Caracterización de micorrizas establecidas entre dos hongos comestibles silvestres y pinos nativos de México*

Characterization of mycorrhizas established between two wild edible mushrooms and native pines of Mexico

Violeta Carrasco-Hernández¹, Jesús Pérez-Moreno^1§, Vicente Espinosa-Hernández¹, Juan José Almaraz-Suárez¹, Roberto Quintero-Lizaola¹ y Margarita Torres-Aquino²

¹Microbiología. Edafología. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1280, 1269, 1220 y 1253. (etalovich@yahoo.com.mx), (jalmaraz@colpos.mx), (quintero@colpos.mx), (vespinos@colpos.mx). ^§Autor para correspondencia: jperezm@colpos.mx, jepemo@yahoo.com.mx.

* Recibido: marzo de 2010
Aceptado: noviembre de 2010

Resumen

Las especies forestales dependen de la simbiosis que realizan con los hongos ectomicorrízicos, para un crecimiento óptimo. Adicionalmente México es un importante reservorio cultural y biológico de especies de hongos silvestres comestibles a nivel mundial. A pesar de la gran importancia ecológica, antropológica y práctica, existen escasas descripciones de las ectomicorrizas formadas entre hongos ectomicorrizicos comestibles y plantas nativas de México. En el presente trabajo, se realizó la descripción morfológica de las ectomicorrizas de los hongos comestibles Laccaria bicolor y L. proxima en asociación con Pinus patula y P. pseudostrobus. La síntesis de las micorrizas estudiadas se efectuó mediante la inoculación con esporas en un sustrato estéril, bajo condiciones de invernadero. Se describen las ectomicorrizas formadas en plantas 397 días después de la siembra de pinos y de la inoculación con las especies fúngicas. Se observaron diferencias en la micromorfología de las ectomicorrizas de ambas especies fúngicas, siendo los principales caracteres distintivos, la longitud de la ectomicorriza, el tipo de ramificación, la forma de las puntas no ramificadas y el color de los ápices. Ambas especies presentaron el mismo arreglo anatómico de la capa externa del manto. Se adiciona también la descripción de las esporomas de Laccaria bicolor y L. proxima. Este estudio se realizó en el laboratorio de micorrizas del Programa de Edafología del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas (CP) en 2009.

Palabras clave: Laccaria bicolor, L. proxima, Pinus patula, P. pseudostrobus.

Abstract

Key words: Laccaria bicolor, L. proxima, Pinus patula, P. pseudostrobus.

INTRODUCCIÓN

En la mayoría de bosques templados y boreales las especies de árboles presentes forman asociaciones ectomicorrízicas (Smith y Read, 2008). Estas asociaciones contribuyen a la biodiversidad de suelos y al funcionamiento del ecosistema, siendo reguladores de la productividad de los bosques (Smith y Read, 2008). En general, los hongos micorrízicos y en particular los ectomicorrízicos, realizan diversas aportaciones benéficas a las plantas los cuales incluyen la transferencia de agua y nutrimentos hacia los árboles asociados (Pérez-Moreno y Read, 2001a y 2001b; Pérez-Moreno y Read, 2004).

Se estima que existen más de 5 000 especies de hongos (pertenecientes a los basidiomicetes y ascomicetes) y alrededor de 2 000 plantas (tanto angiospermas como gimnospermas) que forman simbiosis ectomicorrízicas (Agarwal y Sah, 2009). Adicionalmente, México es un importante reservorio cultural y biológico de hongos silvestres comestibles a nivel internacional. Un gran porcentaje de las especies de hongos silvestres comestibles en México forman asociaciones ectomicorrízicas (Pérez-Moreno et al., 2008).

Algunas especies de hongos ectomicorrízicos pueden ser cultivados en laboratorio, para su posterior utilización en micorrizaciones controladas de plantas en vivero, siendo necesario determinar las condiciones y técnicas culturales que permitan la optimización de esta simbiosis hongo-planta. Por ello la adecuada selección e identificación de las especies de hongos micorrízicos como simbiontes y su posterior manipulación, tanto en laboratorio como en vivero, pueden ser aspectos claves para lograr con éxito el establecimiento de especies vegetales en campo (Honrubia et al., 1992; Pereira et al., 2007).

