Ectomycorrhizae associated with Pinus jeffreyi in "Constitución de 1857" National Park in Baja California, Mexico

Selene Aguilar-Aguilar; Daniel González-Mendoza*; Onécimo Grimaldo-Juárez

Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de Baja California (ICA-UABC). Carretera a Delta s/n, Ejido Nuevo León, Baja California, C. P. 21705, MÉXICO. Correo-e: daniasaf@gmail.com (*Autor para correspondencia).

Recibido: 11 de enero 2011 ]]> Aprobado: 13 de junio de 2011

RESUMEN

Se estudió la diversidad de hongos presentes en tres áreas boscosas del Parque Nacional Constitución de 1857 en Baja California, México. Las colectas se realizaron en agosto de 2007 y febrero, mayo y agosto de 2008, obteniendo 25 ejemplares correspondientes a tres géneros: Geastrum (cuatro especies), Suillus (una especie) y Lacearía (una especie). La abundancia de especies estuvo relacionada con la precipitación y condiciones ecológicas propias del sitio. Se realizaron muestreos para colectar raíces secundarias de árboles adultos en Pinus jeffreyi Grev. & Balf y se identificaron los morfotipos ectomicorrícicos usando las claves DEMMY. Se encontraron seis morfotipos diferentes, lo que sugiere que existe asociación ectomicorrícica de P. jeffreyi con al menos seis diferentes especies de hongos presentes en esta área.

Palabras clave: Hongos ectomicorrícicos, morfotipos, Parque Nacional Constitución de 1857.

ABSTRACT

The diversity of fungal species in three forest areas of Constitución de 1857 (hereafter referred to by its English name, Constitution 1857) National Park in Baja California, Mexico was studied. Samples were collected in August 2007 and February, May and August 2008, obtaining 25 specimens belonging to three genera: four species of Geastrum, and one each of Suillus and Lacearía. The abundance of species was related to rainfall and ecological conditions of the site itself. Samplings were undertaken to collect secondary roots of mature trees of Pinus jeffreyi Grev. & Balf and ectomycorrhizal morphotypes were identified using DEMMY keys. We found six different morphotypes, suggesting that P. jeffreyi has an ectomycorrhizal association with at least six different species of fungi present in this area.

Key words: Ectomycorrhizal fungi, morphotypes, Constitution 1857 National Park.

En Baja California, los bosques de pinos se localizan principalmente en las altas montañas ubicadas de norte a sur de la península, y son los únicos en México que presentan un clima Mediterráneo. La Sierra de Juárez es el macizo forestal más extenso del estado, con una superficie de 5,009.48 hectáreas, con una precipitación total anual entre 273.7 y 398.4 mm. Se trata de un ecosistema complejo con gradientes climáticos y altitudinales que van de los 1,500 a 1,820 metros, con prolongados periodos de sequía y presencia de nevadas en invierno (Minnich et al., 2000).

El Parque Nacional Constitución de 1857 (PNC) está ubicado dentro de la Sierra de Juárez, siendo la única zona protegida de la región, donde Pinusjeffreyi se encuentra sujeta a protección especial por la CONABIO y es la especie forestal preponderante en la formación de las masas boscosas de esta zona (Stephens y Fry, 2005). Sin embargo, los periodos largos de sequía, la erosión eólica y la presencia de bajos nutrientes en el suelo provocan una baja regeneración natural y un debilitamiento de los árboles adultos (González-Abraham et al., 2010). Recientemente, los hongos ectomicorícicos (HEM) han cobrado interés debido a los programas de reforestación o restauración de suelos mediante el uso de especies forestales, en donde la presencia de HEM es de vital importancia para mantener y estimular la absorción y retención de agua, la fijación de CO₂ y contribuir a la recuperación de ecosistemas forestales (Aguilar-Aguilar et al., 2009). Por otra parte, a pesar de la importancia de los HEM, existen pocos estudios disponibles sobre el conocimiento de las especies de hongos ectomicorrícicos relacionados con la especie P. Jeffreyi, presentes en el Parque Nacional Constitución de 1857. De esta forma, en la presente investigación se planteó el objetivo de identificar la presencia de hongos ectomicorrícicos existentes en las diferentes zonas del PNC, y la presencia de la asociación ectomicorrícica con las raíces de P. jeffreyi. Esto como un estudio preliminar para el aislamiento de HEM con potencial de ser empleados como inoculantes en las plantaciones forestales.

