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Universidad Nacional Autónoma de México FACULTAD DE QUÍMICA Optimización de parámetros de fructificación para la producción comercial de Pleurotus eryngii TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: QUIMICA DE ALIMENTOS PRESENTA: ORNELAS GARCÍA BELÉN DIRECTOR DE TESIS HERMILO LEAL LARA CIUDAD UNIVERSITARIA, CD. MX. 2018 http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi21aCT1pHLAhXD7SYKHS_aDgMQjRwIBw&url=http://idiomas.quimica.unam.mx/ingles/Arriba.html&psig=AFQjCNHlCgrVIyLQRQF2w6ZwssLZJs5UKw&ust=1456446989550868 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: Profesor: Leal Lara Hermilo. VOCAL: Profesor: Ortegon Avila Aurora Irma. SECRETARIO: Profesor: Montiel Pacheco Carmina. 1er. SUPLENTE: Profesor: Juarez Arrollo Elsi Ideli. 2° SUPLENTE: Profesor: Jimenez Reyez Genaro SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: LABORATORIO 324, DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS Y BIOTECNOLIGÍA, CIUDAD UNIVERSITARIA CONJUNTO “E” FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM. ASESOR DEL TEMA: HERMILO LEAL LARA.______________________________ SUSTENTANTE: BELEN ORNELAS GARCÍA.___________________________ 1. RESUMEN 1 2. INTRODUCCIÓN 3 3. ANTECEDENTES 5 3.1 Los hongos 5 3.2 Taxonomía 6 3.3 Morfología 8 3.4 Nutrición 9 3.5 Condiciones de crecimiento 12 3.6 Reproducción 13 3.7 Ciclo de vida 17 3.7.1 Desarrollo y tipificación de micelio 19 3.8 Mejoramiento genético de hongos 22 3.9 Recuperación de progenie meiótica 24 3.10 Dedicariotización 25 3.10.1 Dedicariotización natural 26 3.10.2 Dedicariotización artificial 27 3.11 Hibridaciones 28 3.12 Cultivo de Pleurotus spp 28 3.13 Pleurotus eryngii 31 3.13.1 Nombres científico y comunes 31 3.13.2 Taxonomía de Pleurotus eryngii 31 3.13.3 Hábitat de Pleurotus eryngii 31 3.13.4 Características de Pleurotus eryngii 32 3.13.5 Factores fisicoquímicos determinantes para el cultivo de P. eryngii 33 ÍNDICE 3.13.6 Valor nutritivo de Pleurotus 36 4. JUSTIFICACIÓN 38 5. HIPÓTESIS 39 6. OBJETIVOS 40 7. MATERIALES Y MÉTODOS 41 7.1 Material biológico 41 7.2 Preparación de medio de cultivo (AEM) 41 7.3 Purificación de cepa 41 7.4 Fructificación de cepa de Pleurotus eryngii 42 7.4.1 Preparación de inoculo de grano 42 7.4.2 Determinación de humedad del sustrato 42 7.4.3 Preparación de sustratos 42 7.4.4 Producción de esporóforos 43 7.5 Dedicariotización de cepas de Pleurotus eryngii y producción de híbridos 44 7.5.1 Preparación de soluciones para dedicariotizar 44 7.5.2 Preparación del inoculo para la dedicariotización 44 7.5.3 Dedicariotización de cepas de Pleurotus eryngii 45 7.5.4 Clasificación de neohaplontes 45 7.5.5 Hibridaciones y cepas reconstituidas 46 8. RESULTADOS 47 8.1 Dedicariotización de cepas comerciales de P. eryngii (MB y FQ) 47 8.2 Producción de híbridos de cepa P. eryngii MB y FQ 56 8.3 Identificación preliminar del efecto de ciertas variables de cultivo sobre la producción de 2 cepas comerciales de P. eryngii 58 8.4 Evaluación del efecto del tiempo de incubación, tamaño de bolsa, cepas de P. eryngii, composición de sustrato y rascado (inducción) 70 9. CONCLUSIONES 91 10. RECOMENDACIONES 92 11. BIBLIOGRAFÍA 93 12. ANEXOS 96 1 1.- RESUMEN México es el mayor productor de hongos de Latinoamérica. El Champiñón (Agaricus), representa el 90% de la producción nacional de hongos, las setas (Pleurotus sp) el 9.9% de la producción y el Shiitake (Lentinula edodes) el 0.1% (Martínez- Carrera et al., 2007). El hongo comestible Pleurotus eryngii también conocido como trompeta real, se caracteriza por ser un producto gourmet, muy apreciado en Estados Unidos, Europa y Asia, posee un estipe grueso y carnoso, con características sensoriales muy agradables. Sin embargo este hongo no se produce en México, ya que es un hongo poco conocido en el mercado nacional y cuya tecnología de producción es desconocida, además de ser un proceso costoso y de baja productividad. Para el desarrollo de una tecnología que permita una producción rentable de P. eryngii resultaba necesario realizar esfuerzos de diferente tipo. En un enfoque se realizó un programa de mejoramiento genético para obtener nuevas cepas (híbridos) a partir de dos cepas comerciales de P. eryngii, FQ y MB. Las cepas MB y FQ se sometieron a un proceso de dedicariotización, recuperando los dos tipos de componentes monocarióticos (neohaplontes) de cada una de las cepas. Los neohaplontes recuperados se aparearon entre ellos obteniéndose así 3 híbridos y sus respectivas cepas reconstituidas. Al fructificar estas cepas junto con las cepas parentales, se observó que tanto la cepa reconstituida FQ, como uno de los híbridos produjeron eficiencias biológicas (EB) mucho mayores 183 ± 4% y 174 ± 10 %, respectivamente, que el resto de las cepas, por lo que representan un muy valioso material biológico para una producción comercial. En un segundo enfoque, se realizaron experimentos para afinar algunos parámetros para lograr una producción rentable de P. eryngii. Además de comparar la productividad de 2 cepas comerciales, se optimizó la composición del sustrato, el tiempo de incubación, el efecto tamaño de bolsa con sustrato y el efecto de 2 procedimientos para la inducción de la fructificación, el choque térmico y el rascado 2 de la superficie del sustrato. Se determinó que la cepa FQ es la más productiva, y que el sustrato N (45% paja, 20% aserrín, 22% salvado, 7% gluten y 6% CaCO3), con un tiempo de incubación de 21 días, sin choque térmico, con tamaño de bolsa de 3.5 kg y sin inducción por rascado son las condiciones que permiten una mayor producción de P. eryngii. 3 2. INTRODUCCIÓN Pleurotus eryngii, también conocido como el hongo ostra rey o cardoncello, se está convirtiendo cada vez más popular entre los consumidores en Europa, Asia y América del Norte. Se le aprecia como producto gourmet por ser un hongo con una gran textura y sabor, que posee un estipe sumamente grueso, carnoso, con características sensoriales altamente agradables para el consumidor y una larga vida de anaquel en comparación de otros hongos (Royse et al., 2005). La producción comercial de esta especie comenzó en Italia a mediados de 1970 y es producido en más de una docena de países. En Japón, la producción aumentó de 60 toneladas en 1995 a más de 29,000 toneladas en 2003 (Yamanaka, 2005). El incremento en la producción se ha observado en China, donde la producción comercial se inició a finales de 1990 y ya para 2001 los productores chinos producían aproximadamente 7,300 toneladas, la cual se elevó para el 2003 a 114 100 toneladas (Cheng, 2005; Tan et al., 2005). En los EE.UU, la producción comercial se inició en 2000 y en 2004 alcanzó 85 toneladas (Royse et al., 2005). En México hace algunos años se estuvo introduciendo este hongo vendiéndose en los supermercados a un precio promedio de 660 $/kg, lo que lo hacía un producto muy difícilde adquirir. Una mejora en los rendimientos indudablemente disminuiría los costos de producción y los precios de venta. La productividad de P. eryngii depende ciertamente de las cepas empleadas pero también está seguramente influenciada por el tipo de sustrato, en término de las proporciones tanto de materiales básicos como de suplementos. Si bien Rodríguez Estrada y Royse (2007) recomiendan sustratos con cascarilla de algodón como componente principal (>60%), se reportan también rendimientos aceptables en sustratos con solo paja de trigo o con salvado de arroz (Kirbag y Akyuz, 2008). Debido a las diversas posibilidades de combinaciones en la formulación del sustrato, es seguramente posible encontrar una formulación que permita altas productividades con materiales accesibles localmente con la consecuente disminución en el costo de producción de 4 Pleurotus eryngii. Adicionalmente deben investigarse otras variables que permitan llegar a este objetivo como sería la reducción del tiempo de incubación, optimizar el tamaño de la bolsa con sustrato y el efecto de los distintos procedimientos para la inducción de la fructificación. La selección de las cepas de P. eryngii más adecuadas para el cultivo comercial en México es también de importancia fundamental. Aparte de evaluar distintas cepas con características comerciales, ésto debe ser completado con el desarrollo de cepas mejoradas. El mejoramiento genético de cepas de hongos comestibles permite obtener cepas con características que ayuden a satisfacer necesidades específicas. La mayoría de los programas de mejoramiento genético para hongos comestibles se han basado en el sistema natural de combinación genética a partir de las progenies meióticas, apareando micelios monocarióticos compatibles. Un enfoque más efectivo es por medio de la dedicariotización de cepas comerciales para poder combinar las características presentes en esas cepas mediante cruzas controladas para obtener así, cepas cuyo genoma posiblemente les permitirá expresar las características de las cepas seleccionadas (Sonnenberg et al., 2005). De esta manera podrían obtenerse híbridos a partir de dos cepas distintas que permitan llegar a tener altos rendimientos con fenotipos adecuados para la producción comercial y que disminuyan los costos de producción y por ende el precio de P. eryngii. 