Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/284173572

FirstinsightsonTuberborchiidistributioninbothnaturalforestsandexperimentaltrufflefieldsinPortugal

ConferencePaper·October2014

READS

66

9authors,including:

BeatriceBelfiori

ItalianNationalResearchCouncil

23PUBLICATIONS302CITATIONS

SEEPROFILE

FrancescoPaolocci

ItalianNationalResearchCouncil

87PUBLICATIONS1,926CITATIONS

SEEPROFILE

Availablefrom:MarcosMorcillo

Retrievedon:08July2016

First  insights  on  Tuber  borchii  distribu.on    in  both  natural  forests  and  experimental  truffle  fields  in  Portugal  

Anabela  Marisa  Azul1,  João  Trovão1,  Marcos  Morcillo2,  Andrea  Rubini3,  Alessandro  Trusso3,  Beatrice  Belfiori3,  Francesco  Paolocci3,  Helena  Freitas1,  and  Claudia  Riccioni3  

1Centre  for  FuncAonal  Ecology,  Department  of  Life  Sciences.  University  of  Coimbra,  3001-­‐401  Coimbra,  Portugal.  E-­‐mail:  amjrazul@ci.uc.pt  2Micologia  Forestal  &  Aplicada,  Rbla.  Arnau  6  local  D,  Vilanova  i  la  Geltrú,  08800  Barcelona,  Spain  

3  CNR  (NaAonal  Research  Council)  -­‐  InsAtute  of  Biosciences  and  BioResources  (IBBR),  Via  della  Madonna  Alta,  130  -­‐  06128  Perugia,  Italy  

 

AIM  To  monitor  the  distribuAon  and  dynamics  of  T.  borchii  in  naAve  forests  and  experimental  truffle  trials  established  in  Portugal  (Alentejo  region).  

 

BACKGROUND  Among  the  most  valuable  ectomycorrhizal   fungi  belonging   to  Tuber   spp.,  Tuber  borchii,   is  becoming  an  increasingly   popular   fungus   in   the  marketplace.   Thanks   to   a   good   adaptaAon   to  mulAple   environments,  T.   borchii   is   also  culAvated,   in  both  naAve  and  non  endemic  areas.  As  all   symbioAc   species,   this   fungus  can   improve  mineral  nutriAon  and  stress-­‐tolerance   of   the   host   plant.   The   scienAfic   relevance   of   T.   borchii   as   a   model   species   for   studying   plant-­‐fungus  symbioses   is   also   recognized.  MaAng   type   (MAT)   genes   governing   the   sexual   reproducAon   (i.e.   frucAficaAon)   have   been  recently  idenAfied  unveiling  that  this  is  a  heterothallic  fungus  (MarAn  et  al  2012  European  Patent    EP2426215).    

PRELIMINARY  RESULTS  

REFERENCES  Azul  et  al.  2010  Mycorrhiza  20,  73-­‐88  MarAn  F  et  al.  2012  European  Patent    EP2426215  Murat  et  al.  2013  New  Phytol  199:176-­‐187  Rubini  et  al.  2011  New  Phytol  189:710-­‐722  Rubini  et  al.  2014  Mycorrhiza  24,  S19-­‐S27  

ACKNOWLEDGEMENTS  Bilateral  Agreement  between  FCT-­‐MCTES  (Portuguese  FoundaAon  for  Science  and  Technology)  and  CNR  (Italian  NaAonal  Research  Council),  and  VIDT  19118  Co-­‐funded  by  COMPETE-­‐FEDER-­‐EU,  for  financial  support.  All  faciliAes  at  the  farm  units,  Freixo,  Breijinho,  and  Quinta  de  Sousa.  

FUTURE  RESEARCH  During  Summer  2014  a  consistent  number  of  new  T.  borchii  ECMs  has  been  found  and  collected  in  the  same  natural  areas.  This  material  is  now  under  analysis  to  assess  whether  the  distribuAon  pajern  of  T.  borchii  ECMs  with  different  maAng  type  is  biased  on  their  hosts  as  it  has  been  recently  demonstrated  to  occur  on  host  plants  colonized  by  T.  melanosporum  (Rubini  et  al.  2011,  2014;  Murat  et  al.  2013).  

CONCLUSIONS  Our  data  show  that,  at  least  in  experimental  truffle  grounds,  T.  borchii  ECMs  of  different  maAng  type  can  coexist  under  the  same  host-­‐plant.  This  pajern,  if  supported  by  further  data,  disAnguishes  this  species  from  the  valuable  black  truffle  T.  melanosporum,  where  a  biased  distribuAon  of  the  two  maAng  types  on  single  host  plants  was  evidenced,  suggesAng  intraspecific  compeAAon  (Rubini  et  al.  2011;  Murat  et  al.  2013).  It  could  be  very  interesAng  to  invesAgate  whether  or  not  such  a  dissimilarity  in  the  strain  dynamics  of  the  two  species  might  be  at  the  basis  of  their  very  different  ecological  requirements  and  pajern  of  geographic  distribuAon.  

