που χρειάστηκα στήριξη για θέματα εκτός ακαδημαϊκής φύσης και η στήριξη που μου παρείχαν ήταν σημαντική για εμένα. Στην καθεαυτή ακαδημαϊκή συνεργασία στα πλαίσια του ΠΜΣ με στήριξαν επίσης με ποικίλους τρόπους από γραφειοκρατικά ζητήματα μέχρι επιστημονικής φύσεως θέματα. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας στο πρακτικό κομμάτι, αδιάλειπτος συνεργάτης μου υπήρξε ο Ηλίας Πολέμης, ένας άνθρωπος που εκτιμώ πολύ και που ουσιαστικά οφείλω σε αυτόν εν μέρει την μέχρι τώρα πορεία μου. Μετά τον κόσμο των μανιταριών στην προπτυχιακή μου ζωή με μύησε και στον κόσμο των εκτομυκορριζών. Είχε προηγηθεί η δουλειά του στο γνωστικό αντικείμενο των εκτομυκορριζών και ουσιαστικά η δική μου εργασία ήταν μία συνέχεια της δικής του προσπάθειας. Για την συνεργασία μας θα μπορούσα να πω πολλά σχετικά αλλά δεν θα ήταν πιο σημαντικά από το γεγονός πως πέρα από συνεργάτες είμαστε φίλοι. Μαζί με τον κ. Ζερβάκη αλλά και τα υπόλοιπα μέλη του Εργαστηρίου ήταν οι βασικοί λόγοι που με οδήγησαν πάλι στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο καθώς η σύνθεση και η ποιότητα των ανθρώπων του εργαστηρίου ήταν ο πιο σταθερός μου οδηγός ώστε να πάρω αυτή την απόφαση. Με τους περισσότερους είχα συνεργαστεί ξανά και στην προπτυχιακή μου ζωή και τους ήξερα. Με τον κ. Κατινάκη δεν είχα συνεργαστεί ξανά ωστόσο τον εκτίμησα αρκετά σαν άνθρωπο και μου έκανε πραγματικά πολύ θετική εντύπωση η στάση του σε συγκεκριμένα προβλήματα που αντιμετώπισα και όχι μόνο. Εκτίμησα επίσης και την βοήθεια που παρείχε σε όλους τους συμφοιτητές μου στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος. Εκτός των προαναφερθέντων θα ήθελα να ευχαριστήσω τον αναπληρωτή καθηγητή μου κ. Γεωργακόπουλο Δημήτρη με τον οποίο επίσης είχα και έχω μια πολύ καλή συνεργασία. 6 Από τους συνεργάτες μου στο ερευνητικό κομμάτι θα ήθελα να ευχαριστήσω ξεχωριστά την υποψήφια διδάκτορα Βίκυ Φρυσούλη η οποία εκτός των άλλων συντέλεσε ουσιαστικά στην εκπόνηση αυτής της μελέτης, βοηθώντας με στο κομμάτι των μοριακών ταυτοποιήσεων, τον καθηγητή και υπεύθυνο Εργαστηρίου Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας του Γ.Π.Α. κ. Φασσέα Κωνσταντίνο, για την βοήθειά του με τις τομές του κρυοτόμου που χρειάστηκαν να γίνουν και τον Λίνο Κόττη, ιδρυτικό μέλος του Συλλόγου των Μανιταρόφιλων Ελλάδος, για την φιλοξενία και την βοήθεια του σχετικά με την συλλογή των δειγμάτων από την περιοχή της Πάρου. Κατά την διάρκεια αυτών των δύο ετών επίσης δέχτηκα σημαντική βοήθεια και στήριξη και από διάφορους άλλους ανθρώπους. Θέλω να ευχαριστήσω όλους τους ανθρώπους που απαρτίζουν το δυναμικό του Εργαστηρίου Μικροβιολογίας, τους συμφοιτητές μου και όλους όσους ακόμα συνεργάστηκα από τον χώρο του πανεπιστημίου, κυρίως την γραμματέα του ΠΜΣ κ. Λύτρα Ιωάννα η οποία σε όλα τα γραφειοκρατικά θέματα ήταν πολύ εξυπηρετική. Πέρα από τον πανεπιστημιακό χώρο θέλω να αναφερθώ στην αμέριστη βοήθεια που μου παρείχαν οι άνθρωποι από την πρώην εργασία μου, οι οποίοι στήριξαν από την πρώτη στιγμή την απόφασή μου να κάνω μεταπτυχιακές σπουδές. Χωρίς την ανοχή τους δεν θα μπορούσα να ξεκινήσω καν την προσπάθεια μου. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω από καρδιάς την σύντροφό μου που με ανέχεται και με στηρίζει, την οικογένειά μου και τους φίλους μου γιατι είναι πάντα δίπλα μου στις χαρές και στις δυσκολίες. 