5 3. ANTECEDENTES 3.1 LOS HONGOS. La micología es la ciencia que estudia los hongos. El término hongo se deriva del latín “fungus” que significa seta y del griego “sphongos” que significa esponja. Se ha demostrado que los hongos son el grupo de organismos más numeroso en la Tierra después de los insectos. En efecto, se calcula que hay más de 1, 500,000 especies de hongos, por lo que su impacto en el medio es enorme. La diversidad de estos organismos, favorece a que se desarrollen en un sin fin de hábitats, por lo que bien se dice que los hongos están en todas partes (Guzmán et al., 1993; Alexopoulos et al., 1996). Los hongos son organismos diferentes a los del reino vegetal y animal. Pertenecen al reino Fungí, poseen células eucarióticas y pared celular con quitina, son heterótrofos es decir, requieren materia orgánica preformada que utilizan como fuente de energía y de carbono para la síntesis de estructuras celulares y carecen de clorofila. En el caso de los hongos comestibles, la parte del hongo que se ve es solamente el “fruto” del organismo. No obstante, con todos los hongos, la parte viviente del hongo es un micelio constituido por un tejido de filamentos delgados llamados hifas. El micelio está oculto debajo del suelo, en madera, o en otras fuentes de alimento, el cual crece hasta que aparecen los cuerpos fructíferos. En los casos que el micelio produce frutos microscópicos, estos no son visibles a simple vista. Los hongos se alimentan absorbiendo nutrimentos del material orgánico en que viven, para lo cual los hongos secretan metabolitos, ácidos y enzimas, que degradan el material orgánico en partículas más fáciles de digerir y luego atraviesan la pared celular de la hifa. Algunos descomponen material orgánico como hojas muertas (saprófitos), otros se alimentan de células vivas causando enfermedades (parásitos). 6 Los hongos infectan a plantas, animales y hasta a otros hongos (Fogel, 1997). Los hongos micorrícicos viven en compañía de las plantas formando una asociación simbiótica llamada micorriza, estableciendo con ellas una relación de dependencia o colaboración nutricional. En dicha asociación, el micelio envuelve (ectomicorrícicos), y a veces penetra (endomicorrícicos) las células de los ápices radicales de la planta. Los hongos proveen ciertos nutrientes a las plantas a cambio de otros nutrientes que el hongo no puede producir (Kobold, 2000). 3.2 TAXONOMÍA. Existe aún controversia con respecto a la ubicación taxonómica de los hongos, algunos autores como Moore-Landecker (1996) consideran que los hongos están distribuidos en los reinos protoctista, chromista y fungí, considerando cinco divisiones en este último reino (Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota y una división de forma Deuteromycota); por otro lado, Guzmán et al. (1993), Alexopoulos et al. (1996) así como Herrera y Ulloa (1998) ubican a todos los hongos dentro del reino fungi o myceteae y, con algunas diferencias, lo dividen en gymnomycota o también llamado myxomycota, mastygomycota y amastygomycota o lo correspondiente a la división eumycota. Considerando esta última clasificación realizada por Herrera y Ulloa (1998), el reino fungí consta de dos divisiones naturales: Myxomycota y Eumycota, así como una división artificial de líquenes, misma que incluye organismos mixtos constituidos por algas y hongos asociados simbióticamente. La división Myxomycota incluye a ciertos hongos gelatinosos (p. e. Enteridium lycoperdon), por otro lado, a los hongos pertenecientes a la división Eumycota se les conoce como hongos verdaderos o perfectos y se dividen en cuatro grupos o subdivisiones: Phycomycota, Ascomycota, Basidiomycota y Deuteromycota. 7 El grupo Phycomycota se caracteriza por presentar hifas cenocíticas (sin septos), su reproducción es sexual y asexual, el tipo de cuerpo fructífero que produce son micromicetos. En cuanto al grupo Ascomycota, este junto con el Basidiomycota tienen hifas septadas y reproducción tanto sexual como asexual. La diferencia entre estos grupos radica en que la Basidiomycota solo produce cuerpos fructíferos de tipo macromicetos y Ascomycota produce tanto micromicetos como macromicetos. El phylum Basidiomycota son hongos que forman esporas de origen sexual llamadas basidiosporas sobre células especializadas que se conocen con el nombre de basidios. Las basidiosporas a veces se denominan también esporidios, se producen en alguna zona externa del basidio, cada basidio engendra cuatro basidiosporas en su zona apical. Estos hongos se desarrollan formando un micelio macroscópico, constituido por hifas macroscópicas tabicadas. Dentro de estos hongos, Webster y Weber (2007) dividen a este phylum en 4 diferentes clases. La primer clase la constituyen los homobasidiomycetes que son basidios no septados La segunda clase está formada por heterobasidiomycetes o bien basidios septados La tercer clase son los denominados comúnmente como royas (urediniomycetes) en los cuales los procesos de cariogamia se dan de distintas partes del basidium: probasidium y metabasidium respectivamente, su ciclo de vida se da en diferentes hospederos. Finalmente dentro de la cuarta clase están los ustilaginomycetes, conocidos como carbones, estos solo tienen un hospedero (fase patógena), talo levaduriforme fuera del hospedero, son parásitos de plantas. Finalmente se tiene el grupo Deuteromycota sus hifas son septadas, su reproducciónes asexual y producen micromicetos. 8 3.3 MORFOLOGÍA. Los hongos pueden ser unicelulares o pluricelulares. Muchos hongos tienen quitina en la pared celular como el polisacárido en mayor proporción, mientras que algunos tienen celulosa en lugar de quitina. Los hongos unicelulares pueden ser de tres tipos: plasmodial, quitridial o levaduriforme. Los hongos pluricelulares o filamentosos están constituidos por células denominadas hifas las cuales crecen en forma de largos brazos en toda dirección; estas son generalmente uniformes y delgadas con diámetro de 1 a 2 mm. El conjunto de hifas forma lo que se denomina micelio (Garcés, 2003). Algunos hongos carecen de micelio y producen en cambio unos sistemas de madejas de diferente grosor con diámetros variados llamadas rizomicelio. Las estructuras reproductivas, las cuales contienen grandes cantidades de esporas que son las responsables de la diseminación, frecuentemente determinan el color de los cuerpos fructíferos (Garcés, 2003). Los hongos pueden tener una gran variedad de estructuras afines a la reproducción sexual, en el caso de los macromicetos el esporoma (cuerpo fructífero) es de un tamaño grande (visible a simple vista), mientras que en los micromicetos, el esporoma no se alcanza a distinguir a simple vista (Herrera y Ulloa, 1990). En el phylum Basidiomycota el esporoma está constituido por diferentes partes como el estípite o pie, el cual sostiene al píleo o sombrero. En el píleo se encuentra el himenio que es un tipo de talo fértil en el cual se lleva a cabo la cariogamia, la meiosis y se producen las esporas. El himenóforo (en el cual se encuentra el himenio) puede estar organizado de diferentes maneras: en láminas, poros, dentado, etc. 9 En el himenio se encuentra el basidio, la cual es una estructura que porta en su superficie un determinado número de basidiosporas (4 por lo general) que se forman a consecuencia de la cariogamia y la meiosis (Figura 1). Figura 1. Morfología del hongo (Carillo, 2003) 3.4 NUTRICIÓN. Los hongos son quimioheterótrofos, son incapaces de realizar la fotosíntesis, es decir que no producen su propio alimento al igual que los animales, y obtienen sus nutrientes del medio, a partir de materia orgánica ya elaborada por otros organismos. Sin embargo los hongos no ingieren la materia orgánica y la digieren internamente como los animales, los hongos requieren que las moléculas orgánicas sean de tamaño pequeño. Los hongos se alimentan por medio de absorción. Este proceso se lleva a cabo en el ápice de la hifa que es donde todavía no se forma la pared celular y es donde hay un mayor intercambio de componentes. Los hongos pueden explotar una amplia 10 gama de fuentes de nutrientes orgánicos, pero en todos los casos, dependen de la absorción de nutrientes simples; solubles que se difunden a través de la pared o que entren en las células a través de proteínas de transporte específicas. Dichas proteínas sólo permiten el paso de moléculas pequeñas tales como monosacáridos, aminoácidos y péptidos pequeños de dos o tres aminoácidos. Incluso los disacáridos tales como sacarosa y celobiosa (un producto de degradación de la celulosa) pueden necesitar ser degradados a monosacáridos antes de que sean tomados por la mayoría de los hongos. Si los compuestos a absorber son complejos se realiza una digestión extracelular mediante enzimas que tienen la capacidad de descomponer aquellas moléculas muy complejas para que puedan ser absorbidas o fagocitadas por la membrana celular (Deacon, 2006). Los carbohidratos de origen vegetal constituyen la fuente de energía más abundante para los hongos en la naturaleza, casi todos utilizan la glucosa, maltosa, sacarosa, almidón, quitina, lignina, hemicelulosa y celulosa. Sin embargo la celulosa es el polímero más disponible para los hongos en una amplia gama de ecosistemas. La degradación de la celulosa por los hongos se lleva comúnmente a cabo por dos enzimas, la endo-β-glucanasa y la β-glucosidasa, la primera rompe las cadenas de celulosa produciendo varias moléculas (como la celobiosa y celotriosa), mientras que la β-glucosidasa hidroliza los enlaces de las moléculas producidas por la glucanasa para dar glucosa, la cual es asimilada por la célula. La celulosa en forma cristalina requiere una tercer enzima la exo- β-glucanasa que separa unidades sucesivas de celobiosa de los extremos de las cadenas de celulosa, es una enzima de frecuencia mucho más restringida, pues son pocos los hongos que la producen, entre estos se encuentran los ascomicetes y los basidiomicetes (Deacon, 1993). Con respecto a los requerimientos de nitrógeno, se puede generalizar que todos los hongos utilizan aminoácidos, la mayoría puede utilizar amonio y unos cuantos pueden utilizar nitrato, presentando una preferencia marcada por el amonio. Otras fuentes incluyen urea, hidroxilamina, L-aminoácidos y péptidos; siendo los D- aminoácidos fuentes pobres de nitrógeno y en ciertos casos tóxicos. 