Diversity and enzymatic capabilities of fungi associated with the digestive tract of larval stages of a shredder insect in Cerrado and Amazon Forest, Brazil / Diversidade e capacidades enzimáticas de fungos associados ao trato digestivo da fase larval de um inseto triturador em Cerrado e Floresta Amazônica, Brasil

Tropical biomes such as Brazilian Cerrado and Amazon Forest have a great diversity of fungi and insects. Interactions between these organisms can be beneficial to both partners. In streams, these interactions contribute to litter decomposition. Studying the digestive tract (DT) of shredder insects as a habitat for fungal microorganisms is an opportunity to obtain fungal strains with biotechnological potential, which may help to understand the symbiotic relationships between these organisms in tropical forests. This study investigated the fungal community in the DT of larvae of Triplectides (Trichoptera: Leptoceridae) collected in low-order streams in the Cerrado and Amazon Forest biomes in Brazil. Forty-nine fungal isolates were obtained and identified among 32 species and 12 genera. The genus Roussoella was only found in the DT of insects in Amazon Forest streams, while 7 genera only occurred in the DT of insects in Cerrado streams. The genus Penicillium (40%) was the most frequent. In the Cerrado, 78% were producers of CMCase, more than two-fold that in the Amazon Forest (35%). And 62% were producers of xylanase, in the Cerrado and 71% in the Amazon Forest. In this context, the fungal community in the DT of Triplectides larvae may play an important role in the insect diet by breaking down lignocellulosic material.(AU)

Biomas tropicais como o Cerrado brasileiro e a Floresta Amazônica apresentam uma grande diversidade de fungos e insetos. As interações entre esses organismos podem ser benéficas para ambos os parceiros. Em riachos, essas interações contribuem para a decomposição da serapilheira. O estudo do trato digestório (TD) de insetos como um habitat para microrganismos fúngicos é uma oportunidade para obtenção de linhagens fúngicas com potencial biotecnológico, podendo trazer luz para o entendimento das relações simbióticas entre esses organismos em florestas tropicais. Esse estudo investigou a comunidade fúngica do TD de larvas de Triplectides (Trichoptera: Leptoceridae) coletados em riachos de baixa ordem nos biomas Cerrado e Floresta Amazônica no Brasil. Foram obtidos 49 isolados fúngicos e identificados entre 32 espécies de 12 gêneros. O gênero Roussoella foi encontrado apenas no DT de insetos em riachos da Floresta Amazônica, enquanto sete gêneros ocorreram apenas no DT de insetos em riachos do Cerrado. O gênero Penicillium (40%) foi o mais frequente. No Cerrado, 78% foram produtoras de CMCase, mais que o dobro da Floresta Amazônica (35%). E 62% foram produtoras de xilanase, no Cerrado, e 71% na Floresta Amazônica. Nesse contexto, a comunidade fúngica do TD de larvas Triplectides pode desempenhar um papel importante na dieta de insetos por quebrar o material lignocelulósico.(AU)

Diversity of cellulolytic and xylanolytic fungi associated with the digestive tract of aquatic insect larvae in streams of the Amazon Forest and Cerrado in Brazil / Diversidade de fungos celulolíticos e xilanolíticos associados ao trato digestivo de larvas de insetos aquáticos em riachos de Floresta Amazônica e Cerrado no Brasil

The study of the relationship between fungi and insects brings important contributions to the knowledge of fungal biodiversity and to the understanding of mutualistic ecological interactions. This study reports the occurrence of a community of filamentous fungi in the digestive tract (DT) of mining insect larvae belonging to genus Stenochironomus in streams of two Brazilian biomes. Fungi were obtained from the digestive tract of larvae found on trunks and leaves of low-order streams in the Amazon Forest and Cerrado in the north of Brazil. The fungal community was screened for xylanolytic and cellulolytic activities. The diversity of fungal species in the DT of larvae is possibly related to the diversity of diets of species of that genus and the diversity of substrates in the ecosystems. The diversity and richness of fungal species were influenced by ecological differences between locations more than by the types of substrates in which they were collected (trunk and leaf). Most fungi in the DT of Stenochironomus larvae sampled in leaves exhibited cellulolytic enzyme activity. Such results stress that the mycobiomes of the DT of Stenochiromonus larvae produce enzymes that contribute to the process of breaking down plant remains in their hosts.

