Influencia de cuatro especies del género Mimosa L. (Leguminosae) en la diversidad y potencial de inóculo de hongos micorrizógenos arbusculares en un ecosistema semiárido de México Public Deposited
En el Valle semiárido de Tehuacán-Cuicatlán (VTC), algunas especies endémicas del género Mimosa L. (Leguminosae-Mimosoideae) forman islas de recursos (IR) y actúan como reservorios de esporas de hongos micorrizógenos arbusculares (HMA); sin embargo, aún se desconoce el efecto del sistema Mimosa-IR en la riqueza y diversidad de HMA. Esta tesis evaluó, en dos sitios de estudio (S1: Azumbilla y S2: Coxcatlán) y en dos estaciones (lluvias y secas), la influencia de las IR de M. lacerata Rose (S1), M. luisana Brandegee y M. polyantha Benth. (S2), y de M. purpusii Brandegee (S1) que no forma IR (NIR), en la riqueza, diversidad y composición de especies de HMA; así como el número más probable (NMP) de propágulos micorrícicos. En total, 120 muestras de suelo (profundidad 0-20 cm) se recolectaron de los microambientes Mimosa-IR, Mimosa-NIR y en áreas abiertas (AA, control). De cada muestra de suelo, se realizó la extracción de esporas de HMA para determinar su abundancia, riqueza, diversidad (Índice de Shannon-Wiener, H’) y composición de especies. En invernadero se estimó, para cada microambiente, el potencial de inóculo micorrícico mediante la técnica del NMP, utilizando Sorghum vulgare L. como planta trampa. En el suelo se evaluaron: temperatura in situ, humedad, pH, materia orgánica (MOS), carbono orgánico (COS), nitrógeno total (Nt), amonio (NH4 + ), nitrato (NO3 - ) y fósforo disponible (PO4 -3 ). Un ANOVA de medidas repetidas se usó para detectar efectos del microambiente (Mimosa spp.-IR, Mimosa-NIR y AA) y la estación (lluvias vs. secas), en la abundancia, riqueza y diversidad de esporas de HMA, y en las propiedades del suelo. Los cambios en la composición de especies de HMA entre microambientes, se analizaron con el índice de disimilitud de BrayCurtis Se realizó un análisis de máxima verosimilitud para evaluar diferencias en el NMP de propágulos entre microambientes. Se aplicó un análisis de correspondencia canónica (ACC) para explorar la relación de las propiedades del suelo con la riqueza, diversidad y composición de especies de HMA. Las IR de M. lacerata (8.8 spp., S1), M. luisana (5.6 spp., S2) y M. polyantha (4.7 spp., S2) registraron mayor riqueza de especies de HMA en comparación con las AA (6.9 spp., S1 y 3.3 spp., S2). Sólo en el S2, las IR de M. luisana (H’=1.2) y M. polyantha (H’=1.03) tuvieron mayor diversidad que las AA (H’=0.67). No se detectaron diferencias, entre M. purpusii-NIR y M. lacerata-IR, en riqueza y diversidad de especies de HMA. De acuerdo con el análisis de disimilitud, las IR de M. lacerata (S1), M. luisana y M. polyantha (S2) presentaron una composición de especies de HMA diferente a la que hay en las AA. M. purpusii-NIR presentó una composición de especies de HMA cambiante, en la estación de lluvias presentó menor disimilitud con las AA; mientras que en la estación de secas fue con las IR de M. lacerata. La cantidad de propágulos micorrícicos en el suelo no difirió entre M. lacerata-IR vs. M. purpusii-NIR vs. AA en el S1, y en M. luisana-IR vs. M. polyantha-IR vs AA del S2. Las IR de Mimosa spp., así como M. purpusii-NIR, presentaron mejores condiciones microambientales (menor temperatura y pH) y mayores recursos en el suelo (humedad, MOS, COS, Nt, NO3- y PO4 3- ). En el S1, el ACC explicó el 72% de la variación de la comunidad de HMA; la riqueza de especies de HMA correlacionó con el PO4 -3 (0.45), COS (0.49) y la humedad (0.66) del suelo. Para el caso del S2, el ACC explicó el 81% del ordenamiento; así, la riqueza de especies de HMA correlacionó con el NH4 + (0.81), PO4 -3 (0.39), COS (0.62) y el pH (-0.48); mientras que la diversidad correlacionó con NH4 + (0.61) y el COS (0.60). La estacionalidad de la lluvia no afectó la riqueza ni la diversidad de especies de HMA, el NMP (sólo en el S2), la MOS, COS y el PO4 -3 (sólo en el S1). Esta investigación reveló una alta riqueza de morfoespecies de HMA (29 spp.) en el suelo de Mimosa spp.-IR y Mimosa-NIR. El sistema Mimosa-IR, al influir en las condiciones y recursos del suelo promueve la riqueza y la diversidad de especies de HMA, en comparación a las AA, en los matorrales xerófilos del VTC. Palabras clave: Biología del suelo, diversidad fúngica, ecosistemas áridos y semiáridos, Glomeromycota, islas de recursos, leguminosas, Tehuacán-Cuicatlán.