11 Dada una fuente de carbono adecuada, muchos hongos crecen con nutrientes orgánicos simples, ya que pueden sintetizar los constituyentes celulares necesarios a partir de nitrógeno inorgánico, fosforo, potasio, azufre, etc. (Wainwright. 1992). En el phylum Basidiomycota los hongos comestibles se pueden clasificar en dos grandes grupos en función de su capacidad para degradar celulosa, hemicelulosa y lignina. El primer grupo es el de la pudrición blanca, el cual tiene la capacidad de degradar en mayor proporción lignina y celulosa a través de enzimas (Kirk y Shimada, 1985). Por otro lado el grupo de la pudrición café solo puede asimilar celulosa y hemicelulosa, modificando ligeramente la lignina (Kirk y Moore, 1972; Kirk y Highley, 1973). Según las enzimas que producen, los hongos son capaces de vivir de formas muy distintas y sobre sustratos orgánicos variables, por ejemplo en el caso de Pleurotus spp utiliza las siguientes enzimas (Tabla 1). Tabla 1. Funciones del complejo enzimático de Pleurotus, spp. (Cohel, et al., 2002) Enzima Función Manganeso peroxidasa (MnP) Versátil peroxidasa (VP) Oxidación (dependiente de H2O2) de lignina y derivados fenólicos Lacasa Oxidación de orto y para-difenoles y aminas aromáticas. Alcohol Aril Oxidasa (AOO) Oxidación extracelular de alcoholes aromáticos a sus correspondientes aldehídos. Generadora de H2O2. 12 Los hongos presentan varios tipos básicos de modo de vida. Los hongos que obtienen los nutrientes a partir de materia orgánica no viva, que se encuentran en el medio se denominan saprótrofos. Un ejemplo de este tipo de hongos son los que viven sobre la hojarasca del bosque, madera, tejido inerte de árboles o estiércol. Dentro de esta clasificación se encuentran las especies de Pleurotus. Los hongos que obtienen nutrientes lentamente a partir de hospedantes vivos, a menudo sin matarlo son biótrofos (parásitos obligados). Generalmente los hongos biótrofos segregan compuestos químicos que modifican la permeabilidad de las membranas celulares del hospedante provocando la salida de azúcares y aminoácidos que son absorbidos por el hongo. Estos hongos se nutren de sustancias que hay en células vivas o que tienen en sus líquidos orgánicos vitales como la linfa, la hemolinfa y la sangre de los animales (Ulloa, 1990). Los hongos que atacan seres vivos de forma tan violenta que matan al hospedante se denomina necrótrofos. Estos hongos segregan toxinas que rompen membranas plasmáticas del hospedante provocando la muerte. La ruptura de las células libera rápidamente nutrientes al medio, que son absorbidos por el hongo. Estos hongos funcionan como parásitos (facultativos) en los primeros momentos del ataque, y como saprótrofos, unavez que el hospedante ha muerto. Son hongos patógenos de plantas y animales. Las micorrizas son hongos que forman una relación simbiótica con plantas que pueden ser árboles principalmente y arbustos, el micelio del hongo forma un apretado manto o vaina alrededor de la superficie de la raíz. La planta expande su sistema radicular, de esta forma el hongo recibe los carbohidratos necesarios del árbol (Garcés, 2003). 3.5 CONDICIONES DE CRECIMIENTO. Los hongos crecen mejor en un hábitat oscuro, es necesario que el ambiente tenga la humedad ideal para su desarrollo, la cual puede ser obtenida a través de la atmósfera o del medio sobre el cual crecen. Cuando un ambiente es demasiadoseco las condiciones para que se lleve a cabo el desarrollo del hongo son adversas por lo que sobreviven entrando a la fase de latencia o produciendo esporas resistentes a la deshidratación. 13 Los hongos se diseminan principalmente en forma de esporas, también lo pueden realizar por fragmentos de hifas y por masas endurecidas de micelio llamadas esclerocios. La distancia a la cual las esporas pueden ser esparcidas varía de acuerdo con el agente diseminador. El viento es probablemente el más importante agente transportador de esporas de muchos hongos, las cuales pueden ser llevadas a grandes distancias con respecto a su lugar de origen (Garcés, 2003). 3.6 REPRODUCCIÓN La reproducción es la formación de nuevos individuos con características típicas de la especie. En el caso de los hongos podemos observar diferentes formas para dar origen a nuevos individuos: la asexual, parasexual y sexual. A la reproducción asexual también se le conoce como somática o vegetativa, debido a que no involucra fusión de núcleos. Se puede dar por fragmentación del micelio, el cual al colocarse bajo condiciones adecuadas de temperatura, humedad y substrato, da origen a un nuevo individuo. Esta forma de reproducción es muy utilizada para multiplicar los hongos comestibles en el laboratorio. (Herrera y Ulloa, 1990, Sánchez y Royse, 2009). La reproducción sexual en hongos permite la variación genética. La mayoría de los hongos presenta ciclos alternos de reproducción asexual y sexual como parte de su desarrollo (Alexopoulus, 1996; Herrera y Ulloa, 1990, Sánchez y Royse, 2001). La reproducción parasexual es un mecanismo raro, en el que las hifas se unen sin fusión nuclear posterior y da lugar a un heterocarión de núcleos haploides. En algunas ocasiones pueden conjugarse los núcleos y aparece un núcleo diploide heterocigótico (Sánchez y Royse, 2001). 14 La reproducción sexual no es rápida e implica somatogamia es decir la unión de hifas o gametos, la cariogamia que es la fusión de núcleos y la producción de gametos por meiosis. Con los hongos comestibles, las hifas que forman el micelio actúan como gametos y su sexualidad está determinada por genes nucleares, que confieren un carácter genético conocido como compatibilidad sexual. Esto hace que solo aquellas hifas provenientes de micelios compatibles se fusionen y den origen por somatogamia a un compartimento hifal con dos tipos de núcleos diferentes. A partir de este compartimiento se produce la dicariotización del micelio para dar origen a lo que es llamado micelio heterocariótico (con diferentes tipos de núcleos). La cariogamia generalmente se presenta tiempo después de la somatogamia, por lo que el micelio heterocariótico se multiplica y mantiene sin dificultad. La fusión de núcleos solo se dará en los basidios, la cual originará por meiosis la espora de origen sexual (basidiosporas). En los hongos, la reproducción sexual se puede dar de diferentes maneras, por ejemplo hay hongos cuyo talo es auto compatible (homotálico) es decir no necesita de otro talo para reproducirse sexualmente, son producidos por un solo micelio monospórico y la transición de la fase haploide a la dicariofase ocurre en ausencia de una interacción de compatibilidad con otro micelio (Herrera y Ulloa, 1998). Con otros hongos, el talo es auto incompatible (heterotálico) por lo que necesitan de otro talo para poder reproducirse El homotalismo puede ser de dos tipos: 1. Homotalismo primario: Hace referencia a que una basidiospora germina para formar un micelio, que inmediatamente se organiza en segmentos binucleados, teniendo fíbulas o conexiones grapa (clamp) en las hifas. No hay distinción genética entre los dos núcleos de cada célula, y este micelio es capaz de formar esporoma (Webster y Weber, 2007). 15 2. Homotalismo secundario: Consta de un micelio dicariótico fértil originado a partir de una espora con dos núcleos meióticos compatibles, provenientes de dos tipos de apareamiento; en este tipo de homotalismo, el genotipo de un núcleo individual restringe la reproducción sexual de un homocarión, aunque la distribución de los productos meióticos en los basidios es tal, que típicamente los núcleos poseen genotipos complementarios dentro de una simple espora y el micelio derivado de tal espora heterocariótica posee la capacidad de formar un dicarión y complementar así la reproducción sexual (Deacon, 2006). Entre las especies heterotálicas es necesario el apareamiento de diferentes micelios homocarióticos para poder completar su ciclo sexual. De manera general se pueden observar dos sistemas de heterotalismo en los basidiomicetes (Guzmán et al., 1993; Herrera y Ulloa, 1998): a) Compatibilidad unifactorial o bipolar: Está controlada por un solo factor (factor A) de un par de cromosomas homólogos que necesitan aparearse sexualmente para dar origen a un par de genes alelos o alelomorfos compatibles (A1A2) mientras que las otras posibles combinaciones (A1A1 y A2A2) serán estériles al no ser compatibles entre sí. Agaricus bisporus (Ramírez y col., 2000), Auricularia aurícula y Pholiota nameko (Guzmán et al., 1993) son ejemplos de especies que despliegan este tipo de compatibilidad. b) Compatibilidad bifactorial o tetrapolar: Está controlada por dos factores (A y B) ubicados en cromosomas diferentes debido a la segregación meiótica. Cada factor posee un par de genes alelos que controlan el mismo tipo de caracteres en cada locus en posición idéntica respecto a su cromosoma homólogo y forman parejas de genes (A1A2, B1B2). Solo será fértil aquel apareamiento sexual que reúna los cuatro alelos diferentes para formar un micelio heterocigótico, de esta forma se producirán basidiosporas con los siguientes genotipos: A1B1, A2B2, A1B2 y A2B1 dependiendo del arreglo de los cromosomas homólogos producido durante la meiosis (Figuara 2). 