Analysis of mycelial growth and development of the desert truffle "Terfezia claveryi" Chatin and microorganisms associated to desert truffle mycorrhizal plants

Resumen

Terfezia claveryi Chatin es un hongo hipogeo comestible perteneciente al grupo conocido como "trufas del desierto", localizado principalmente en ecosistemas áridos y semiáridos de la cuenca del Mediterráneo. En su hábitat natural, T. claveryi establece simbiosis ectendomicorrícica con numerosas especies del género Helianthemum y su fructificación es en primavera. Fue la primera especie dentro de las trufas del desierto en ser cultivada, y desde entonces se ha convertido en un cultivo agrícola alternativo en zonas semiáridas de la Península Ibérica, que ha ido incrementándose durante los últimos años. Esta tesis tiene como objetivo principal el estudio del comportamiento miceliar de la trufa del desierto T. claveryi, tanto en laboratorio como en campo, así como los microorganismos asociados a la rizosfera de plantas hospedantes del género Helianthemum con el fin de conocer más su biología y mejorar su cultivo. Para ello, se planteó el desarrollo de cinco objetivos parciales que dieron lugar a los siguientes resultados y conclusiones. Inicialmente, se evaluó el crecimiento miceliar de T. claveryi en condiciones in vitro, probando en el medio de cultivo MMN (sólido y líquido) distintas concentraciones de macronutrientes, micronutrientes y vitaminas, diferentes condiciones de pH, tamaño de inóculo inicial y relación C/N. Los resultados permitieron diseñar un medio de cultivo MMN optimizado que mejoraba la biomasa miceliar producida. Además, el micelio producido en cultivo líquido en biorreactor permitió la producción de planta micorrizada. En segundo lugar, se estudió la dinámica miceliar de T. claveryi s.l. en suelo durante 4 años en distintas zonas naturales y en plantaciones de la Región de Murcia. Para ello, se diseñaron cebadores específicos para la cuantificación de ADN en suelo con la técnica de PCR cuantitativa a tiempo real, en cada una de las estaciones. Finalmente, se desarrolló un protocolo con la pareja de primers Tc452F/TerclaR, que detecta los productos de PCR. La distribución del micelio fue independiente de las características geográficas de las áreas estudiadas. El año fue la única variable que separó significativamente los datos de micelio en dos grupos (años 1-4 y 2-3), existiendo diferencias significativas sólo para las estaciones de invierno y primavera. Además, el micelio de invierno se correlacionó fuertemente con las variables agroclimáticas del otoño previo, siendo positivas para la precipitación, el índice de aridez y la humedad relativa y negativas para la temperatura máxima, el déficit de presión de vapor y la evapotranspiración. En tercer lugar, se aislaron las bacterias de la rizosfera de T. claveryi x H. almeriense a lo largo de las estaciones. Se realizó una caracterizaron fenotípica, bioquímica, molecular y de las actividades PGPR de las colonias bacterianas (solubilización del fósforo, liberación de auxinas, producción de sideróforos y actividad ACC-deaminasa). Los análisis estadísticos revelaron un enriquecimiento significativo en bacterias solubilizadoras de fósforo (liberadoras de ácidos orgánicos) y con actividad ACC-deaminasa durante la época de fructificación del hongo. Además, se confirmó que un cambio del estado fenológico de la planta determinaba un cambio en la comunidad bacteriana vinculado a sus rasgos PGPR. Por último, para conocer la comunidad de hongos asociados a plantas productoras de ascocarpos frente a las plantas no productoras se utilizaron herramientas de secuenciación masiva de ADN, tanto en suelo como en raíz. Se encontraron distintos patrones en la composición de especies de hongos en función de la productividad. Además, algunos modos tróficos fúngicos fueron identificados como relevantes por tener un efecto positivo o negativo sobre la producción de ascocarpos. Finalmente, se encontraron un grupo de OTUs significativos asociados a zonas productivas, que podrían usarse como marcadores para la localización de trufas del desierto.