| Data: |
2025 |
| Resum: |
Els bolets comestibles han acompanyat la humanitat des de temps antics, valorats pel seu sabor, usos medicinals i alt potencial nutricional. El cultiu de bolets constitueix, a més, un model de producció versàtil i sostenible, ja que aprofita residus lignocel·lulòsics, requereix menys superfície que altres conreus, pot realitzar-se en interiors i no depèn de l'estacionalitat. En aquest marc, el gènere Pleurotus s'ha consolidat com un recurs biotecnològic clau dins dels models d'economia circular, capaç de transformar residus agrícoles en aliments, produir enzims i metabòlits d'alt valor, mentre que el substrat exhaurit de bolet (SEB) ofereix aplicacions com a esmena orgànica, aliment per a animals, font de biopolímers, potencial per a la bioremediació i per a la producció d'energia. Aquest treball va tenir com a objectiu identificar i caracteritzar aïllats silvestres del gènere Pleurotus procedents de l'Equador, i avaluar-ne el potencial per al desenvolupament de soques productives sobre rostoll de blat de moro, dins d'un model agrícola circular que integri també l'aprofitament del substrat exhaurit. La recerca es va desenvolupar en tres etapes: (capítol 1) caracterització morfològica i molecular dels aïllats silvestres, (capítol 2) generació i avaluació d'híbrids i dels seus parentals, i (capítol 3) anàlisi del potencial del substrat exhaurit del bolet com a esmena per millorar la qualitat de cultius d'interès conreats amb arsènic. Es van domesticar amb èxit dos aïllats silvestres del gènere Pleurotus, anomenats PCd i PQ, i es van caracteritzar morfològicament i molecularment. Les anàlisis moleculars van confirmar que ambdós pertanyen a P. djamor. De manera similar, les anàlisis filogenètiques van confirmar la seva agrupació en un clade consistent amb P. djamor, clarament diferenciat d'espècies principals com P. ostreatus, P. pulmonarius i P. eryngii. Les hibridacions van mostrar compatibilitat somàtica únicament entre monocarions de P. djamor, sense obtenir híbrids amb P. ostreatus o P. pulmonarius. Els híbrids van destacar pel seu creixement ràpid i major àrea micelial, la majoria superant els seus parentals, cosa que va evidenciar un efecte de millora. Els assaigs de fructificació van confirmar la viabilitat del rostoll de blat de moro com a substrat eficient per al cultiu de Pleurotus, assolint valors elevats d'eficiència biològica i productivitat (fins al 110%), sense diferències significatives entre soques parentals i híbrides. Així mateix, i amb l'objectiu de trobar una eina eficaç per al cultiu d'espècies d'interès agronòmic en sòls degradats, es va demostrar la compatibilitat in vitro de P. djamor amb bacteris promotors del creixement vegetal (PGPB) dels gèneres Pseudomonas i Enterobacter. Pleurotus djamor va mostrar una elevada tolerància in vitro a l'arsènic, amb reduccions significatives només a partir de 5 mM (375 mg/L) i una inhibició marcada a 20 mM (1. 500 mg/L). De manera similar, Pseudomonas fluorescens va evidenciar una alta resistència, encara que menor, amb disminucions des de 250 µM i un efecte tòxic marcat per sobre de 8 mM. En els assaigs amb cacauet (Arachis hypogaea), les esmenes basades en substrat exhaurit de bolet van reduir l'acumulació d'arsènic en teixits comestibles i van atenuar l'impacte del metaloide sobre el creixement i la nodulació. Tot i que la magnitud de l'efecte va variar segons la variable avaluada, de mitjana totes les esmenes es van comportar millor que la condició sense esmena, que va resultar ser la més sensible a l'arsènic. En conjunt, aquest estudi valida el potencial dels aïllats silvestres de Pleurotus djamor com a recursos genètics i biotecnològics per integrar-los en la producció d'aliments, la valorització de residus i la mitigació de contaminants, aportant evidència que, des d'un context local, es poden assolir models d'agricultura circular i resilient. |
| Resum: |