O estudo da relação entre fungos e insetos traz importantes contribuições para o conhecimento da biodiversidade fúngica e para o entendimento das interações ecológicas mutualísticas. Este estudo relata a ocorrência de uma comunidade de fungos filamentosos no trato digestivo (TD) de larvas minadoras de insetos do gênero Stenochironomus em riachos de dois biomas brasileiros. Os fungos foram obtidos do trato digestivo de larvas encontradas em troncos e folhas de riachos de baixa ordem na Floresta Amazônica e Cerrado no norte do Brasil. A comunidade fúngica foi triada para atividades xilanolíticas e celulolíticas. A diversidade de espécies fúngicas no TD de larvas possivelmente está relacionada à diversidade de dietas das espécies desse gênero e à diversidade de substratos nos ecossistemas. A diversidade e riqueza de espécies fúngicas foram influenciadas mais pelas diferenças ecológicas entre os locais do que pelos tipos de substratos em que foram coletados (tronco e folha). A maioria dos fungos no TD de larvas de Stenochironomus amostradas em folhas exibiu atividade enzimática celulolítica. Tais resultados reforçam que os micobiomas do DT de larvas de Stenochiromonus produzem enzimas que contribuem para o processo de decomposição de restos vegetais em seus hospedeiros.

Feeding preference of the shredder Phylloicus sp. for plant leaves of Chrysophyllum oliviforme or Miconia chartacea after conditioning in streams from different biomes / Preferência alimentar do fragmentador Phylloicus sp. por folhas de Chrysophyllum oliviforme e Miconia chartacea após condicionadas em riachos de dois biomas

Macroinvertebrate shredders consume preferably leaves conditioned by fungi and bacteria which offer greater palatability to them. Plant species in Cerrado present high concentration of chemical elements such as lignin and cellulose, phenols and tanins thus making them less attractive for shredders consumption and limiting the palatability. This study aimed to evaluate the feeding preference of a macroinvertebrate shredder of the genus Phylloicus for plant material from two different biomes (Cerrado and Mata Atlântica), after conditioning in a stream of Mata Atlântica and observing their physical and chemical characteristics. Senescent leaves were collected, monthly from the litterfall of riparian vegetation in a 500 m stretch of a stream in each biome from August 2014 to January 201. The most abundant species in each stream was selected for the experiment. The experimental design consisted in with two treatments. The first (T1) comprised leaf discs from Chrysophyllum oliviforme (Cerrado species) together with leaf discs of Miconia chartacea (Atlantic Forest species) which were conditioned in the Atlantic Forest stream. The second treatment (T2) involved leaf discs of Miconia chartacea conditioned in Mata Altlântica and Cerrado streams. Both tests had showed significant differences between the two treatments (T1 and T2). For T1, there was consumption of M. chartacea leaf discs by Phylloicus sp., but there was no consumption of C. oliviforme discs. For T2, there was preference for M. chartaceae leaves conditioned in a stream of Mata Atlântica than in Cerrado stream. The results showed that Phylloicus sp., had presented preference for food detritus of the Mata Antlântica biome and rejection to the one from Cerrado biome.(AU)

Macroinvertebrados fragmentadores consomem folhas preferencialmente condicionadas por fungos e bactérias que lhes oferece uma maior palatabilidade. Nas espécies do cerrado esse condicionamento está também associado às altas concentrações de elementos químicos limitantes à palatabilidade como alto teor de lignina e celulose, que tornam as folhas menos atrativas para os fragmentadores. O trabalho teve como objetivo avaliar a preferência alimentar de macroinvertebrados fragmentador ( Phylloicus sp.) por material vegetal de dois diferentes biomas (Cerrado e Mata Atlântica), após condicionamento em riacho de Mata Atlântica, observando suas características físicas e químicas. Foram coletadas folhas senescentes do aporte vegetal (AV) de espécies nativas da vegetação ripária nesses dois biomas, com periodicidade mensal em um trecho de 500 m de um córrego em cada bioma. O experimento foi delineado com dois tratamentos. O primeiro (T1) compreendeu discos de folhas do Cerrado (Chrysophyllum oliviforme) mais discos de folhas da Mata Atlântica (Miconia chartacea) que foram condicionadas em córrego de Mata Atlântica. O segundo tratamento (T2) envolveu discos de folhas da Mata Atlântica condicionadas em córrego da Mata Atlântica mais discos de folhas da Mata Atlântica condicionadas em córrego do Cerrado. Os dois testes apontaram diferenças significativas entre os dois tratamentos (T1 e T2). Para T1 houve consumo de discos de folha de M. chartacea por Phylloicus sp, mas não houve consumo dos discos de C. oliviforme , de Cerrado. Para T2, houve o consumo, porém a preferência pelas folhas de M. chartaceae condicionadas no córrego da Mata Atlantica foi consideravelmete maior. Os resultados apontam que Phylloicus sp, apresentou preferência alimentar pelo detrito de bioma de Mata Atlântica e rejeição pelo detrito do bioma Cerrado.(AU)

