Studies on the Pythiaceous fungi assemblage of Italian beech forest soils along altitudinal and latitudinal gradients under the climate change scenario

Abstract

The abundance and diversity of Pythiaceous fungi assemblage on beech forest soils distributed along altitudinal and latitudinal gradients in Italy has been evaluated thought a traditional approach, based on the baiting technique, and massive sequencing analyses, by pyrosequencing (New Generation Sequencing-NGS). Both techniques revealed the presence of Pythiaceae in all the study sites. A total of 9 species (Pythium intermedium, Pythium macrosporum, Phytophthora cambivora, Phytophthora cactorum, Phytophthora plurivora and 4 additional undescribed Pythium) were detected with baiting, while sequences, resulted from the NGS analysis, analyzed with a custom database discriminated 26 Pythiaceae included species common to beech forest soils. The diversity and abundance indices of few species were found to be related to the altitude and the latitude of the sites. Pythium intermedium resulted associated to colder climate in northern Italy (Veneto latitudinal gradient) and high elevations (Latium altitudinal gradient) with the baiting technique. Similarly, according to 454 sequencing results, the presence of Pythium intermedium responded positively to latitude. In conclusion, the combination of these two methods resulted to be an efficient tool to determine a good bioindicator of climate change, such as Pythium intermedium.

L’abbondanza e la diversità della comunità di Pythiaceae nei suoli di faggete italiane, distribuiti lungo gradienti altitudinali e latitudinali, sono state valutate attraverso un approccio tradizionale, basato sulla tecnica del baiting, e un’analisi di sequenziamento di nuova generazione, attraverso il pirosequenziamento (New Generation Sequencing – NGS). Entrambe le tecniche hanno rilevato la presenza di Pythiaceae in tutti i siti di studio. Con la tecnica del baiting sono state isolate 9 specie (Pythium intermedium, Pythium macrosporum, Phytophthora cambivora, Phytophthora cactorum, Phytophthora plurivora e altri 4 non ancora descritti), mentre le sequenze risultate dalle analisi di NGS, analizzate con un database customer-curated ha discriminato 26 Pythiaceae, incluse specie comuni ai soprassuoli forestali. Gli indici di diversità e abbondanza di alcune specie sono risultate correlate alla latitudine e all’altitudine dei siti. Pythium intermedium è risultato essere associato ai climi più freddi del nord Italia (gradiente latitudinale del Veneto) e altitudini elevate (gradiente altitudinale del Lazio) con la tecnica del baiting. Analogamente, in base ai risultati del pirosequenziamento, questa specie risponde bene alla latitudine. In conclusione la combinazione dei due metodi è risultata essere uno strumento efficiente per determinare un buon bioindicatore dei cambiamenti climatici, come il Pythium intermedium.