16 Además de las especies del género Pleurotus, Guzmán et al. (1993) citan como ejemplos de hongos comestibles con este tipo de compatibilidad a Auricularia polytricha, Coprinus fimetarius, Flammulina velutipes, Lentinus boryanus, L. edodes y L. lepideus. Casi de manera general, los hongos superiores desarrollan un solo tipo de compatibilidad. Sin embargo, hay reportes de un conjunto de especies relacionadas dentro de las cuales se despliegan ambos sistemas de compatibilidad sexual. Un caso extremo de esta relación lo constituye Sistotrema brinkmanni, este hongo comprende un mínimo de tres especies y cada una de ellas presenta cada uno de los patrones básicos de sexualidad: homotalismo primario, heterotalismo unifactorial y heterotalismo bifactorial (Koltin et al., 1972). En el phylum Basidiomycota la mayoría de especies se basan en el sistema de compatibilidad heterotálico tetrapolar. Para que acontezca la plasmogamia es necesaria la presencia de dos micelios compatibles, que tengan diferentes alelos para los genes o también llamados factores de incompatibilidad A y B (Figura 5). En cualquier apareamiento de micelios heterotálicos tetrapolares se tiene como resultado de la meiosis 4 diferentes tiposde compatibilidad en una frecuencia igual, por ejemplo A1B1 X A2B2 = A1B1, A1B2, A2B1, A2B2. El factor de incompatibilidad (gen) A está involucrado en la formación de fíbulas, en la división sincronizada, septación, mientras que el factor de incompatibilidad (gen) B regula la actividad de la enzima R-glucanasa que favorece la fusión de la fíbula codificando feromonas lipopeptídicas y receptores de feromonas, éstos son requeridos para promover la migración nuclear seguida de la fusión de hifas, fusión de la célula hifal, después de que el dicarión es establecido (Casselton y Riquelme 2004; Brown y Casselton, 2001). 17 Figura 2. El carácter sexual de los hongos. A: Micelio monocariótico. B: Plasmogamia. C: Micelio dicariótico. D: Homotalismo primario. E: Homotalismo secundario. F: Heterotalismo unifactorial. G: Heterotalismo bifactorial. Obsérvese la cariogamia en la segunda célula (Guzmán, 1993) 3.7 CICLO DE VIDA. El ciclo de vida de los hongos se divide en tres etapas principales. La primera etapa es denominada plasmogamia o anastomosis que consta de la fusión de dos células (hifas monocarióticas) y a través de la plasmogamia los individuos coexisten en un citoplasma común. Las fíbulas constituyen una huella de intercambio nuclear entre células, es decir ha ocurrido la plasmogamia ya que una fíbula aparece debido a un intercambio nuclear y es consecuencia de la conjugación del micelio monocariótico para originar el micelio dicariótico. En el principio se origina como una pequeña ramificación en el extremo de la hifa en crecimiento para posteriormente curvarse 18 en forma de gancho (Deacon, 1993). En la segunda etapa del ciclo de vida a partir del micelio secundario se forman los cuerpos fructíferos, en su himeneo se forman los basidios, en los que antes de madurar, se lleva a cabo la cariogamia es decir la fusión nuclear definitiva que aparentemente se unieron en la plasmogamia. Finalmente la tercera etapa es la meiosis, en la cual el núcleo del zigoto sufre la meiosis, los genes de tipo reproductivo y los que controlan otras características se segregan en los cuatro núcleos hijos resultantes. Es decir ocurre la recombinación genética. . Figura 3. Ciclo de vida generalizado de un hongo (Núñez, 2017) El basidio tetranucleado produce cuatro extensiones tubulares denominadas esterigmas cuyos ápices se expanden formando las esporas las que desarrollan un micelio autoestéril con un solo núcleo posmeiótico y un tipo de incompatibilidad, finalmente los núcleos haploides migran a través de los esterigmas hacia las basidiosporas (Figura 3). Los factores de incompatibilidad son importantes debido a que evitan el entrecruzamiento de los micelios de un mismo cuerpo fructífero y favorece 19 el intercambio genético de poblaciones silvestres de la misma especie, así mismo, estos factores A y B son los responsables de la dedicariotización. 3.7.1. DESARROLLO Y TIPIFICACIÓN DE MICELIO Aunque algunos basidiomicetos tienen la tendencia de crecer como levaduras, el micelio de las especies mejor conocidas está formado por hifas bien desarrolladas y con septos. Éstas crecen a través del substrato obteniendo así su alimento. De manera individual las hifas son microscópicas, pero pueden ser vistas a simple vista cuando están en masa como micelio. El micelio de la mayoría de los basidiomicetos heterotálicos pasa por tres etapas de desarrollo, antes de que el hongo complete su ciclo de vida. Al inicio, el micelio primario u homocarión, llamado así para enfatizar que todos sus núcleos son idénticos. Este estado usualmente se desarrolla después de la germinación de una basidiospora. Tan pronto como los septos se forman, éstos dividen al micelio en nuevos compartimientos típicamente uninucleados (monocarión). Aunque el micelio primario en la mayoría de los basidiomicetos parece capaz de tener un crecimiento indefinido, no es común encontrarlo en la naturaleza de esta manera, pues da origen casi inmediatamente al llamado micelio secundario o heterocarión. La formación del micelio secundario usualmente involucra una interacción entre dos micelios homocarióticos compatibles. Éste puede ser resultado de la espermatización o de la fusión de dos compartimientos de micelio homocariótico compatible, dando origen a un comportamiento heterocariótico en el que cada compartimiento hifal contiene dos núcleos (dicarión). A partir del compartimiento de micelio secundario, la dicariotización del resto del micelio puede darse aparentemente en una de dos formas: a) La célula binucleada produce una ramificación en la cual los dos núcleos migran y posteriormente se dividen conjuntamente, aunque los núcleos hijos migran cuando 20 el compartimiento hifal es dividido en dos por la formación de un nuevo septo. Repetidas divisiones de este tipo acompañadas por la formación de nuevos septos da como resultado la formación de un micelio extenso y dicariótico b) El segundo método de dicariotización, fue propuesto por Raper (1966), y ocurre más frecuentemente que el primero. Aquí se menciona que hay división de los núcleos en la célula binucleada seguida por la migración de los núcleos hijos hacia el micelio primario que pertenece a un grupo de compatibilidad opuesto. En otras palabras, un núcleo a se muda hacia el micelio b, mientras que el núcleo b se muda hacia el micelio a. Al llegar al nuevo compartimiento, los núcleos extranjeros se dividen rápidamente y su progenie migra de un compartimiento a otro hasta que ambos micelios se dicariotizan completamente. El mecanismo mediante el cual muchos de los basidiomicetos aseguran el mantenimiento de la condición dicariótica en cada nuevo compartimiento del micelio secundario, involucra la formación de estructuras especializadas llamadas conexiones grapa o fíbulas, que son formadas durante la división de los núcleos en el extremo de la hifa en crecimiento. La presencia de conexiones grapa se considera generalmente como indicativo de la condición dicariótica, aunque no todas las especies las forman. El micelio terciario de los basidiomicetos es representado por los tejidos organizados y especializados que comprende los basidiocarpos de las especies más complejas. En este caso las hifas se entretejen para formar el carpóforo y en algunas especies pueden diferenciarse morfológicamente en varios tipos. (Sánchez y Royse, 2002) La mayoría de las especies parecen poseer septos simples con un solo poro central. En algunas especies la pared del septo cercana al poro está engrosada y forma una hinchazón en forma de dona o de barril. A este tipo se le ha llamado septo doliporo, 21 y algunas veces está cubierto en alguno de los lados por una estructura membranosa en forma de domo llamada tapa del poro del septo o parentesoma (Figura 4). Esta estructura parece ser una modificación del retículo endoplásmico y es parte integral y funcional del septo. Se han reportado varios tipos de poros en los septos de basidiomicetos, aunque las tapas de algunas especies parecen ser estructura continua no porosa, pero en la mayoría de las especies están perforados. Flegler et al. (1976) señala que la función del septo doliporo es actuar como una malla o filtro, que permite el paso de algunos componentes del citoplasma del hongo de un compartimiento hifal al próximo, pero retarda el paso de otros (Sánchez y Royse (2002). Figura 4. Septos de basidiomicetos: a) septo simple b) septo doliporo (Deacon, 2005) 22 Figura 5. Funciones de los genes de factores de incompatibilidad A y B en la regulación de formación y mantenimiento de dicarión (Valencia del Toro, 2001). . 