Tuber  borchii    

SAMPLING  SITES    1  Natural  forests  (NF),  corresponding  to  naAve  Mediterranean  oak  woodlands  dominated  by  Quercus  suber  L.  (cork  oak,  Qs).  2  Experimental  field  trial  1  (EFT1),  with  plantlets  of  Pinus  pinea  L.  (stone  pine,  Pp)  inoculated  with  T.  borchii,  introduced  in  areas  dominated  by  Qs  and  Pp  (in  spring  2010).    3  Experimental  field  trial  2  (EFT2)  inoculaAon  in  situ  of  Qs  and  Pp  young  trees  with  spores  of  T.  borchii  in  oak  woodlands  (spring  2011).    

METHODS  Samplings  were  performed  in  summer  2013.  Four  distant  plots,  two  in  the  NF,  and  two  in  EFT1  and  EFT2,  and  5  trees  per  plot,  were  selected.  Around  each  tree,  roots  and  soil  samples  were  collected  from  different  points.  Ectomycorrhizae  (ECM)  and  soil  samples  were  molecularly  analyzed  by  PCR-­‐amplificaAon  of  the  ITS  region  and  maAng  type  locus.  

T.  borchii  ECMs  were  present  in  both  NF  and  EFTs  (Fig.  6),  with  higher  frequency,  up  to  50%  mycorrhiza.on,  in  EFT1  (Table  1),  and  ≤5%  in  EFT2.  In  NF,  T.  borchii  ECMs  were  more  irregularly  found.    Moreover,  preliminary  data  revealed  that  under  the  same  host  plant,  T.  borchii  ECMs  of  opposite  ma.ng  type  can  coexist  in  experimental  grounds.    

EFT  2  Pp   aTbor   aECM   iECM   nECM  

Abundance   ≤5%   75-­‐85%   12-­‐17%   <5%  

EFT  2  Qs   aTbor   aECM   iECM   nECM  

Abundance   ≤5%   70-­‐80%   15-­‐20%   <5%  

EFT  1  Pp   aTbor   aECM   iECM   nECM  

Abundance   ≤50%   45-­‐50%   40-­‐45%   ≤5%  

Interes.ngly,  although  T.  borchii  ECMs  were  infrequently  found  in  natural  forest,  almost  all  of  the  soil  samples  revealed  the  belowground  presence  of  mycelium  of  T.  borchii  and  a  dominance  of  one  ma.ng  type  over  the  other.    

Figure  2.  above  experimental  field  trial  1,  plantlets  of  Pinus  pinea  inoculated  with  T.   borchii   (spring   2010);   below   experimental   field   trial   2,   inoculaAon   in   situ   of  young  trees  of  Quercus  suber  and  P.  pinea  with  spores  of  T.  borchii  (spring  2011).  

Figure   3.   Natural   forest   –   Herdade   do   Freixo,   Montemor-­‐o-­‐Novo,   Portugal,  represenAng  oak  woodlands  dominated  by  Quercus  suber.  

Figure  4.  EFT1  –  Herdade  do  Brejinho,  Grândola,  Portugal.   Figure  5.  EFT2  –  Quinta  de  Sousa,  Montemor-­‐o-­‐Novo,  Portugal.    

Tabela  1.  Abundance  of  T.  borchii  ECM  in  EFT1  and  EFT2.  aTbor  =  acAve  T.  borchii  ECM;  aECM  =   total   acAve  ECM,   iECM  =   total   inacAve  ECM,  nECM  =   total  non  mycorrhizal  roots  (see  Azul  et  al.  2010)  

Natural  forests    cork  oak  woodlands  Experimental  truffle  trials  

Figure  1.  DistribuAon  of  naAve  Mediterranean  oak  woodlands  dominated  by  Quercus  suber  in  Portugal  with  the  sampling  sites  located  in  the  Alentejo  region.  

   1        2        3        4        5        6          7          8          9      10      11    12  13  

500bp  

1Kb  

Figure  6.  MulAplex  PCR  with  specific  primers  of  both  maAng  types  on  ECMs  collected  under  the  same  host  plant  (site  EFT1).  Lane  (L)  2:   posiAve   control,   MAT1-­‐2-­‐1.   L13:   posiAve   control,   MAT1-­‐1-­‐1.  L3-­‐11:  each  lane  represent  a  single  ECM.  L12:  negaAve  control.  L1:  Gene  Ruler  DNA  ladder  mix  (Fermentas).