Metabolismo de especies de hongos aisladas de la zona costera frente a Chile central rol en procesos de respiración y asimilación de nutrientes.

Abstract

Los hongos filamentosos marinos han sido recientemente identificados como un componente funcional en sistemas costeros, desarrollando un importante rol en la degradación de materia orgánica e hidrólisis de polímeros de gran tamaño. Sin embargo, el rol ecofisiológico y biogeoquímico de estos hongos ha sido escasamente explorado. Esta tesis doctoral busca determinar el efecto de la temperatura y disponibilidad de nutrientes (como glucosa) sobre la respiración y el crecimiento de hongos filamentosos, además de caracterizar la utilización de substratos de carbono, nitrógeno, fósforo y azufre por estos organismos. Para ello se midieron las tasas de respiración y crecimiento de 5 especies de hongos filamentosos (Penicillium decumbens, Penicillium chrysogenum, Acremonium strictum, Fusarium fujikuroi y Fusarium sporotrichioides) aisladas desde la zona de surgencia costera frente a las costas de Chile centro sur. El crecimiento fue monitoreado mediante el uso de Microscopía de Epifluorescencia, concentración de ATP y Densidad Óptica, mientras que el consumo de oxígeno fue registrado por medio de un respirómetro con sensores “Optode”. Aunque las respuestas encontradas fueron especie específicas, en términos generales tanto la respiración como el crecimiento aumentaron con la temperatura y la concentración de glucosa. El crecimiento de P. decumbens, F. sporotrichioides y F. fujikuroi fue más favorecido (49,8 ± 7,3 %) por la temperatura (entre 9 y 20°C) a altas concentraciones de glucosa (5 g L-1 de glucosa). P. chrysogenum mostró un patrón particular, el cual estuvo más ligado a la disponibilidad de glucosa que directamente a la temperatura; mientras que el crecimiento de F. sporotrichioides y A. strictum respondió a una interacción sinérgica entre la temperatura y la concentración de glucosa. Las tasas de respiración fúngicas mostraron valores de Q10 en un rango entre 2,2 y 6,7 lo que indica que las tasas respiratorias poseen una fuerte dependencia de la temperatura, especialmente en A. strictum y F. sporotrichioides. Se obtuvieron los perfiles de utilización de substratos de carbono, nitrógeno, fósforo y azufre para tres especies (P. decumbens, A. strictum y F. fujikuroi). En orden a entender su potencial impacto en la degradación de compuestos de carbono (principalmente carbohidratos y amino ácidos), sus perfiles de utilización de sustratos fue caracterizado usando Biolog Filamentous Fungi (FF) Microplates. Se determinó que estas especies son versátiles, utilizando un amplio rango de fuentes de carbono, mostrando gran capacidad (57,2 % del total) para la utilización de carbohidratos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos), y también utilizaron amino ácidos (0,99 % del total), los cuales produjeron altas tasas de crecimiento, sugiriendo el uso de rutas metabólicas como la glucolisis/gluconeogénesis. La riqueza de substratos reveló una amplia utilización de fuentes de carbono, las cuales produjeron altos “Índices de Shannon” de utilización particular de substratos, con valores de 4,02 para A. strictum, 4,01 para P. decumbens y de 3,91 para F. fujikuroi con diferencias significativas entre 18 de los substratos utilizados por las tres especies. Estas especies mostraron además, altos índices de utilización de substratos de nitrógeno, fósforo y azufre (con glucosa como fuente de carbono), en donde los componentes orgánicos proporcionaron mayor crecimiento de hifas. Los L-amino ácidos (52,6 ± 4,7 %), nucleótidos/nucleósidos (11,6 ± 0,8 %) y aminas (8,7 ± 0,8 %) fueron las fuentes de nitrógeno preferenciales (Cluster I y II), sugiriendo el uso de las vías metabólicas de amino ácidos y/o el metabolismo de las purinas. Otros compuestos como urea, alantoína y ácido húrico produjeron un crecimiento moderado. Los ribonucleótidos de adenosina y guanosina fueron los principales sustratos para la utilización de fósforo, además del uso de cisteína y metionina como principal aporte de azufre al crecimiento de estas especies. Además se observó el crecimiento con variadas fuentes de substratos inorgánicos tales como nitrato, nitrito, tiofosfatos, y tetrationato. Al considerar el rol heterótrofo activo de hongos filamentosos, su importancia en la degradación de materia orgánica y participación en importantes ciclos biogeoquímicos en el océano, sugerimos incluir la comunidad micoplanctónica como un componente integral de la comunidad microbiana en ambientes marinos costeros, para ser incluidos en modelos conceptuales de degradación de materia orgánica y ciclos biogeoquímicos debido al uso de una amplia variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos de carbono, nitrógeno, fósforo y azufre