3.8 MEJORAMIENTOGENÉTICO DE HONGOS. Actualmente hay un auge en el uso de técnicas de biología molecular para programas de mejoramiento genético con distintos tipos de organismos. No obstante, en el caso de los hongos comestibles se presenta la dificultad de que son organismos complejos con una amplia gama de características, muchas de las cuales están bajo el control de múltiples genes. Por tal motivo, la mayoría de los programas de mejoramiento genético para hongos comestibles se basan en el sistema natural de recombinación genética al aparear micelios monocarióticos 23 compatibles. El propósito del entrecruzamiento es combinar las características presentes en distintas cepas mediante cruzas controladas para obtener así, cepas cuyo genoma posiblemente les permitirá expresar las características de las cepas seleccionadas (Sonnenberg et al., 2005). Con las nuevas técnicas de mejoramiento genético se vislumbra la posibilidad de obtener híbridos, de cepas comerciales y silvestres, que puedan retener las características de importancia comercial de las cepas originales. Estas características podrían ser entre otras: Elevada velocidad de crecimiento del 20 % o más. Amplio espectro de sustratos para su desarrollo. Altas eficiencias biológicas, por arriba del 100% Esporóforos resistentes que faciliten el manejo post-cosecha. Colores y sabor agradables al consumidor. Mayor vida de anaquel. Para lograr los objetivos anteriores resulta de gran importancia el uso de las técnicas de selección de cepas y mejoramiento genético. Con la intención de obtener híbridos con características adecuadas para la producción comercial, se utilizan diferentes técnicas para recuperar los componentes monocariotes (haploides), sin pasar por la meiosis, para obtener el material genético responsable de las características del dicariote. Con la recuperación de este material monocariótico (a partir de cepas comerciales y silvestres) resulta más fácil y práctica la obtención de híbridos. Sin embargo, la mayoría de las veces no se dispone de los componentes monocarióticos correspondientes (Leal-Lara y Eger-Hummel, 1982). 24 En general, existen dos posibilidades para obtener el material inicial para un programa de mejoramiento genético de este tipo: 1) Aislamiento y recuperación de la progenie meiótica (esporada). 2) Desdicariotización (obtención de componentes monocarióticos). 3.9 RECUPERACIÓN DE PROGENIE MEIÓTICA. Este método consiste en recolectar las esporas producidas por los esporóforos de las cepas de interés, para efectuar apareamientos compatibles de una misma progenie. Sin embargo, existen reportes de que mediante tal metodología los híbridos no siempre superan a las cepas parentales (Gaitán, 2000; Salmones et al., 2004). Por otra parte, es un método lento debido a que es necesario fructificar las cepas, por medio de la inoculación del micelio en un sustrato que contenga lignina, celulosa y una fuente de nitrógeno, para obtener la esporada y después nuevamente llevar las cepas obtenidas a fructificación en una etapa posterior para evaluar sus características de fructificación. Otra desventaja de este método es la necesidad de realizar una gran cantidad de apareamientos, ya que no se tienen las bases genéticas y moleculares para asegurar la presencia de las características deseadas en la progenie obtenida. Esta incertidumbre sobre el aporte genético presente en las basidiosporas se debe a que para su segregación el micelio dicariótico sufre primeramente la cariogamia y posteriormente la meiosis. Durante la cariogamia se fusionan los núcleos del micelio dicariótico produciendo un núcleo zigótico, el cual sufre la meiosis, fase en la cual ocurre la recombinación genética y se producen cuatro tipos de esporas que contienen el material genético en una combinación diferente a la que se encontraba en las cepas monocarióticas que dieron origen a la cepa dicariote. 25 3.10 DEDICARIOTIZACIÓN. La dedicariotización es un proceso mediante el cual se obtienen los dos tipos de componentes monocarióticos (neohaplontes) de una cepa dicariótica, cuyos neohaplontes tienen como característica la obtención de un micelio sin fíbulas. La dedicariotización tiene la ventaja de reducir el tiempo requerido para aislar los genotipos presentes en las cepas parentales, debido a que no se requiere fructificar las cepas seleccionadas. Además los componentes monocarióticos de una cepa representan la composición genética completa de la misma, por lo que aumentan las posibilidades de obtener cepas cuyo genoma les permita expresar las características deseadas. Ramírez-Carrillo (2011) demostró que con neohaplontes obtenidos por el método de dedicariotización, era posible obtener apareamientos con neohaplontes de diferentes géneros y especies, rompiendo así barreras de compatibilidad interespecíficas e intergenéricas. Por esta razón, si se quisiera en experimentos posteriores se podría, con un programa de mejoramiento genético, obtener cepas asporógenas de distintos géneros implicando invariablemente la recuperación de neohaplontes de una cepa asporógena para posteriormente aparearlos con neohaplontes de otros géneros y especies. 3.10.1 DEDICARIOTIZACIÓN NATURAL. Debido a que el micelio dicariótico (diploide) es muy estable, no todas las especies poseen la característica de desdicariotizarse espontáneamente. Sin embargo, se ha reportado para unas cuantas especies de hongos basidiomicetos una habilidad de desdicariotizarse naturalmente. Esto consiste en que a partir de micelio dicariote (diploide) una proporción de núcleos se separan espontáneamente para formar micelio monocariote (haploide), este fenómeno se conoce como desdicariotización, haploidización natural o aneuploidismo (Arita, 1979). 26 3.10.2 DEDICARIOTIZACIÓN ARTIFICIAL. Existen varias técnicas que han sido utilizadas para separar artificialmente, en sus 2 componentes monocarióticos, el micelio dicariote de distintos basidiomicetos. Estas técnicas han sido empleadas gracias a que en estos hongos basidiomicetos presentan un micelio de tipo dicariótico con fíbulas (uniones en forma de grapa que indican que el micelio es dicariótico). Así, al separar un micelio dicariótico (con fíbulas) y posteriormente recuperar micelio monocariótico (sin fíbulas), es una señal de que se ha logrado la dedicariotización. Al micelio monocariote recuperado se le denomina neohaplonte. El término neohaplonte fue introducido por Fries y Aschan (1952), para designar al micelio monocariótico (1N) derivado de micelio dicariótico (1N + 1N), sin la intervención de la cariogamia y meiosis. La dedicariotización, por métodos artificiales (Tabla 2), se ha logrado mediante microcirugía, la cual se realiza sobre hifas terminales, justo en la etapa en que el núcleo ha migrado hacia la fíbula, en ese momento se corta tanto la célula terminal como la fíbula. Con este método se ha obtenido una baja reproductividad debido a la escasa recuperación de neohaplontes Un método mecánico que podría permitir la obtención de fragmentos miceliales, para la recuperación de neohaplontes, es la homogeneización. Con este método se busca la obtención de trozos de hifas con un solo núcleo. Sin embargo, los resultados obtenidos han sido que a baja velocidad no se obtiene ningún efecto dedicariotizante, mientras que a altas velocidades los micelios menos resistentes a las fuerzas de corte fueron selectivamente eliminados, por lo que sólo se logró la recuperación de un núcleo (Kerruish y Da Costa, 1963). Dentro de los métodos químicos, inicialmente, se utilizaron sustancias altamente tóxicas como el desoxicolato de sodio o el ácido cólico (Milles y Raper, 1956). Para este tipo de dedicariotización química se ha reportado que,en la mayoría de los casos, se obtiene una recuperación no simétrica de los neohaplontes, es decir se logra recuperar únicamente un núcleo del dicariote. 27 Otro método de dedicariotización química, utilizando soluciones no tóxicas de glucosa-glicina y glucosa-peptona, fue implementado por Leal-Lara (1980) y Leal- Lara y Eger-Hummel (1982). Estos autores estudiaron genéticamente 14 cepas (entre ellas 2 mutantes) de 5 especies de basidiomicetos, logrando obtener simétricamente los 2 componentes monocarióticos. Así mismo observaron, por el comportamiento y morfología del micelio, que en los neohaplontes obtenidos no se presentaron mutantes. Este método cuenta con las siguientes ventajas: obtener cepas monocarióticas que no han pasado por el proceso de meiosis, con lo cual se evita el problema de variabilidad genética que se presenta cuando se parte de progenies monocarióticas obtenidas a partir de esporas, además de reducir el tiempo requerido para aislar los genotipos de las cepas dicarióticas. Con este método es posible obtener los 2 componentes neohaplontes de una especie, los cuales pueden ser utilizados posteriormente para mejoramiento de cepas por sencillos apareamientos. Tabla 2. Métodos para dedicariotizar hongos (Leal Lara y Eger, 1982; Arias, 1998; Valencia del Toro 2002). 28 3.11 HIBRIDACIONES. Los producción de cepas híbridas por hibridaciones al azar consisten en mezclar una alta concentración de esporas y repartirlas directamente sobre un medio nutritivo (AEM) (Valjalo y Labarère, 2004). Luego se espera a que las esporas del cultivo multiespórico germinen y se entrecrucen para transferir después a una nueva caja de Petri, el área de crecimiento micelial deseada (subcultivo). Para verificar que la mayoría son cepas dicarióticas, se toman muestras de micelios provenientes de esta germinación. Los apareamientos controlados consisten en fusionar monocariotes, en pares, de dos en dos, en una caja de Petri. Después de la incubación se forma un micelio dicariótico sobre la línea de contacto, se examina al microscopio para ver la presencia de fíbulas (signo de la dicariotización en el caso de la mayoría de los basidiomicetos, si bien no para todos los Agaricales), y se pasa a la colección. A partir de estos dicariotes se preparará la semilla que será utilizada para hacer los ensayos de fructificación. 