Molecular and morphological diversity, qualitative chemical profile and antioxidant activity of filamentous fungi of the digestive tract of Phylloicus sp. (Trichoptera: Calamoceratidae) / Diversidade molecular e morfológica, perfil químico qualitativo e atividade antioxidante de fungos filamentosos do trato digestivo de Phylloicus sp. (Trichoptera: Calamoceratidae)

This study aimed to identify by molecular analysis, morphology, chemistry and antioxidant extracts of filamentous fungi isolated from the digestive tract of Phylloicus sp, an aquatic insect that lives on leaf packages in tropical streams and participates together with fungi of the decomposition of plant substrates in aquatic habitats. Insect larvae of Phylloicus sp. were collected in streams in the state of Tocantins, Brazil. Fungi were isolated from the digestive tract of larvae after disinfection and dissection, then described and purified for identification purposes and testing for antioxidant activity. Molecular identity was performed of ITS1 and ITS4, TUB e TEF sequencing. Fungal extracts were produced in 70% ethanol solution and later lyophilized. For analysis of chemical groups of extracts, thin layer chromatography (TLC) was performed in two mobile phases and different developers. Morphology was performed by optical microscopy stained with Toluidine Blue and measurement performed using the ImageJ program. Antioxidant activity performed in TLC and by quantitative method for DPPH and hydrogen peroxide (H2O2) radicals. Four fungi were identified: Endomelanconiopsis endophytica, Myxospora musae, Neopestalotiopsis cubana and Fusarium pseudocircinatum. The TLC showed several spots with acetone/chloroform mobile phase and UV 254 nm developers and I2 vapor. Fungal extracts demonstrate antioxidant action to reduce the DPPH free radical and especially for H2O2 above 50%, E. endophytica 91.6%, M. musae 87.8%, N. cubana 89.5% and 92.3% for F. pseudocircinatum. This study demonstrated that the molecular technique by PCR was satisfactory for identifying fungi, and extracts with numerous chemical groups and potent reducing agents. Thus future work, should be carried out evaluating these four species for industrial use.

Diversidade molecular, morfológica, perfil químico qualitativo e atividade antioxidante de fungos filamentosos do trato digestivo de Phylloicus sp. (Trichoptera: Calamoceratidae). Este estudo visou identificar por análises molecular, morfológica, química e por extrato antioxidante, fungos filamentosos isolados do trato digestivo de Phylloicus sp, um inseto aquático que vive entre folhagens em riachos tropicais, e participam junto com os fungos da decomposição de substratos vegetais em habitats aquáticos. Larvas de insetos de Phylloicus sp. foram coletadas em riachos no Estado do Tocantins, Brasil. Os fungos foram isolados a partir do trato digestivo das larvas após desinfecção e dissecção, depois descritos e purificados para fins de identificação e testes para atividade antioxidante. A identidade molecular foi realizada do sequenciamento ITS1 e ITS4, TUB e TEF. Os extratos fúngicos foram produzidos em solução etanólica 70% e posterior liofilização. Para análise de grupos químicos dos extratos, foi realizada cromatografia em camada delgada (CCD) em duas fases móveis e diferentes reveladores. A morfologia foi realizada por microscopia óptica corada com Azul de Toluidina e a mensuração realizada no programa ImageJ. A atividade antioxidante realizada em CCD e por método quantitativo para os radicais DPPH e peróxido de hidrogênio (H2O2). Foram identificados quatro fungos: Endomelanconiopsis endophytica, Myxospora musae, Neopestalotiopsis cubana e Fusarium pseudocircinatum. Na CCD foi evidenciado várias manchas com fase móvel acetona/clorofórmio e reveladores UV 254 nm e vapor de I2. Os extratos fúngicos demonstram ação antioxidante para redução do radical livre DPPH e em especial para H2O2 acima de 50%, E. endophytica 91.6%, M. musae 87.8%, N. cubana 89.5% e 92.3% para F. pseudocircinatum. Este estudo demonstrou que a técnica molecular por PCR foi satisfatória para identificação dos fungos, e os extratos com inúmeros grupos químicos e potentes agentes redutores. Com isso, trabalhos futuros deverão ser realizados avaliando essas quatro espécies para uso industrial.