Molecular taxonomy, evolution and ecology of parasitic saprolegnia genus (oomycetes)

Resum

Los Saprolegniales (Oomycota, Chromoalveolata), también llamados “mohos acuáticos”, comprenden 22 géneros y cerca de 150 especies de microorganismos zoospóricos que viven en hábitats acuáticos y suelos húmedos. Algunas de sus especies son parasitas y tienen un gran impacto económico. Este orden es un grupo complicado desde el punto de vista tanto taxonómico como evolutivo y necesita del desarrollo de un taxonomía mas robusta para mejorar el conocimiento en todos los ordenes de su biología (evolución, ecología, biodiversidad, patología, genómica, etc.). En esta tesis, se ha hecho una aproximación de taxonomía integrativa principalmente utilizando como sistema de estudio al género Saprolegnia debido principalmente a su importancia económica y ecológica. El objetivo ha sido desarrollar un taxonomía robusta y unos protocolos que permitan una descripción e identificación de las especies para poder investigar aspectos claves de la ecología, tal como las asociaciones con sus hospedantes, la evolución de rasgos como el modo de vida parasito y estructuras especializadas de infección. Para alcanzar estos objetivos, se ha generado una colección de cultivos de Saprolegniales que incluye mas de 2500 aislamientos de distintas regiones biogeográficas y de un amplio rango de hospedantes. Además, se ha obtenido información de otras colecciones de cultivos y base de datos de secuencias. Con esta fuente de datos y aplicación métodos analíticos basados en distancia genéticas y estimaciones evolutivas, i.e., clustering optimization y GMCY, se ha podido desarrollar un taxonomía molecular del género, y además un protocolo que permite una descripción de especies estandarizada, y una eficiente identificación de las mismas sobre la base de unidades taxonómicas molecular (MOTU), i.e., especies. Estas unidades has servido como base para afrontar el estudio de relaciones ecológicas tales como las asociaciones de las especies de Saprolegnia con sus hospedantes. La aplicación de “mosaic plots” and análisis de correspondencia han permitido mostrar que estas asociaciones dependen del estado de desarrollo del hospedante (embrionario o adulto). El uso de las MOTU como unidades junto con aproximaciones de filogenia comparativa (análisis de señal filogenética y diversificación, y Reconstrucción. de Estados Ancestrales (ASR) han permitido tener un mejor conocimiento sobre la historia evolutiva de los oomycetes y apoyar la reciente hipótesis de que los oomycetes ancestrales era probablemente parásitos de animales. Los resultados también sugieren que los Saprolegniales adoptaron el modo de vida saprotrófico, y que los Saprolegniales parásitos parecen ser la consecuencia de recientes eventos de especiación. Esta última hipótesis esta también apoyada por los análisis ASR en un factor de virulencia encontrado en Saprolegnia (i.e., filamentos con ganchos de los quistes) presentes especies parasitas como S. parasitica, S. australis, S. diclina, etc.. Finalmente, los resultados de esta tesis proveen de la base para llevar a cabo futuros y más detallados estudios dentro de los oomycetes dado que se aportan: a amplia colección de cultivos con especies revisadas y mantenidas, un protocolo que permite la conservación de caracteres tanto morfológicos como moleculares, como herramienta para una rápida y eficiente identificación de las especies, una taxonómica molecular con ejemplos de su aplicación en áreas de estudios como la ecología y evolución. Todo ello puede contribuir a la mejora del conocimiento de este enigmático y crucial grupo de organismos.