Desert truffle cultivationnew insights into mycorrhizal symbiosis, water-stress adaptation strategies and plantation management

Resumen

Las trufas del desierto son hongos micorrícicos que desarrollan cuerpos fructíferos hipogeos y cuyo hábitat se limita a zonas áridas y semiáridas, principalmente de la cuenca del Mediterráneo y de Oriente Medio. De entre las trufas del desierto destacan los géneros Terfezia y Tirmania, cuyas especies forman ectendomicorrizas con plantas del género Helianthemum. La especie Terfezia claveryi Chatin fue la primera trufa del desierto en ser cultivada junto con la planta hospedante Helianthemum almeriense Pau. La presente tesis tiene el objetivo de aumentar nuestro conocimiento acerca de las trufas del desierto. Para cumplir este objetivo se propusieron cinco objetivos parciales cuyo desarrollo ha dado lugar a diversos resultados y conclusiones. Para evaluar el papel de catalasas fúngicas en la simbiosis T. claveryi y H. almeriense, se purificó una catalasa TcCAT-1 de ascocarpo de T. claveryi que fue caracterizada mediante técnicas bioquímicas, cromatográficas y bioinformáticas. Además, se midieron los niveles de transcripción del gen TcCAT-1 mediante PCR cuantitativa. Los resultados sugieren que TcCAT-1 puede jugar un papel importante durante la micorrización; además, este estudio ha puesto de manifiesto los beneficios de esta micorrización en la respuesta al estrés hídrico. Por otra parte, se secuenciaron los genomas de T. claveryi y Tirmania nivea y el transcriptoma de T. claveryi en micelio libre, micorriza bien regada y micorriza sometida a estrés hídrico; posteriormente se llevó a cabo el análisis bioinformático de todos esos datos. Se han descrito por primera vez los genes MAT de estas especies. También se estudió el patrón de expresión de las enzimas que actúan sobre la pared celular vegetal; este estudio ha revelado una regulación a la baja de estos genes durante la sequía, al mismo tiempo que se producía un cambio de tipo de micorrización, pasando de intercelular a intracelular. En general, las características descritas en este apartado están asociadas al tipo de micorriza formada por estas especies y a su adaptación a los hábitats secos. También se realizó un estudio de los datos que se han ido recogiendo durante 15 años de una plantación experimental de T. claveryi x H. almeriense con el objetivo de determinar los parámetros que más influyen en las fructificaciones de trufas del desierto y en qué momentos del año tienen una importancia mayor. Tras el análisis estadístico de los datos se puso de manifiesto que el índice de aridez en otoño y el potencial hídrico del suelo desde otoño a primavera, parecen ser los parámetros claves. Estos resultados nos han permitido proponer distintos modelos de manejo de plantaciones. En otro de los capítulos de esta tesis se caracterizaron las respuestas morfo-fisio-moleculares de la planta micorrizada H. almeriense durante primavera. Medidas de intercambio gaseoso y de cuantificación de la expresión de determinados genes de acuaporinas, pusieron de manifiesto un cambio brusco en la fenología de la planta que parece estar determinado, mayoritariamente, por el déficit de presión de vapor (DPV). Gracias a este resultado se ha determinado un valor umbral de DPV que está relacionado con la producción de trufas del desierto, y podemos concluir que, en líneas generales, cuanto más tarde se alcance este umbral en la primavera, mayores serán las producciones. Finalmente, con el fin de estudiar la viabilidad de este cultivo si se produjese un aumento en concentración de CO2 atmosférico, se realizó un ensayo en el que sometió a un grupo de H. almeriense micorrizadas con T. claveryi a una elevada concentración de CO2 combinado con un progresivo aumento de la sequía. Los resultados de este ensayo revelan que los efectos de una concentración elevada de CO2 pueden paliar, en parte, los efectos negativos del aumento de la sequía.