Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2445/49178
Title: Traceability of the mycorrhizal symbiosis in the controlled production of edible mushrooms = Traçabilitat de la simbiosi micorízica en la producció controlada de fongs comestibles
Author: Varga Pastor, Herminia de la
Director: Pera i Álvarez, Joan
Parladé Izquierdo, Xavier
Keywords: Miceli
Mycelium
Ectomicorrizes
Ectomycorrhiza
Micologia
Bolets comestibles
Micel·les
Mycology
Edible mushrooms
Issue Date: 29-Nov-2013
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [cat] La disponibilitat de la majoria dels fongs micorízics comestibles depèn de la seva fructificació natural. La formació de bolets està relacionada amb les característiques de l'hàbitat i les condicions climàtiques, però aquestes dades no expliquen ni la dinàmica de la fructificació ni del miceli d’aquests fongs. L’establiment de plantacions a partir de plantes micorizades pot ser una alternativa per a l'obtenció de fongs comestibles ectomicorízics. El progrés de les noves tecnologies en la biologia molecular han permès el desenvolupament, implementació i ús de tècniques per a la traçabilitat dels fongs ectomicorízics comestibles. A la tesi s'ha demostrat que la PCR en temps real, amb el disseny d'oligonucleòtids específics per a la detecció i quantificació de miceli extraradical, ens permet determinar la concentració de miceli present al sòl tant a boscos com a plantacions. La micorizació de plantes amb espècies del complex Boletus edulis s'ha aconseguit en condicions de cultiu pur. S’han dissenyat encebadors i sondes específics per l’amplificació de B. edulis i Tuber melanosporum per PCR en temps real. S’ha estudiat la dinàmica estacional del miceli extraradical, les ectomicorizes i la producció de B. edulis i Lactarius deliciosus, a dos boscos de Sòria. També s’ha quantificat el miceli extraradical de Rhizopogon roseolus (a dues plantacions) i de T. melanosporum (a una plantació), des del seu establiment. Per altra banda s’ha quantificat el miceli extraradical de T. melanosporum en una tofonera natural i en set plantacions (d’uns 20 anys). Finalment, s’ha analitzat l'estructura genètica d’una població de T. melanosporum a una plantació productiva, determinat la distribució dels tipus de compatibilitat al sòl, i els genotips de micorizes i ascocarps fent us de marcadors microsatèl•lits. No s'ha trobat relació directa entre les quantitats de miceli del sòl i la producció per cap de les espècies estudiades, però s’ha correlacionat positivament les estructures vegetatives de B. edulis, R. roseolus i T. melanosporum. Els resultats obren la possibilitat d'utilitzar la quantificació de miceli del sòl per PCR en temps real com un bon indicador de la colonització de les arrels en condicions de camp. Les quantitats de miceli extraradical de B. edulis, L. deliciosus i R. roseolus i les micorizes de T. melanosporum s’han correlacionat amb diferents paràmetres climàtics. Finalment, ha estat possible determinar la distribució dels diferents genotips de T. melanosporum a una plantació, on es va trobar una estructura genètica espacial amb un patró de distribució no aleatori, resultant en zones de camp colonitzat per genets que compartien els mateixos tipus de compatibilitat.
[eng] The availability of most edible ectomycorrhizal mushrooms depends on their natural fructification. Therefore, mycorrhizal plant production could be an alternative for obtaining ectomycorrhizal edible fungi. The first step to establish a plantation for a certain species of mushrooms is the production of plants, inoculated with the fungus, in order to be outplanted to field. The mycorrhization of plants with species of the Boletus edulis complex has been achieved under pure culture synthesis conditions. The production of B. edulis mycorrhizal plants under nursery conditions could be achieved by acclimation of in vitro-produced mycorrhizal plants, but needs still more research to determine an appropriate procedure. Sporocarp formation of these fungi is linked to habitat characteristics and climate conditions, but these data alone do not explain all the trends of fungal fruiting and dynamics. It could be hypothesized that the amount of soil mycelia could also be related to the production of carpophores. Progress of new technologies in molecular biology and the availability of fungal genomes have led to the development, implementation and use of techniques for the traceability of edible ectomycorrhizal fungi. Through the thesis it has been demonstrated that the real- time PCR technique, with the design of specific oligonucleotides for the detection and quantification of extraradical mycelium in soil, allows us to determine the concentration of soil mycelium in forests and plantations, increasing detection limits over conventional PCR. Specific primers and probes have been designed for B. edulis and Tuber melanosporum for real-time PCR amplification, allowing the traceability of these fungal species in the controlled production of edible mycorrhizal mushrooms. The annual belowground dynamics of extraradical soil mycelium, ectomycorrhizal root tips and sporocarp production of two ectomycorrhizal fungi, B. edulis and Lactarius deliciosus, have been studied in two different pine forests (Pinar Grande and Pinares Llanos, respectively) in Soria in permanent plots. Quantification of extraradical mycelium of Rhizopogon roseolus x Pinus pinea plantations (two in Cabils) and of T. melanosporum x Quercus ilex plantation (one in Cerc), in Catalunya has been carried out from its establishment until 24 or 48 months. T. melanosporum extraradical mycelium has also been quantified by real-time PCR in a natural truffle ground and in seven truffle orchards (around 20 years old) established in Tierra Estella and Valdorba sites (Navarra). Finally, the spatial genetic structure of T. melanosporum population was analyzed in a productive orchard (France). The distribution of the two T. melanosporum mating types was monitored in the soil. Ectomycorrhizas and ascocarps were mapped and genotyped using simple sequence repeat markers and the mating type locus and their genetic profiles were compared. No direct relationships were found between soil mycelium amounts and sporocarp production for any of the studied fungal species, but it was possible to obtain positive correlations between vegetative structures (ectomycorrhiza and extraradical mycelium) for B. edulis, R. roseolus and T. melanosporum. The results obtained open the possibility of using quantification of soil mycelium by real-time PCR as a good indicator for root colonization in field conditions (in natural areas or in manmade orchards), especially when a nondestructive sampling or less time consuming analysis were required. The extraradical mycelial amounts of B. edulis, L. deliciosus and R. roseolus and T. melanosporum mycorrhizas were correlated with climate parameters as temperature, rainfall, solar radiation, relative humidity and evapotranspiration. Moreover, it has been possible to map the distribution of different T. melanosporum genotypes trough the traceability of ascocarps, ectomycorrhizas and soil samples. A pronounced spatial genetic structure was found. A nonrandom distribution pattern of the T. melanosporum was observed, resulting in field patches colonized by genets that shared the same mating types.
URI: http://hdl.handle.net/2445/49178
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Facultat - Biologia

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
HDVP_THESIS.pdf4.45 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons