Bacterial communities associated with the lichen ramalina farinacea (l.) ach.composition, biodiversity and biotechnological potential

Resumen

Los líquenes son un ejemplo clásico de asociación simbiótica autosuficiente, compuesta por, al menos, un hongo filamentoso (micobionte, heterótrofo) y cianobacterias y/o algas verdes unicelulares (fotobiontes, fotosintéticos). Se desarrollan gracias a la combinación adecuada de hongos y algas y/o cianobacterias, y sus talos son los fenotipos resultantes (holobiontes). Dicha asociación les permite colonizar y crecer en ambientes diversos y extremos que no podrían habitar los simbiontes de forma independiente. Estudios recientes, mediante aproximaciones ómicas, han revelado la gran abundancia y diversidad de las comunidades bacterianas asociadas a los líquenes. Estos estudios han cambiado la visión clásica de las simbiosis liquénicas, de modo que la definición de liquen se ha extendido para englobar a las bacterias. Sin embargo, apenas se conoce la composición, potencial metabólico y diversidad de las bacterias asociadas a los líquenes. Dicha información es necesaria para conocer y comprender sus papeles funcionales en las simbiosis liquénicas, pero también por su potencial biotecnológico. En base a dichos antecedentes, los objetivos de la presente Tesis Doctoral han sido: 1. Aislar y caracterizar metabólica y fisiológicamente una colección de cepas bacterianas a partir de poblaciones de R. farinacea de distintas zonas geográficas españolas, tanto por su posible contribución a la simbiosis liquénica como -con especial interés- por su potencial biotecnológico, así como iniciar la identificación molecular de las cepas bacterianas de mayor interés biotecnológico. 2. Estudiar la composición y diversidad de las comunidades bacterianas asociadas a las distintas poblaciones de R. farinacea estudiadas, mediante técnicas dependientes del cultivo, y determinar la influencia del origen geográfico o la localización en el talo liquénico (ecto- o endoliquénica). 3. Analizar la composición y diversidad de las comunidades bacterianas asociadas a las mismas poblaciones de R. farinacea mediante técnicas independientes del cultivo, así como investigar la influencia de la localización geográfica o en el talo (ectoliquénica o endoliquénia, o bien apical, media y basal), así como el efecto de un tratamiento de desinfección. Los resultados finales de la extensiva caracterización de las bacterias cultivables asociadas a R. farinacea de diferentes zonas geográficas llevadas a cabo en este estudio, son un ejemplo de la complejidad tanto funcional como de diversidad de las bacterias asociadas a líquenes. Estas bacterias, en vista a los resultados obtenidos, podrían estar implicadas en numerosos y diversos papeles funcionales, mediante la provisión de nutrientes al resto de miembros simbiontes tales como nitrógeno, fosfatos y hierro, así como del aprovechamiento y reciclaje de otras macromoléculas como diferentes polisacáridos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Además, podrían estar implicadas en el aporte de diferentes factores reguladores del crecimiento, así como la protección mediante la formación de biopelículas, mostrando así la importancia de estas actividades bacterianas en la simbiosis liquénica, además de las posibles numerosas aplicaciones biotecnológicas de estas bacterias con estas actividades. Los resultados de este estudio proveen, además, nuevos datos sobre la diversidad de las comunidades bacterianas asociadas con las poblaciones de R. farinacea de diferentes áreas de clima Mediterráneo, mostrando que ciertos fila, como Acidobacteria, Proteobacteria y Planctomycetes y clases como Actinobacteria, Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria y Bacilli, son los grupos predominantes en esta especie de liquen. Además, estas comunidades bacterianas se encuentran principalmente determinadas por la geografía, así como localización en el talo, tanto ectoliquénicas y endoliquénicas como en las zonas apical, media y basal. Finalmente, cabe destacar que, entre todos los taxones identificados, muchos de ellos pertenecen a grupos bacterianos con cepas cultivables bien estudiadas debido a sus actividades enzimáticas y/o potenciales papeles en el aporte de nutrientes y/o el reciclaje en las partes senescentes, contribuyendo así a la simbiosis liquéncia multiespecie, muchos de ellos identificados y caracterizados en la presente Tesis Doctoral.