Dado que existen diferencias morfológicas entre las raíces ectomicorrizadas con diferentes especies de hongos, la caracterización morfológica de las ectomicorrizas es fundamental para un manejo adecuado en vivero de inoculaciones controladas. Sin embargo, en México esta caracterización se ha efectuado para muy pocas especies fúngicas y vegetales.

El género Laccaria ha sido utilizado ampliamente, por ser un hongo cosmopolita (Cairney y Chambers, 1999). Mueller (1992) reconoció 19 especies para Estado Unidos de América y tentativamente 40 a nivel mundial. Las especies de Laccaria forman ectomicorrizas con un amplio rango de hospederos (Pinaceae, Pinus, Larix, Picea, Pseudotsuga, Dipterocarpaceae, Dipterocarpus, Fagaceae, Betula, Myrtaceae, Eucalyptus, Leptospermum, Picea, Tsuga, Abies, Fagus, Nothofagus, Quercus, Tiliaceae, Tilia, Salicaceae y Salix). Dentro de esta gran diversidad de especies se encuentran Laccaria proxima y L. bicolor, las cuales han recibido escasa atención en cuanto a su descripción y síntesis en laboratorio.

Debido al gran potencial de utilización que tienen las especies del género Laccaria en México (Pérez-Moreno et al., 2008; Perea-Estrada et al., 2009), en el presente trabajo se efectuó la descripción macro y micromorfológica de ectomicorrizas sintetizadas entre Laccaria bicolor y L. proxima con Pinus pseudostrobus y P. patula.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las semillas de Pinus pseudostrobus y P. patula fueron esterilizadas con peróxido de hidrógeno (H₂O₂) al 30%. Se utilizaron tubetes de plástico negro de 140 ml los cuales se lavaron y desinfectaron con alcohol previo a su llenado con el sustrato. El sustrato utilizado consistió en una mezcla de arena-corteza-suelo en proporción 2:2:1, el cual fue esterilizado con vapor de agua durante 24 h.

Los tubetes se llenaron con el sustrato, dejando en la parte superior un espacio aproximadamente al 10% del volumen para aplicar el inóculo y posteriormente se llenaron en su totalidad. Se colocó la semilla de cada pino por tubete a una profundidad aproximada de 0.5 cm y se agregó una capa de granos finos de tezontle (<0.5 cm de diámetro) en la superficie para cada tubete.

La germinación ocurrió, tres semanas después de la siembra y se aplicó el fungicida Captan en proporción de 2 g L^-1, cada tercer día hasta que el tallo estuvo lignificado a fin de evitar el "damping off ". A cada planta se inoculó con 10⁶ a 10⁸ esporas. La preparación del inoculo consistió en deshidratar los píleos de los esporomas de Laccaria bicolor y L. proxima a una temperatura de 35 ºC, los cuales se almacenaron en viales de 1.5 ml hasta la inoculación.

Los esporomas utilizados para el inoculo fueron adquiridos en el mercado de Ozumba, el cual se encuentra ubicado en el sureste del Valle de México. Las coordenadas extremas del municipio son: 19º 02' latitud norte y 98° 48' 14'' longitud oeste y una altitud media de 2 340 m. La parte norte y central del municipio presentan un clima templado C(w2) (w) b(i)g, con temperatura media anual entre 12 y 18 ºC y la parte sur del municipio posee un clima semicálido (A) C(w2) (w) a(i'), con una temperatura media anual entre 12 y 18 ºC (SEGOB, 2010).

Las especies de hongos ectomicorrízicos comestibles del género Hebeloma y Laccaria, adquiridos en el mercado de Ozumba, se describieron de acuerdo a las principales características macro y microscópicas especificadas por Largent (1973); Largent et al. (1977). Las plantas desde la siembra hasta la cosecha permanecieron en condiciones de invernadero durante 397 días, regándose cada tercer día con agua purificada.