3.12 CULTIVO DE Pleurotus spp. El cultivo de P. ostreatus inició en 1974 en la población de Cuajimalpa (Martínez- Carrera et al., 1991). La producción de hongos comestibles en México (Figura 6), es una actividad relevante y Martínez-Carrera (2006) estimó volúmenes de producción de 47,468 toneladas anuales de hongos frescos. Nuestro país es el mayor productor de Latinoamérica ya que genera alrededor del 58.9% de la producción total y se ubica en el 16º lugar de producción a nivel mundial. El monto actual de las operaciones comerciales supera los 200 millones de dólares generando alrededor de 25 mil empleos directos e indirectos. (Martínez-Carrera, 2006). Los hongos comestibles que se cultivan comercialmente en México son principalmente el champiñón común (Agaricus sp.), casi 94% del total, siguiéndole en importancia Pleurotus con 5% del total, y ya en cantidades insignificantes 29 Lentinula (con 0.04%), Ganoderma y Grifola. En el caso de los 2 últimos hongos, reishi y maitake, todavía no existe una producción consistente, solo se tienen registradas pruebas a escala comercial en el 2005. Las fracciones arancelarias de importaciones y exportaciones no hacen la distinción entre hongos comestibles silvestres y cultivados. La globalización a través de la apertura total del sector agropecuario dentro del tratado de libre comercio de América del norte (TLCAN), a partir del 2003, ha beneficiado y brindado nuevas oportunidades de desarrollo para la producción de hongos comestibles por parte de los sectores social y privado. Figura 6. Evolución histórica y tendencias de la producción comercial estimada de hongos comestibles cultivados en México durante el periodo 1945-2004 (Martínez- Carrera et al., 1991; Martínez-Carrera, 2000-2002; Martínez- Carrera et al., 2006). A partir de 1994, se observó un incremento irregular de las exportaciones (Figura 7), ya que alcanzaron 1,602 toneladas en el 2000, pero disminuyeron a solo 351 toneladas en el 2001 y 1,535 toneladas en el 2004. Los volúmenes de exportación generan divisas por más de 3.7 millones de dólares anuales. En cambio, la dinámica 30 de las importaciones ha sido constante, pasando de 640 toneladas en 1996, a 8888 toneladas en el 2004 con un valor económico superior a los 9 millones de dólares (Martínez-Carrera et al., 2006). El incremento a nivel mundial y nacional en el cultivo de hongos comestibles del genero Pleurotus, plantea la necesidad de desarrollar técnicas para el mejoramiento genético con la finalidad de obtener cepas comerciales que permitan ofrecer al consumidor un alimento con atributos comerciales de calidad, y al productor, contar con un germoplasma de alta calidad que garantice altos rendimientos en la producción en tiempos cortos (Royse y Zaki, 1991; Sánchez y Royse, 2001) Figura 7. Comercio exterior (Exportaciones) de hongos comestibles frescos y procesados en México durante el periodo 1993-2004. (Martínez-Carrera, 2002; Martínez-Carrera et al., 2000; Martínez-Carrera et al., 2006). 31 3.13. Pleurotus eryngii 3.13.1 NOMBRE CIENTIFICO Y COMUNES El nombre científico de este hongo comestible es Pleurotus eryngii (Figura 8) y tiene muy diversos nombres dependiendo de la región donde se le consuma, el más común en español es seta de cardo aunque también se le conoce como seta de lastra, hongo panical, chirgola, gírgola (en catalán), gírgola de panical, gardu ziza, kardu-ziza (en euskera), boletus de las estepas, trompeta rey (King trumpet mushroom), ostra rey (king oyster), cuerno francés, cardoncello (en Italia) o eringi (en Japón), Figura 8. Pleurotus eryngii 3.13.2 TAXONOMIA DE Pleurotus eryngii. Reino: Fungí, filo: Basidiomycota, clase: Homobasidiomycetes, orden: Agaricales, familia: Pleurotaceae, género: Pleurotus, especie: eryngii. 3.13.3 HÁBITAT DE Pleurotus eryngii. Suele desarrollarse sobre raíces muertas de distintas plantas, sobre todo sobre las del cardo corredor, Eryngium campestre. Suele fructificar en el otoño, particularmente si el suelo ha recibido precipitaciones abundantes y las temperaturas son suaves. Ocasionalmente puede fructificar en primavera, siempre que haya sido lluviosa y cálida. Frecuentemente es atacada por larvas. Está muy difundido por Europa meridional, siendo muy frecuente en toda España. Es una https://es.wikipedia.org/wiki/Eryngium_campestre 32 excelente seta comestible típica de los países mediterráneos meridionales (sur de Europa, norte de América y Asia central) 3.13.4 CARACTERISTICAS DE Pleurotus eryngii. HIMENIO: Es la parte normalmente situada bajo el sombrero que puede tomar distintas formas, láminas, tubos, aguijones o pliegues, cuya función principal es crear, desarrollar, almacenar y dispersar las esporas que generaran un nuevo ciclo en la formación de una nueva seta. En el caso de P. eryngii son láminas espaciadas, desiguales y decurrentes de color blanco. Su color es de importancia fundamental al depositarse sobre el mismo las esporas maduras que en grandes aglomerados son las responsables de proporcionar los distintos colores por los que posteriormente podrán ser clasificadas las setas de manera macroscópica . LAS LÁMINAS: Cuando el himenio está formado por láminas, estas proporcionan una gran superficie bajo el sombrero que permite desarrollar y liberar enormes cantidades de esporas. Las láminas de Pleurotus eryngiison blanquecinas decurrentes es decir que estas están plegadas al pie, sus laminas son apretadas y tiende a presentar laminillas intercaladas SOMBRERO: Situado sobre el pie, ejerce la función de protección en la formación y desarrollo de las esporas. Por su forma el sombrero se clasifica como convexo, inicialmente circular y en la madurez más irregular, con una circunferencia de 3- 12 cm. De acuerdo a la textura de la superficie del sombrero, está clasificado como fibroso. CUTICULA: La cutícula es lisa en su madurez y húmeda y ligeramente afieltrada en su juventud, e incluso un poco escamosa. 33 PIE: Actúa como sujeción del himenio y del sombrero, generalmente excéntrico pero en ocasiones central, mide de 3- 10 cm. Carnoso, de la misma consistencia que el sombrero, cilíndrico, algo ventrudo es decir obeso (abombado), más delgado en el ápice, liso y sin anillo. MICELIO: Es la parte vegetativa del hongo, y en realidad el auténtico hongo. Su misión consiste en tomar del suelo los diversos compuestos orgánicos para alimentarse. En ocasiones pueden parecer falsas raíces. Generalmente es de color blanco y puede llegar a tener muchos metros de longitud. CARNE: Es blancuzca con un olor poco apreciable, suave, agradable, muy característico de la especie, de consistencia compacta y flexible pero tierna. Sabor suave y dulce. La seta de cardo es una de las setas más apreciada por sus características sensoriales apropiadas para todo tipo de platillos. Su sabor es más delicado que los champiñones y las setas (Pleurotus ostreatus), es muy combinable con carnes, pescados y hortalizas. 3.13.5 FACTORES FISICOQUÍMICOS DETERMINANTES PARA EL CULTIVO DE Pleurotus eryngii. Los factores fisicoquímicos determinantes para la formación de cuerpos fructíferos de Pleurotus eryngii son: temperatura, humedad, iluminación, ventilación y pH. Estos factores deben mantenerse constantes durante todo el periodo de cultivo y ser lo más parecido posible al medio natural para obtener buenas producciones. Cuando Pleurotus eryngii crece bajo condiciones óptimas presenta un estípite fuerte y compacto, la masa principal se desarrolla como píleo y tiene un color café o crema, pero cuando crece bajo condiciones extremas el cuerpo fructífero muestra un crecimiento anormal. Por ejemplo cuando crece bajo condiciones de poca 34 iluminación el estípite es largo y grueso y el píleo se reduce de tamaño y el color es café pálido a crema, y cuando se combina con una ventilación insuficiente con una pobre iluminación se induce un crecimiento de hongos pequeños y en forma de racimo (Zadrazil, 1978; Anderson, 1973). a) La mayoría de los hongos comestibles son rnesófilos y la temperatura óptima para su desarrollo es en un intervalo de 10 a 40°C, estando la óptima entre 25 y 30°C. La temperatura óptima para el crecimiento micelial de P. eryngii es de 25°C, para P. ostreatus y P. ostreatus «florida" es 28 °C. Por otra parte la fructificación tiene lugar en un amplio margen de temperatura que va de 15 a 28°C (Zadrazil, 1978; Chang y Miles, 1989; Stamets y Chilton, 1983). b) Otro factor que determina la velocidad de crecimiento micelial es la humedad relativa (HR). Para un buen desarrollo de los basidiomicetos la humedad relativa debe estar entre 95 a 100%, existiendo especies que se desarrollan a bajos niveles de humedad (Chang y Miles, 1989). El rango óptimo de humedad va entre 60-80% para el desarrollo de las especies de Pleurotus (Zadrazil, 1978). Para el desarrollo del cuerpo fructífero, el valor óptimo está situado entre el 75- 80% y no se presenta fructificación a humedades menores al 65%. En atmósferas saturadas (100%) el desarrollo del basidiocarpo es anormal (Leong, 1982). c) Se ha comprobado que la iluminación tiene influencia sobre el desarrollo vegetativo del micelio (Chang y Miles, 1989). Danai et. al (1998) observaron que en oscuridad se produce el máximo crecimiento al usar tanto un inóculo joven (1 día) como uno viejo (5 días) pero que con Iluminación se Inhibe en mayor proporción el crecimiento con los inóculos jóvenes que con inóculos viejos. La iluminación es determinante para el desarrollo del