Community composition and diversity of Neotropical root-associated fungi in common and rare trees

Interactions between plants and root-associated fungi can affect the assembly, diversity, and relative abundances of tropical plant species. Host-symbiont compatibility and some degree of host specificity are prerequisites for these processes to occur, and these prerequisites may vary with host abundance. However, direct assessments of whether specificity of root-associated fungi varies with host abundance are lacking. Here, in a diverse tropical forest in Los Tuxtlas, Mexico, we couple DNA metabarcoding with a sampling design that controls for host phylogeny, host age, and habitat variation, to characterize fungal communities associated with the roots of three confamilial pairs of host species that exhibit contrasting (high and low) relative abundances. We uncovered a functionally and phylogenetically diverse fungal community composed of 1,038 OTUs (operational taxonomic units with 97% genetic similarity), only 14 of which exhibited host specificity. Host species was a significant predictor of fungal community composition only for the subset of OTUs composed of putatively pathogenic fungi. We found no significant difference in the number of specialists associating with common versus rare trees, but we found that host abundance was negatively correlated with the diversity of root fungal communities. This latter result was significant for symbiotrophs (mostly arbuscular mycorrhizal fungi) and, to a lesser extent, for pathotrophs (mostly plant pathogens). Thus, root fungal communities differ between common and rare trees, which may impact the strength of conspecific negative density dependence. Further studies from other tropical sites and host lineages are warranted, given the role of root-associated fungi in biodiversity maintenance. RESUMEN Las interacciones entre plantas y hongos asociados a las raices pueden afectar el ensamblaje, la diversidad y la abundancia relativa de plantas tropicales. La compatibilidad entre el hospedero y el hongo, asi como el grado de elspecificidad para el hospedero son prerrequisitos para que estos procesos ocurran, y tales requisitos pueden variar con la abundancia del hospedero. Sin embargo, se requiere evaluar directamente si la especificidad de los hongos asociados a la raiz varia con la abundancia del hospedero. En este estudio combinamos metacodigo de barras con un diseno de muestreo que controla la filogenia, edad del hospedero y la heterogeniedad del habitat para caracterizar las comunidades fungicas asociadas a las raices de tres pares confamiliares de especies hospederas de abundancia relativa contrastante (comunues y raras) en un bosque tropical diverso (Los Tuxtlas, Mexico). Descubrimos una comunidad fungica funcional y filogeneticamente diversa, compuesta por 1,038 UTO (unidades taxonomicas operativas con 97% de similitud genetica), de las cuales solo 14 presentaron especificidad. La especie del hospedero fue un buen predictor de la composicion de la comunidad fungica para el subconjunto de UTOs de hongos presuntamente patogenicos. No encontramos diferencias significativas en el numero de hongos especialistas asociados con los arboles comunes vs. raros, pero encontramos que la abundancia del hospedero se correlaciona negativamente con la diversidad de las comunidades de hongos radiculares. Este ultimo resultado fue significativo para los simbiotrofos (principalmente hongos micorrizicos arbusculares), y en menor medida para los patotrofos (principalmente patogenos de plantas). Por lo tanto, las comunidades de estos hongos difieren entre arboles comunes y raros, lo que puede afectar la fuerza del efecto coespecifico densodependiente negativo. Se requiere de estudios que consideren mas linajes de hospederos, dado el papel que juegan los hongos asociados a las raices en el mantenimiento de la biodiversidad tropical.