Caracterización macro y micromorfológica

La caracterización macro y micromorfológica se efectuó 397 días después de la siembra. El cepellón se remojó durante 24 h, posteriormente se retiró la parte aérea del pino y se enjuagó cuidadosamente la raíz, la cual fue dividida en tres áreas iguales: superior, media e inferior. Después se prosiguió a extender la raíz de cada área y cortar segmentos de 5 cm, de estos se seleccionaron al azar algunos para su posterior conteo en el estereoscopio. Por cada área se contaron 200 raíces cortas, en total se contabilizaron 600 raíces cortas por pino.

Se analizaron las características micromorfológicas y anatómicas más comunes de las raíces cortas micorrizadas para cada especie tales como: longitud, diámetro, color, tipo de ramificación, forma de las puntas no ramificadas, textura y anatomía externa del manto de las micorrizas; el procedimiento se realizó de acuerdo al sistema de información para caracterización y determinación de ectomicorrizas (Agerer y Rambold, 2009). Se tomaron fotomicrografías en un estereoscopio Leica EZ4 a las raíces cortas micorrizadas en mejor estado y en las que se observaron las características distintivas para cada especie.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tanto Laccaria laccata como L. proxima tienen una gran importancia como especies comestibles en diversas partes del centro y sur de México, en donde son conocidas con los nombres comunes de "xocoyotl", "xocoyoli" o "chocoyul" (Pérez-Moreno et al., 2008). Adicionalmente, diversas investigaciones han utilizado especies del género Laccaria, para su aplicación en la micorrización controlada de planta de vivero, debido a que se han registrado efectos benéficos en las plantas inoculadas, en comparación con las plantas no inoculadas en términos de crecimiento aéreo, radical y contenido nutrimental; por ejemplo, Laccaria laccata con Pinus pinaster (Pera y Parladé, 2005), Laccaria bicolor con Pseudotsuga menziesii (Parladé y Álvarez, 1993; Parladé et al., 1997; Parladé et al., 1999), Pinus pinea (Parladé et al., 1997; Rincón et al., 2001) y Pinus pinaster (Perrin et al., 1994; Parladé et al., 1997; Parladé et al., 1999).

A pesar de la gran importancia de especies del género Laccaria, a nivel internacional y en México son pocos los estudios enfocados a la descripción anatómica de las ectomicorrizas de Laccaria bicolor y L. proxima. Estudios previos realizaron la descripción morfológica y anatómica de Laccaria bicolor (Santiago et al., 2003) y Laccaria proxima (Agerer y Rambold, 2009); sin embargo, es necesario un estudio, comparativo entre las principales características que distinguen estas especies. Es probable que la escasez de trabajos enfocados a la descripción morfológica y anatómica de ectomicorrizas, se deba principalmente a los tiempos prolongados necesarios para obtener ectomicorrizas en estadios adultos. Por ejemplo, en nuestro caso se utilizaron ectomicorrizas de estadios maduros, los cuales se caracterizaron un año después de la inoculación.

Descripción de esporomas

La caracterización e identificación de los esporomas ectomicorrizicos en campo es indispensable para una colecta adecuada, a continuación se describen las características distintivas de los esporomas de Laccaria bicolor y L. proxima (Cuadro 1). En total se utilizaron 30 esporomas de cada especie para efectuar su caracterización macro y micromorfológica.

En el Cuadro 1, se comparan las características distintivas entre Laccaria proxima y L. bicolor en función del material estudiado. Las principales características que sobresalen entre estas dos especies, es la mayor longitud en píleo y estípite de Laccaria proxima y la coloración violeta en la parte basal del estípite de Laccaria bicolor. Las características de las dos especies de Laccaria descritas en el Cuadro 1, coinciden con las descripciones realizadas por Mueller (1992), a excepción de la forma del estípite y espora (Cuadro 2). En cuanto a las esporas se podría decir que tienden a ser más globosas que elipsoides; pues la relación ancho-longitud es mínima de acuerdo a las mediciones de Mueller (1992).

