Isolation and molecular characterization of symbiotic fungus from Acromyrmex ambiguus and Acromyrmex heyeri ants of Rio Grande do Sul State, Brazil / Isolamento e caracterização molecular do fungo simbionte de formigas-cortadeiras (Acromyrmex heyeri e Acromyrmex ambiguus) do Rio Grande do Sul, Brasil

ABSTRACT

Leaf-cutting ants of the genera Atta and Acromyrmex determine serious agricultural problems and live on symbiosis with Leucoagaricus gongylophorus. The aim of this study is to identify morphological and molecularly, as well as to verify the genotypic variability of the symbiotic fungus cultivated by A. heyeri and A. ambiguus from three different regions of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Fungus gardens were collected and fragments of mycelia were grown in selective medium. Total DNA was extracted and amplification of the ITS region was performed by PCR using universal primers. After DNA sequencing, the chromatograms were assembled and phylogenetic analyzes were performed by the Neighbor-Joining method. A total of six isolates of L. gongylophorus were obtained and their identities were confirmed by molecular analyses. Phylogenetic analysis of the ITS region showed a tree with two distinct groups regarding the fungus isolates from A. heiyeri and A. ambiguous. In this study, it was verified that A. heyeri and A. ambiguous, cultivate the same fungus. Additionally, the molecular marker used in this study showed variations in L. gongylophorus, evidencing two distinct branches in the phylogenetic tree, according to the ant species that cultivate L. gongylophorus. However, other studies involving the inclusion of a great number of isolates of L. gongylophorus, as well as the use of other molecular markers to validate the possible variations in the phylogenetic relationship of this symbiotic fungus are required.

RESUMO

Formigas-cortadeiras dos gêneros Atta e Acromyrmex causam elevados prejuízos à agricultura e são dependentes obrigatórias da simbiose com Leucoagaricus gongylophorus. O objetivo deste estudo foi identificar morfologicamente e molecularmente, bem como verificar a variabilidade genotípica do fungo simbionte,cultivado por Acromyrmex heyeri e Acromyrmex ambiguus em três regiões do RS, Brasil. Jardins de fungo foram coletados do interior de formigueiros e fragmentos de micélio foram cultivados em meio de cultura seletivo. O DNA total foi extraído e a amplificação da região ITS foi realizada por PCR, utilizando primers universais. Após sequenciamento, os cromatogramas foram montados e as análises filogenéticas foram realizadas pelo método de Neighbor-Joining. Dos jardins de fungo, obtiveram-se seis isolados de L. gongylophorus, confirmados por análise molecular. A análise filogenética da região ITS mostrou uma árvore com dois grupos distintosem relação aos isolados do fungo oriundos de ninhos de A. heyeri e A. ambiguus. Neste estudo, evidenciou-se que as espécies de formigas A. heyeri e A. ambiguus cultivam o mesmo fungo. Entretanto, o marcador molecular estudado evidenciou variações de L. gongylophorus que permitiram formar duas ramificações diferentes na árvore filogenética relacionada à espécie de formiga que o cultiva. Todavia, para validar as possíveis variações nas relações filogenéticas deste fungo simbionte, é necessária a inclusão de um maior número de isolados de L. gongylophorus, bem como o emprego de outros marcadores moleculares.