In the semiarid valley of Tehuacán-Cuicatlán (TCV), certain endemic species of the genus Mimosa L. (Leguminosae-Mimosoideae) form resource islands (RI) and act as reservoirs of mycorrhizal spores. However, the effect of Mimosa-RI system on the species richness and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) is unknown. This thesis evaluated, in two study sites (S1: Azumbilla, S2: Coxcatlán) and two seasons (rainy and dry), the influence of RI formed by M. lacerata Rose (S1), M. luisana Brandegee and M. polyantha Benth. (S2), as well as in M. purpusii Brandegee, which does not form RI (NRI), in the species richness, diversity and composition of AMF, and in the most probable number (MPN) of mycorrhizal propagules. In total, 120 soil samples (0-20 cm depth) from the Mimosa-RI, Mimosa-NRI and open areas (OA, control) microenvironments were collected. In each soil sample, extraction of spores of AMF was performed to determine their abundance, richness, diversity (Shannon-Wiener index) and species composition. In the greenhouse, it was estimated, for each microenvironment, the potential of mycorrhizal inoculum by the MPN technique, using Sorghum vulgare L. as the trap plant. In the soil, it was assessed: temperature (in situ), humidity, pH, organic matter (SOM), organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), ammonium (NH4 + ), nitrate (NO3 - ), and available phosphorus (PO4 3- ). An analysis of variance (ANOVA) for repeated measures was used to detect the effects of the microenvironment (Mimosa spp-RI, Mimosa-NRI and OA) and seasonality (rainy vs. dry) on spores abundance, AMF species richness and diversity, and soil properties. Changes in AMF species composition among microenvironments were analyzed with the BrayCurtis´ dissimilarity index. Maximum likelihood analysis was performed to assess differences in MPN viable propagules among microenvironments A canonical correspondence analysis (CCA) was applied to explore the relationships between soil properties and the AMF species richness, diversity and composition. The RI of M. lacerata (8.8 spp. S1), M. luisana (5.6 spp., S2) and M. polyantha (4.7 spp., S2) recorded higher AMF species richness compared to the OA (6.9 spp., S1 and 3.3 spp., S2). Only at the site 2, the RI of M. luisana (H’=1.2) and of M. polyantha (H’=1.03) had higher AMF species diversity than OA (H’=0.67). There were no differences in the species richness and diversity between M. purpusii-NRI and M. lacerata-RI. According to the analysis of dissimilarity, the RI of M. lacerata (S1), M. luisana and M. polyantha (S2) had a species composition of AMF different than the OA. M. purpusii-NRI presented a changeable composition of AMF species, and in the rainy season, it had less dissimilarity with the OA; while in the dry season, it was with the RI of M. lacerata. The amount of viable mycorrhizal propagules on the soil did not differ between M. lacerata-RI vs. M. purpusii-NRI vs. OA in the S1, and M. luisana-RI vs. M. polyantha-RI vs. OA in the S2. Mimosa spp.-RI and M. purpusii-NRI showed better microenvironmental conditions (lower temperature and pH) and higher resources in the soil (moisture, SOM, SOC, TN, NO3- and PO4 3- ) than OA. The CCA explained 72.2% of the variation of the data at the S1; where AMF species richness correlated with PO4 -3 (0.45), SOC (0.49) and moisture (0.66). In the case of S2, CCA explained 82% of the arrangement; as well as AMF species richness correlated with NH4 + (0.81), PO4 -3 (0.39), SOC (0.62), and pH (-0.48); while diversity correlated with NH4 + (0.61) and SOC (0.60). Rain seasonality did not affect, in any of the microenvironments, species richness and diversity, MPN (only in S2), SOM, SOC and PO4 -3 (only in S1). This research revealed a great richness of AMF morphospecies (29 spp.) in the soil the Mimosa spp.-RI and Mimosa-NRI. Mimosa-RI system affects soil conditions and resources promoting AMF species richness and diversity, in comparison to the OA, at the xeric scrubs of the TCV. Keywords: Arid and semiarid ecosystems, fungal diversity, Glomeromycota, resource islands, legumes, soil biology, Tehuacán-Cuicatlán.
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