A continuación se presenta la caracterización macro y micromorfológica realizada a las raíces cortas micorrizadas con Laccaria bicolor y L. proxima con Pinus patula y P. pseudostrobus. Dichas especies de pino son nativas de México y de gran importancia forestal. En el caso de Pinus patula, aunque es una especie nativa de México en donde posee una distribución natural restringida, ha tenido mucho éxito en plantaciones a nivel internacional, tanto en áreas tropicales como en zonas templadas desde la década de 1940, incluyendo el sur de África, el subcontinente de la India, América del Sur y Australia (Gillespie, 1992).

Laccaria bicolor. Raíces micorrizadas con ramificaciones en su mayoría dicotómicas (Figura 1c), y en menor abundancia ausente de 1-4.5 mm de longitud y 0.3 mm de diámetro, sin rizomorfos y superficie lisa (Figura 1e). Las puntas no ramificadas de jóvenes estaban estranguladas entre la parte más vieja y la más joven o rectas, se observó que en este estadio la base tiene una longitud apenas perceptible, su coloración en las etapas iniciales fue café claro, tendiendo a naranja y con el tiempo se tornaron café rojizo con algunos puntos plateados; la base de la micorriza permaneció café obscuro en sus diferentes etapas. Las hifas de la capa externa del manto presentó un arreglo plectenquimatoso. Macromorfológicamente se apreciaron hifas gelatinosas de color café rojizo. Los primordios que se observaron en tubetes de Laccaria bicolor presentaron una coloración rosa claro y en la base tonos violáceos.

Laccaria proxima. La micorriza presentó un tipo de ramificación en su mayoría ausente y en menor proporción dicotómica, con una longitud de 1 a 8 mm y 0.2 mm de diámetro, la morfología de las puntas no ramificadas fueron sinuosos o inclinados. De jóvenes presentaban una coloración café claro distribuido homogéneamente; por el contrario, con el tiempo se va diferenciado la base de un color café obscuro y la punta café claro, con la terminación cilíndrica (Figura 1f). En su etapa adulta la base es mayor que el ápice. El tipo de manto en la superficie era liso (Figura 1d), su anatomía fue plectenquimatoso (Figura 1h). Macromorfológicamente, se apreciaron estructuras alargadas de las hifas, color café y blanco en las puntas.

En general, las características de Laccaria bicolor descritas en el presente trabajo coinciden con las realizadas por Santiago et al. (2003), a excepción de la longitud y diámetro de la micorriza (Cuadro 4). En el caso de Laccaria proxima, se observaron diferencias con respecto a las descritas por Agerer y Rambold (2009) en el tipo de color del ápice, diámetro de la micorriza y textura brillante del manto (Cuadro 4).

En el Cuadro 3 y 4, se sintetizan las características distintivas para cada especie fúngica, siendo evidente la diferencia en longitud entre especies. En la etapa juvenil de las micorrizas, las diferencias entre especies son casi imperceptibles y la similitud se encontró en la anatomía de la capa externa del manto.

CONCLUSIONES

Se logró con éxito la micorrización de Pinus patula y Pinus pseudostrobus con Laccaria bicolor y Laccaria proxima, mediante la inoculación con esporas.

Existieron diferencias morfológicas entre las raíces cortas de Laccaria bicolor y Laccaria proxima; aunque poco perceptibles en sus estadios jóvenes. Las características distintivas (longitud, diámetro, color, tipo de ramificación, forma de las puntas no ramificadas, textura y anatomía externa del manto de las micorrizas) entre Laccaria bicolor y Laccaria proxima son más notorias en su etapa adulta.

En términos generales las características micromorfológicas por especie de hongo fueron iguales en Pinus patula y Pinus pseudostrobus.

La descripción de los esporomas de Laccaria bicolor y Laccaria proxima, es fundamental debido a su amplio uso biotecnológico. La principal característica distintiva entre estas dos especies fue la diferencia en tamaño del píleo y estípite, así como la coloración violáceo intenso en la base del estípite de Laccaria bicolor de la cual carece Laccaria proxima.

La primera autora agradece el financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por la beca otorgada. Así como el proyecto SEMARNAT-CONACYT-2004-01-45: "Los hongos silvestres comestibles del Parque Nacional Izta-Popo, Zoquiapan y anexos", por el financiamiento otorgado. Al Dr. Jorge Valdez Carrasco, por su amable asesoramiento en la toma de fotografías.

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