MATERIALES Y MÉTODOS

El Parque Nacional Constitución de 1857 se ubica en el municipio de Ensenada, Baja California, México, entre los 32° 01' 28" y 32° 07' 46" latitud norte y 15° 51' 18" y 115° 57' 19" longitud oeste. Su extensión es de 5,009.48 hectáreas. Esta zona geográfica se encuentra catalogada como semiárida y/o árida y presenta clima tipo Cs con temporada lluviosa en la época fría del año y temperaturas entre 10 y 15 °C; su vegetación corresponde al bosque de P. jeffreyi, principalmente.

Colecta de raíces de P. Jeffreyi y cuerpos fructíferos de HEM

El muestreo de los cuerpos fructíferos y colecta de raíz de P. jeffreyi, se efectuó en verano e invierno de 2007 y 2008. Para tal fin se escogieron 14 sitios al azar en tres zonas diferentes del PNC 1857, considerando las características de vegetación y contenido de materia orgánica: zona 1 (capa orgánica 5 %); zona 2 (capa de materia orgánica 25 %) y zona 3 (capa de materia orgánica 50 % ). (Figura 1 a, b). En cada sitio se seleccionaron cinco árboles al azar de P.jeffreyi, ubicando el punto de goteo en relación a los límites de la copa del árbol. Una vez ubicado este punto, cerca de cada árbol, se realizaron dos excavaciones orientadas una al norte y otra al sur. La excavación se realizó en un cuadrante de 1 x 1 m y 20 cm de profundidad, del cual se extrajeron raíces secundarias de P.jeffreyi. Se colectaron un total de 30 muestras de raíz, las cuales se etiquetaron indicando la zona, el número de árbol, número de muestra y la fecha de colecta. Las raíces colectadas fueron lavadas con agua destilada estéril y conservadas en una solución de alcohol-formol-ácido acético (1:1:1), para su preservación y observación posterior al microscopio estereoscópico con la finalidad de identificar las estructuras ectomicorrícicas o morfotipos (Garza et al., 2002). Los ejemplares fueron trasladados al laboratorio de microbiología del Instituto de Ciencias Agrícolas de la UABC, para su posterior estudio. En el caso de cuerpos fructíferos de HE, los ejemplares colectados se identificaron mediante un análisis de las características estructurales macro y microscópicas basadas en el concepto de morfoespecie.

Para la identificación de la asociación ectomicorrícica se colectaron raíces de cinco muestras de árboles de cada zona de estudios. Posteriormente, se seleccionaron raíces secundarias usando pinzas de disección de punta fina y colocándolas en una caja petri previamente dividida en cuadrículas de 1 cm². Consecutivamente, las estructuras ectomicorrícicas fueron identificadas bajo el estereoscopio usando lentes de aumento 20X y 40X. Las estructuras ectomicorrícicas se apreciaron como un cambio en el desarrollo radicular, "deformación". Para la identificación de los morfotipos se emplearon claves establecidas; en este caso se utilizaron las publicadas en el sistema de Información para la caracterización y determinación de ectomicorrizas (Agerer y Rambold, 2004). La presencia de estructuras ectomicorrícicas se determinó mediante el método de intersección de cuadrantes, y el porcentaje de raíz colonizada se calculó contando las raíces colonizadas y sin colonizar mediante la fórmula propuesta por Jha et al. (2008):