primordio, pues se requiere una exposición a una longitud de onda de 300-500 nm (luz verde) por lo menos 15 minutos al día. Por tanto este factor repercute directamente en la calidad y los rendimientos del cultivo (Zadrazil, 1978). Para el desarrollo final del cuerpo 35 fructífero se requiere de una Iluminación de luz blanca (300-400 nm). Cuando un cuerpo fructífero se desarrolla con poca luz el estípite es más largo y grueso y el píleo es más reducido que en un carpóforo que se desarrolló con suficiente luz (Zadrazil, 1978). La Intensidad de la luz determina también el color del cuerpo fructífero (colores claros cuando hay una adecuada exposición de iluminación y colores pálidos cuando la exposición es pobre), mientras que la dirección de ésta determina que los estipes sean centrales, excéntricos o laterales (Eger, 1979 y Leong, 1982). d) Con la ventilación se regula la concentración de O2 y CO2. La mayoría de los hongos son aerobios, pueden crecer en bajas concentraciones de oxígeno (Chang y Miles, 1989). El oxígeno y dióxido de carbono son indispensables en el desarrollo del micelio y en la formación del cuerpo fructífero. Una concentración relativamente alta de CO2 (20-28%) en el aire es útil para estimular el crecimiento del micelio de Pleurotus spp. Sin embargo concentraciones superiores a 30% inhiben la formación de primordios, por ello, cuando se desea producir hongos de manera comercial es necesario implementar un buen sistema de ventilación en la cámara de fructificación de tal manera que elimine constantemente el CO2 formado por la misma respiración del hongo (Zadrazil, 1978). Una ventilación deficiente se manifiesta en deformaciones del cuerpo fructífero. El crecimiento del micelio se da en condiciones semi anaerobias y el desarrollo de carpóforos bajo condiciones aerobias (Lealham y Staham, 1987; Leong, 1982). e) Los hongos comestibles necesitan sustratos con un pH ligeramente ácido a neutro, 5 a 7. Se ha determinado que el crecimiento micelial en cultivos sumergidos con valores de pH ácido entre 4 a 6 es favorable para el crecimiento del micelio de Pleurotus ostreatus "florida" y P. eryngii. El pH óptimo para P. ostreatus "florida" está entre 5.5 y 6.5; para P. eryngii es ligeramente más bajo entre 5 y 6. A pH básicos el crecimiento de Pleurotus es inhibido (Zadrazil 1978). 36 3.13.6 VALOR NUTRITIVO DE Pleurotus. El valor nutritivo de Pleurotus spp ha sido reconocido desde hace mucho tiempo. Sus proteínas contienen todos los aminoácidos esenciales y son de valor nutritivo más alto que las proteínas de plantas, con una calidad muy cercana a la proteína animal (Sánchez y Royse, 2002). Adicionalmente a su valor como alimento rico en proteína, los hongos contienen carbohidratos, en particular carbohidratos poliméricos como el glucógeno y la quitina, y varios compuestos carbonados de bajo peso molecular como la glucosa, fructosa, galactosa, trealosa y muchos otros. Son ricos en minerales como el potasio, el fósforo y el hierro. Contienen un amplio rango de vitaminas y son particularmente ricos en tiamina (B1), riboflavina (B2), así como en ácido pantoténico (B5), ácido ascórbico (C), ergosterol (D) y biotina (H). La riqueza en fibra cruda debe ser igualmente mencionada. (Sánchez y Royse, 2001). En particular, las setas (Pleurotus) se caracterizan por tener buenos contenidos proteicos entre 26 a 35% en peso seco Chang y Miles (1989) habiéndose llegado a reportar valores de 42.5% para Pleurotus citrinopileatus (Ragunathan et al., 2003). Este dato es significativo si se compara con el 7.3% del arroz, 25.2% de la leche y 32.2%del trigo (Martínez-Carrera y Larque-Saavedra, 1990). El contenido de lípidos que presentan las cepas oscila en el intervalo de 1.08% a 9.4% (Valencia y Álvarez Garin, 2000). Los carbohidratos son los constituyentes que se encuentran en mayor porcentaje en las especies de Pleurotus spp con contenidos que van de 46% hasta 59.2%. Los principales carbohidratos son diversos tipos de hexosas (32.26%), carbohidratos solubles (4.2%) y pentosas (1.66%) (Bano y Rajathaman, 2002). En humedad llega a tener este hongo alrededor de 70 a 90 % (Tabla 3). 37 Tabla 3. Valores reportados de composición de Pleurotus spp. (Valencia y Álvarez Garín, 2000). Específicamente para el género Pleurotus spp., los valores de aminoácidos reportados indican que son ricos en los aminoácidos esenciales arginina, histidina, lisina, leucina y valina, con 11.1, 8.5 y 8.5 g/100g respectivamente, así como metionina, fenilalanina, treonina, triptófano. Respecto a los aminoácidos no esenciales se encuentran presentes alanina, ac. aspártico, ac. glutámico, glicina, prolina, serina y tirosina. Las setas son también una buena fuente de vitaminas hidrosolubles, particularmente del complejo B, aunque son escasas las clasificadas como liposolubles (A, D, E y K) (Valencia y Álvarez Garin, 2000). Constituyentes Crisan y Sands, 1978 Bano y Rajarathnam, 1982 Chang y miles, 1989 Valencia del Toro et al., 1995 Valencia del Toro et al., 1997 Humedad 73.1-91 73.3 73.0-90.8 87.3-89.8 91.7-94.2 Proteina 10.0-30.4 10.5 10.3-30.4 26.2-32.1 21-31.5 Grasa 1.6-7.2 1.6 1.6-9.8 3.4-7.9 3.0-7.1 Cenizas 6.1-10.7 6.1 6.1-9.8 3.9-6.5 3.7-8.7 Fibra cruda 7.5-11.9 7.5 7.5-8.7 6.9-10.1 7.7-14.2 Referencias 38 4 JUSTIFICACIÓN. Pleurotus eryngii está teniendo cada vez más popularidad en ciertas regiones de los Estados Unidos, como un producto gourmet. En México hace algunos años se estuvo importando este hongo vendiéndose en los supermercados a un precio promedio de $660 el kilogramo y en la actualidad este hongo ya se produce en México pero el precio se mantiene alto, ronda los 700 $/kg. Esto hace que el producto esté limitado en su comercialización. Una mejora en los rendimientos disminuiría los costos de producción y los precios de venta, y así se promovería la popularidad de este hongo facilitando su comercialización en el mercado nacional, abriéndose asimismo una opción para exportar hongos frescos a los Estados Unidos Dentro de las diferentes estrategias para mejorar la producción de los hongos comestible y también de P. eryngii, se ha evaluado el uso de distintos ingredientes del sustrato y la adición de suplementos (Curvetto et al., 2002; Rodríguez Estrada y Royse, 2007; Royse et al., 2004; Schisler, 1990; Schisler y Sinden, 1962; Sinden y Schisler, 1962). No obstante existe todavía controversia sobre una formulación óptima de sustrato para el caso de P. eryngii, pero también sobre el efecto de distintas variables de cultivo como el tiempo de incubación, el tipo y tamaño de contendor (bolsa) con sustrato y la mejor manera de inducir la fructificación como el efecto del choque térmico y el rascado de la bolsa con micelio. Es importante por lo tanto realizar una investigación para definir el efecto de cada una de estas variables. Tampoco existen reportes sobre la producción de P. eryngii utilizando diferentes cepas y mucho menos sobre la posibilidad de desarrollar cepas mejoradas de este hongo. Es por lo tanto también importante producir híbridos a partir de cepas comerciales. Esto es posible a través de recuperar sus componentes monocarióticos (neohaplontes) por medio de su dedicariotización. Al disponer de los componentes monocarióticos (neohaplontes) será factible producir híbridos tanto entre cepas de P. eryngii como con otras especies de Pleurotus spp. 39 5. HIPÓTESIS. Será posible definir condiciones del proceso que permitan mejorar la producción de Pleurotus eryngii, tales como la composición del sustrato, el tiempo mínimo de incubación, el tamaño del contenedor del sustrato (bolsa) y la conveniencia de tratamientos de inducción para la fructificación (rascado o choque térmico) Será posible recuperar los 2 componentes monocarióticos de las 2 cepas comerciales de P. eryngii, (FQ Y MB) por dedicariotización química en soluciones de peptona y glucosa 40 6. OBJETIVOS. 6.1 Objetivo general Desarrollar alternativas para mejorar la factibilidad de una producción comercial de Pleurotus eryngii optimizando parámetros del proceso productivo y además obtener cepas híbridas de interés comercial por apareamientos entre neohaplontes de cepas dicarióticas comerciales de Pleurotus eryngii. 6.2 Objetivos particulares. Evaluar tratamientos alternos para fructificación, realizando variaciones en el tiempo de incubación, sustrato, cepa, choque térmico y optimización de tamaño de contenedor de sustrato e inducción por rascado para mejorar rendimientos y disminuir tiempo de producción. Obtener los dos componentes monocarióticos (neohaplontes) de 2 cepas comerciales de P. eryngii, MB y FQ, mediante dedicariotización química para realizar apareamientos. Realizar apareamientos entre los neohaplontes de P. eryngii para obtener cepas reconstituidas y los híbridos. Seleccionar las cepas híbridas que se llevarán a fructificación para evaluar sus características fenotípicas y de producción. Seleccionar las cepas híbridas con altos rendimientos y características novedosas para su eventual uso comercial. 41 7. MATERIALES Y MÉTODOS. 7.1 Material biológico. Se utilizaron 2 cepas comerciales de Pleurotus eryngii (MB y FQ). La cepa FQ fue aislada por el Dr. Hermilo Leal Lara, subcultivando tejido vegetativo del cuerpo fructífero de un producto fresco adquirido de una cadena comercial en la ciudad de México en el 2006, mientras que la cepa de MB se aisló de una seta del mismo género producida por la empresa de Monte Blanco. 