7 Περίληψη Η εκτομυκορριζική συμβίωση αποτελεί μια εξειδικευμένη στρατηγική συνέργειας μεταξύ φυτών και μυκήτων, απαραίτητη για την ανάπτυξη και την ευρωστία τους. Εμφανίζεται πάνω από 80 αυτόνομες φορές στην εξελικτική ιστορία κάτι που υποδεικνύει τη σημαντικότητα και την επιτυχία της. Πιθανολογείται πως ήταν μια εξέλιξη της ήδη επιτυχημένης ενδομυκορριζικής συμβίωσης και επικράτησε λόγω της αυξημένης ικανότητας προσαρμογής των εκτομυκορριζικών (ECM) μυκήτων στο εδαφικό περιβάλλον. Παρουσιάζεται εκτεταμένα στο Βόρειο Ημισφαίριο, στο οποίο τα μεσογειακά οικοσυστήματα αποτελούν ένα σημαντικό βιότοπο προτεραιότητας. Η Μεσόγειος θεωρείται ως περιοχή με αυξημένα ποσοστά βιοποικιλότητας αλλά με αυξημένο κίνδυνο απώλειας ενδιαιτημάτων λόγω της κλιματικής αλλαγής και άλλων ανθρωπογενών παραγόντων. Τα παραθαλάσσια αμμοθινικά οικοσυστήματα αποτελούν περιοχή υψηλού κινδύνου καθώς οι περιβαλλοντικές συνθήκες φτάνουν σε οριακά σημεία. Έτσι η εκτομυκορριζική στρατηγική συμβίωσης αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν την επιβίωση συγκεκριμένων ειδών φυτών. Η μελέτη των υπόγειων κατασκευών των φυτών με τους ECM μύκητες παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες και δεν είναι τυχαίο πως είναι σχετικά παραμελημένος τομέας της μυκητολογίας. Στην Ελλάδα, η παρούσα εργασία μόλις η δεύτερη που εστιάζει στα μορφοανατομικά χαρακτηριστικά των ECM μυκήτων, παρόλο που ως χώρα παρουσιάζει ιδιαιτερότητες και πλούσια βιοποικιλότητα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η βιοποικιλότητα των εκτομυκορριζικών μυκήτων που εμφανίζονται σε συγκεκριμένα παραθαλάσσια αμμοθινικά οικοσυστήματα της Ελλάδας. Επιλέχθηκαν δύο νησιωτικές και δύο ηπειρωτικές περιοχές, όπου στις μεν ηπειρωτικές επικρατούν τα είδη θερμόφιλης πεύκης ενώ στις δε νησιωτικές επικρατούν κυρίως φρύγανα της μακκίας βλάστησης με ισχυρή παρουσία του εκτομυκορριζικού γένους Cistus. Πραγματοποιήθηκαν 12 δειγματοληψίες σε διάστημα 1,5 έτους και απέδωσαν μεγάλο αριθμό εκτομυκορριζικών μορφότυπων μαζί με μικρό αριθμό καρποσωμάτων μυκήτων. Από αυτά επιλέχθηκε να δοθεί μεγαλύτερη έμφαση στο γένος Inocybe γιατί αποτελούσε το πολυπληθέστερο σε αριθμό ευρημάτων γένος όπως προέκυψε από προγενέστερες μελέτες στα συγκεκριμένα ενδιαιτήματα. Αρχικά πραγματοποιήθηκε ομαδοποίηση των εκτομυκορριζικών μορφοτύπων με βάση μορφολογικά και ανατομικά χαρακτηριστικά ενώ στη συνέχεια παραλήφθηκε DNA από επιλεγμένους αντιπροσωπευτικούς μορφότυπους, το οποίο αλληλουχήθηκε (περιοχή ITS‐5,8S rDNA). Με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν, περιγράφτηκαν αναλυτικά όλοι οι μορφότυποι που αντιστοιχούσαν σε είδη του γένους Inοcybe καθώς και είδη άλλων γενών που είχαν ταυτοποιηθεί μαζί με εξέταση καρποσωμάτων, κατά τη διάρκεια της παρούσας εργασίας είτε προγενέστερων σχετικών εργασιών του Εργαστηρίου στις εν λόγω περιοχές. Η παρούσα εργασία απέδωσε 12 περιγραφές εκτομυκορριζών, από τις οποίες μόνο οι 3 προυπήρχαν στη διεθνή 8 βιβλιογραφία. Εννέα (9) από αυτές αποτελούν νέες περιγραφές εκτομυκορριζών για την επιστήμη, 6 εκ των οποίων έφτασαν μέχρι το επίπεδο του είδους και 3 εκ των οποίων αφορούν εκτομυκόρριζες Inocybe sp. οι οποίες είναι πολύ πιθανό στο μέλλον να συσχετιστούν μοριακά με αταυτοποίητα βασιδιώματα. Από τα αποτελέσματα αυτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι εκτομυκόρριζες του Ιnocybe arenaria (το οποίο πρόσφατα ταυτοποιήθηκε ως καινούργιο είδος) σε φυτά Pinus και Cistus, η εκτομυκόρριζα του Inocybe rufuloides σε φυτά Cistus (καθώς αποδεικνύει την σχέση του συγκεκριμένου μύκητα με πλατύφυλλα), η εκτομυκόρριζα του Ι. pseudodesrticta, που παρουσιάζει στοιχεία ψευοπαρεγχυματικής δομής μανδύα και εισάγει νέα στοιχεία για τα χαρακτηριστικά του γένους Inocybe και τέλος οι διαφοροποιήσεις των περιγραφών μας για το Lactarius tesquorum + Cistus spp. και 2 εκτομυκορριζών Inocybe sp. σε