Ecología microbiana del tracto digestivo del escarabajo barrenador Oncideres albomarginata chamela: interacciones mediadas por actinobacterias

Abstract

Part of insect´s evolutionary success is due to the microbiota residing their digestive tracts, since this association has been found to be beneficial to both host´s and microbe´s fitness, particularly for xylophagous insects that thrive on nutrient poor food-sources, for which nutrient provision have been proposed as the main role for most microorganisms in their microbiome. However, little is known about the interactions among the members of this microbial community and the key functions they may provide to their insect hosts. Therefore, in this study we assessed which kind of interaction (across the competition-mutualism continuum) exist between four actinobacteria strains, isolated and identified by molecular methods using universal markers from the digestive tract of Oncideres albomarginata chamela (Cerambycidae), and two fungal genera which are members of the same insect microbiome. Our results imply that the actinobacteria isolates Brachybacterium sp., Pseudoarthrobacter sp., and Arthrobacter sp. seemed to be involved in a neutral interaction with each of the tested fungal genera, but the actinobacteria Streptomyces sp. held a strong competitive interaction against the fungal symbionts Stagonospora sp. and Penicillium sp. (revealed by growth inhibition). Additionally, we tested the antagonistic effect of the Streptomyces sp. isolate over two commercial strains of the entomopathogenic fungi: Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae, and these results unveiled a significant competition interaction with these fungi at different level. Overall, the results suggest that Streptomyces sp. plays a key role in structuring the microbiome of O. albomarginata´s gut and likely a protective role against pathogens.

Parte del éxito evolutivo de los insectos se debe a la microbiota que reside en su tractos digestivo, ya que se ha encontrado que esta asociación es importante tanto para el bienestar del anfitrión como para el de los microorganismos, particularmente para los xilófagos que prosperan consumiendo alimentos pobres en nutrientes, para los cuales la provisión de nutrientes se ha propuesto como el papel principal de la mayoría de los microorganismos en su microbioma. Sin embargo, se sabe poco sobre las interacciones entre los miembros de esta comunidad microbiana y las funciones clave que pueden proporcionar a sus insectos anfitriones. Por lo tanto, en este estudio evaluamos qué tipo de interacción (a través del continuo competencia-mutualismo) existe entre cuatro cepas de actinobacterias del tracto digestivo de Oncideres albomarginata chamela (Cerambycidae), aisladas e identificadas por métodos moleculares utilizando marcadores universales, y dos géneros de hongos miembros del mismo microbioma del insecto. Nuestros resultados indican que las actinobacterias aisladas Brachybacterium sp., Pseudoarthrobacter sp. y Arthrobacter sp. parecen estar involucradas en una interacción neutral con cada uno de los géneros fúngicos probados, pero la actinobacteria Streptomyces sp. mantuvo una interacción competitiva (revelada por inhibición del crecimiento) contra los hongos Stagonospora sp. y Penicillium sp. Por lo cual evaluamos el efecto antagonista del aislado de Streptomyces sp. sobre dos cepas comerciales de hongos entomopatógenos: Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae. Los resultados revelaron una inhibición significativa en el crecimiento de los dos entomopatógenos. En general, los resultados sugieren que Streptomyces sp. desempeña un papel clave en la estructura del microbioma del intestino de O. albomarginata chamela y probablemente un papel protector contra los patógenos.