7.2 Preparación de medio de cultivo (agar de extracto de malta). Se preparó el medio de agar de extracto de malta (AEM) disolviendo 7.5 g de extracto de malta Bioxon® en 100 mL de agua destilada, a continuación se agregaron 9 g de agar bacteriológico, se agitó el matraz con la finalidad de dispersar el agar y se adicionaron 400 mL de agua destilada, volviendo nuevamente a agitar para disolver todo el medio. El medio ya preparado se esterilizó en autoclave a 121ºC y 15 Lb/in2 de presión durante 45 minutos. Del medio estéril se vertieron 10 mL en cajas Petri estériles. Una vez que el medio ha solidificado, las cajas Petri se colocaron en bolsas de plástico y se incubaron 24 horas a 24ºC para verificar su esterilidad. Este medio se utilizó para la propagación vegetativa de las cepas. 7.3 Purificación de la cepa. Las cepas de Pleurotus eryngii proporcionadas por el Dr. Hermilo Leal se encontraban en un medio de agar extracto de malta (AEM). Se determinó su pureza por medio de observación en el microscopio de colonias obtenidas por resiembras de esas cepas para confirmar la presencia de fíbulas (dicariotes) y la ausencia de mohos o bacterias contaminantes. 42 7.4 Fructificación de cepas de Pleurotus eryngii. 7.4.1 Preparación de inoculo de grano. Para la preparación del inóculo se utilizó trigo estéril. Primeramente el trigo se hirvió en exceso de agua por 45 minutos y posteriormente se drenó y se lavó con agua fría. Al trigo frío se le adicionó 1.3% de CaCO3 y 0.3% de CaSO4 para regular el pH óptimo para el desarrollo del micelio y después de un mezclado, se llenaron bolsas de polipropileno con 500 g de mezcla, se cerraron con una liga y después se esterilizaron por 2 horas a 121°C y 20 Lb/in2. El grano estéril, ya frío, se inoculó con el micelio que se había desarrolladoen las cajas Petri y se incubó por 15 a 20 días, hasta que el trigo estaba completamente invadido por el micelio. 7.4.2 Determinación de humedad del sustrato. Este parámetro se determinó pesando cinco muestras de cada sustrato en cajas Petri a peso constante y se colocaron en una estufa a 60°C por 24 horas. Después de este tiempo las muestras se volvieron a pesar. El contenido de humedad se determinó con la siguiente fórmula 𝑯𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 (%) = ( 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒐 − 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒐 ) 𝑿 𝟏𝟎𝟎 7.4.3 Preparación de sustratos. Se pesaron los ingredientes de los distintos sustratos en las cantidades indicadas en la Tabla 12 (experimento 1 y 2) y Tabla 19 (experimento 3). A continuación se adicionó agua de manera gradual mezclando continuamente los ingredientes. 43 El agua añadida fue la necesaria para alcanzar un contenido de humedad del 67%, la cual se determinó en una prueba previa con una muestra de 1 kg de sustrato. A la mezcla húmeda se le añadió sulfato de calcio y carbonato de calcio de acuerdo a cada formulación. Se llenaron bolsas de polipropileno con 2 o 3.5 kg de sustrato húmedo y se esterilizaron en autoclave a 121°C, 15 Ib/𝑖𝑛2 durante 3 horas. Después de enfriar el sustrato por 24 horas, se inoculó con el grano de trigo al 5% y se anotaron los pesos de cada bolsa. El sustrato ya inoculado se colocó en un cuarto de incubación (24°C) donde permaneció por 21, 35 o 49 días. 7.4.4 Producción de esporóforos. Al término del periodo de incubación, las bolsas con sustrato se encontraban completamente invadidas por el micelio, y antes de transferirlas al área de fructificación, en algunos casos se realizó una estimulación del micelio dando frotaciones a la superficie de las bolsas durante 1 minuto o bien colocándolas por 24 horas en un cuarto frío a 4°C., ambos métodos se realizan para provocarle estrés al hongo y que se induzca la fructificación como método de supervivencia. En el cuarto de producción la temperatura se mantuvo a 181 °C, con humedad relativa de 75-90 %, con una ventilación de aire fresco continua para buscar mantener niveles bajos de CO2. Después de 1 o 2 semanas, dependiendo del tratamiento, se formaron primordios sobre la superficie del sustrato. En cuanto los primordios alcanzaban una altura de aproximadamente 2 cm, se cortó la parte superior de las bolsas. En un lapso de 4 a 6 días, los primordios crecieron hasta alcanzar el tamaño de un producto comercial de Pleurotus eryngii (8 a 10 cm de altura). En ese momento se cosecharon los esporóforos cortándolos con un cuchillo en la base. 44 Se registraron los pesos de los hongos cosechados en cada sustrato con lo cual se determinó la producción por bolsa de sustrato. La eficiencia biológica se calculó usando la cantidad de hongos cosechados, el contenido de humedad del sustrato ya esterilizado y el peso húmedo de cada bolsa con sustrato. E.B. = ( g hongos frescos 100 g de sustrato seco ) 𝑥100 7.5. Dedicariotización de cepas de Pleurotus eryngii y producción de híbridos. 7.5.1 Preparación de soluciones para dedicariotizar. Se prepararon soluciones dedicariotizadoras a dos concentraciones (20 y 30 g/L) de peptona P (Oxoid) y glucosa anhidra disueltas en agua destilada. Se colocaron 50 mL de la solución dedicariotizadora en matraces Erlenmeyer de 125 mL de capacidad y se esterilizaron en autoclave a 121ºC y 15 Lb/in2 de presión por 30 minutos. Los matraces estériles se incubaron por 24h a 24ºC para comprobar su esterilidad. Estas soluciones dedicariotizadoras fueron utilizadas para la obtención de los componentes monocarióticos (neohaplontes) de las diferentes cepas de Pleurotus eryngii. 7.5.2 Preparación del inóculo para la dedicariotización. Se resembraron las 2 cepas de Pleurotus eryngii en EMA, colocando 5 inóculos de 0.5 mm de diámetro en 5 puntos equidistantes en la placa de agar, a 1.5 cm de distancia del borde de la caja. Las cajas se incubaron a 18ºC o 24°C hasta que la caja Petri estuviera totalmente invadida por el micelio. La placa de EMA invadida de micelio se cortó en cuadros de 1cm2 y se colocaron en un homogeneizador estéril con 50 mL de agua destilada estéril (etapa de maceración). 45 El homogeneizador se operó por diferentes tiempos (3 hasta 5 minutos) a la velocidad más alta. Los matraces con solución dedicariotizadora se inocularon con 50 µL de micelio homogeneizado y se incubaron a 18ºC por 15-30 días. 7.5.3 Dedicariotización de cepas de Pleurotus eryngii. Después de 4 días de incubación, se evaluó la presencia de micelio en crecimiento en los matraces con solución dedicariotizadora y en caso positivo, el contenido del matraz se vertió en un homogeneizador estéril y se operó a máxima velocidad por 60 segundos (etapa de homogenización). Se tomaron 25 µL del micelio homogeneizado que se inocularon en cajas con EMA, añadiéndosele 100 µL de agua destilada estéril para facilitar una distribución homogénea del micelio homogeneizado sobre la superficie de la placa de agar. A continuación las cajas Petri se incubaron a 18ºC o 24 °C hasta la aparición de colonias. Las colonias obtenidas se observaron al microscopio para determinar la presencia o ausencia de fíbulas. Las colonias en donde se observó ausencia de fíbulas (neohaplontes o micelio de tipo monocariótico) fueron aisladas y resembradas en EMA, para verificar la ausencia de fíbulas en su nuevo crecimiento. 7.5.4 Clasificación de los neohaplontes. Antes de realizar los apareamientos se verificó el carácter monocariótico de todos los neohaplontes resembrándolos en cajas Petri, donde se verificó en el microscopio la ausencia de fíbulas. Posteriormente, en cajas Petri con medio EMA, se realizaron los apareamientos entre los neohaplontes obtenidos de la cepa P. eryngii FQ y los de la cepa MB en todas las posibles combinaciones. Para ello se cortaron de las colonias en crecimiento, cubos de agar de medio centímetro aproximadamente que se colocaron en pares en los 4 puntos equidistantes de una caja (2 neohaplontes diferentes por cada punto de la caja). Después de incubarlos a 24°C por 72 h fueron revisadas diariamente al microscopio para determinar la formación de fíbulas, indicadoras de micelio dicariótico. 46 7.5.5 Hibridación y cepas reconstituidas. Se seleccionaron algunos de los neohaplontes ya clasificados de cada cepa, para realizar nuevos apareamientos. Se aparearon neohaplontes de tipo 1 con los de tipo 2 de cada cepa para obtener cepas reconstituidas. También se realizaron apareamientos entre los neohaplontes de las dos cepas, MB vs FQ, para obtener híbridos inter-cepa. 47 8. RESULTADOS. El objetivo de este trabajo consistía en optimizar distintas variables y parámetros para aumentar la factibilidad de la producción comercial de P. eryngii en México. Adicionalmente a la optimización de los parámetros propios de cultivo, se consideró necesario el desarrollo de cepas mejoradas. La obtención de cepas mejoradas se planteó mediante el apareamiento de neohaplontes de distintas cepas comerciales. Para ello se requería buscar las condiciones óptimas para la recuperación de los componentes monocarióticos (neohaplontes) por dedicariotización de las cepas comerciales MB y FQ de Pleurotus eryngii. 8.1 DEDICARIOTIZACIÓN DE CEPAS COMERCIALES DE P. eryngii (MB Y FQ). Para poder obtener los dos componentes monocarióticos de las 2 cepas comerciales de Pleurotus eryngii, MB y FQ, se tomó como referencia la metodología desarrollada por Leal Lara (1980) y Arteaga Santillán et al. (1996) para dedicariotización de cepas. Cabe mencionar que se modificaron algunas condiciones, a continuación, se presentan las condiciones utilizadas para el experimento 1: Tiempo de macerado: 3, 3.5,
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