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El conocimiento de los hongos ectomicorrícicos en México, y principalmente en Baja California, es limitado. Muchas zonas del estado no han sido suficientemente exploradas micológicamente; una de ellas es el Parque Nacional Constitución de 1857, a pesar de la importancia que estos organismos tienen para los ecosistemas forestales (Aguilar-Aguilar et al., 2009). En el presente trabajo se identificaron 25 ejemplares resultado de cuatro colectas realizadas en las diferentes zonas evaluadas del PNC1857 (Cuadro 1), siendo en el mes de agosto de 2007, cuando se colectó el 12 % de ejemplares de cuerpos fructíferos. Por otra parte, fue en los meses de febrero, agosto y mayo de 2008 cuando se encontró el mayor número de ejemplares (44, 36 y 8 %, respectivamente). El número de hongos colectados puede considerarse bajo, comparado con estudios realizados en otros sitios del país; por ejemplo, en un estudio realizado por Chávez-León et al. (2009) reportan la identificación de 52 hongos ectomicorrizógenos en el Parque Nacional Barranca del Cupatitzio, Michoacán, México, cifra muy por arriba de lo registrado en este estudio. Una posible explicación para el limitado número de hongos identificados pueden ser las características ambientales y edáficas presentes en el PNC 1857, las cuales podrían haber influido en la distribución y riqueza fúngica (estrés salino, heladas, prolongadas sequías) en las diferentes zonas evaluadas.

Por otra parte, de los 25 ejemplares obtenidos en el estudio, 76 % corresponde al género Geastrum, en donde se identificaron cuatro especies: Lycoperdon perlatum Pers; Geastrum floriforme Vittad.; Astraeus hygrometricus Pers. y Mycenastrum corium Guers (Figura 2). Este último podría tener una aplicación en la farmacopea tradicional, ya que se ha documentado su empleo en infusiones como antiinflamatorio oral en algunas regiones del mundo (Martínez, 2010). En menor proporción se encontraron los géneros de Laccaria (4 %) y Suillus (20 %), respectivamente. Ambos géneros han sido reportados como hongos ectomicorrícicos (Werner y Zadworny, 2003). Esto abre la posibilidad de emplearlo en la formulación de inoculantes microbianos para su uso en los programas de producción de plántulas de importancia forestal en el PNC 1857. No obstante, debido al estado de madurez de los cuerpos fructíferos de ambos géneros, al momento de la colecta no se logró la identificación a nivel de especie.

El estudio de los morfotipos de ectomicorrizas en raíces de P. jeffreyi en las tres zonas de estudio (Figura 3 y Figura 4), permitió identificar las siguientes distribuciones de los morfotipos al usar las claves DEEMY: morfotipo dicotómico, se encontró en todas las muestras analizadas; morfotipo irregular pinnado, se encontró en las muestras de ocho sitios de cada una de las zonas evaluadas, lo que hace a este morfotipo el segundo más frecuente asociado con P. jeffreyi dentro del PNC 1857; seguido por el morfotipo monopodial pinnado, que se encontró en una baja frecuencia en las tres zonas; y el morfotipo digitiforme (Cenococcum geophilum), que se encontró en las muestras de dos zonas únicamente, zonas 1-2 y 1-3 respectivamente; y el morfotipo coraloide, que se identificó en muestras de la zona 2.

En cuanto a la micorrización de las raíces colectadas (Cuadro 2), se observó un incremento de acuerdo a la presencia de materia orgánica (Figura 5). Aquí la zona 3 mostró 37 % de micorrización en las raíces, seguida de las zonas 2 y 1 con 34 y 29 % respectivamente. Esto concuerda con las características propias de los hongos, los cuales son especies que necesitan cierta humedad para que sus hifas se dispersen por el suelo, condición que proporciona el acolchado de materia orgánica acumulada en el suelo (Pérez-Moreno y Read, 2004). Similares resultados han sido mencionados con anterioridad en plantas de Pinus palustris cuando son plantados en lugares con una cantidad adecuada de humedad, a diferencia de cuando se encuentran en estrés por falta de humedad (Valdez et al., 2006).

CONCLUSIONES

La conservación de los macromicetos presentes en este sistema forestal debe ser una de las principales metas de manejo en el Parque Constitución de 1857, por tres razones: la importancia ecológica de la simbiosis ectomicorrizógena, el incremento de la explotación de los hongos silvestres comestibles y el uso biotecnológico que podrían tener las especies de hongos ectomicorrícicos en los programas de reforestación en los bosques de Baja California.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece el apoyo al Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP), por los apoyos recibos en la decimoquinta Convocatoria de Proyectos Internos de Investigación de la Universidad Autónoma de Baja California 2010, y a la Comisión Nacional Forestal por su apoyo a través de su programa de apoyos directos (PE07.01).

LITERATURA CITADA

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