Los hongos comestibles han acompañado a la humanidad desde tiempos antiguos, valorados por su sabor, usos medicinales y alto potencial nutricional. El cultivo de setas constituye además un modelo de producción versátil y sostenible ya que aprovecha residuos lignocelulósicos, requiere menos superficie que otros cultivos, puede realizarse en interiores y carece de estacionalidad. En este marco, el género Pleurotus se ha consolidado como un recurso biotecnológico clave dentro de modelos de economía circular, capaz de transformar residuos agrícolas en alimentos, producir enzimas y metabolitos de alto valor, mientras que el sustrato gastado de hongo (SGH) ofrece aplicaciones como enmienda orgánica, alimento para animales, fuente de biopolímeros, potencial para biorremediación y producción de energía. El presente trabajo tuvo como objetivo identificar y caracterizar aislados silvestres del género Pleurotus procedentes de Ecuador, y evaluar su potencial para el desarrollo de cepas productivas sobre rastrojo de maíz, dentro de un modelo agrícola circular que integre también el aprovechamiento del sustrato gastado. La investigación se desarrolló en tres etapas: (capítulo 1) caracterización morfológica y molecular de los aislados silvestres, (capítulo 2) generación y evaluación de híbridos y sus parentales, y (capítulo 3) análisis del potencial del sustrato gastado del hongo como enmiendas para mejorar la calidad de cultivos de interés crecidos en presencia de un contaminante natural como lo es el arsénico (As). Se lograron domesticar dos aislados silvestres del género Pleurotus denominados PCd y PQ, y se caracterizaron morfológica y molecularmente. Los análisis moleculares confirmaron que ambos pertenecen a P. djamor. De forma similar, los análisis filogenéticos confirmaron su agrupación en un clado consistente con P. djamor, claramente diferenciado de especies principales del género como P. ostreatus, P. pulmonarius y P. eryngii. Las hibridaciones mostraron compatibilidad somática únicamente entre monocariontes de P. djamor, sin obtenerse híbridos con P. ostreatus o P. pulmonarius. Los híbridos destacaron por su rápido crecimiento y mayor área micelial, la mayoría superando a sus parentales, lo que evidenció un mejoramiento. Los ensayos de fructificación confirmaron la viabilidad del rastrojo de maíz como un sustrato eficiente para el cultivo de Pleurotus, alcanzando altos valores de eficiencia biológica y productividad (hasta 110%), sin diferencias significativas entre cepas parentales e híbridas. Asimismo, y con el objetivo de encontrar una herramienta eficaz para el cultivo de especies de interés agronómico en suelos degradados, se demostró la compatibilidad en crecimiento in vitro de P. djamor con bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB) de los géneros Pseudomonas y Enterobacter. Pleurotus djamor mostró una elevada tolerancia in vitro al arsénico, con reducciones significativas recién a partir de 5 mM (375 mg/L) y una inhibición marcada a 20 mM (1. 500 mg/L). De manera similar, Pseudomonas fluorescens evidenció una alta resistencia, aunque menor, con disminuciones desde 250 µM y un efecto tóxico marcado por encima de 8 mM. En los ensayos en maní, las enmiendas basadas en sustrato gastado de hongo redujeron la acumulación de arsénico en tejidos comestibles y atenuaron el impacto del metaloide sobre crecimiento y nodulación. Si bien la magnitud del efecto varió según la variable evaluada, en promedio todas las enmiendas se desempeñaron mejor que la condición sin enmienda, la cual resultó ser la más sensible al arsénico. En conjunto, este estudio valida el potencial de los aislados silvestres de Pleurotus djamor como recursos genéticos y biotecnológicos para integrarlos en la producción de alimentos, la valorización de residuos y la mitigación de contaminantes, aportando evidencia de que desde un contexto local se pueden alcanzar modelos de agricultura circular y resiliente. |
| Resum: |
Edible mushrooms have accompanied humankind since ancient times, valued for their flavor, medicinal uses, and high nutritional potential. Mushroom cultivation also represents a versatile and sustainable production system, as it makes use of lignocellulosic residues, requires less land than most crops, can be carried out indoors, and is not restricted by seasonality. Within this framework, the genus Pleurotus has been consolidated as a key biotechnological resource in circular economy models, capable of converting agricultural residues into food, enzymes, and high-value metabolites, while the spent mushroom substrate (SMS) offers applications as an organic soil amendment, animal feed, source of biopolymers, bioremediation agent, and raw material for energy production. This study aimed to identify and characterize wild Pleurotus isolates from Ecuador and to evaluate their potential for developing productive strains cultivated on maize stover, within a circular agricultural model that also integrates the use of spent substrate. The research was conducted in three stages: (Chapter 1) morphological and molecular characterization of wild isolates, (Chapter 2) generation and evaluation of hybrids and their parentals, and (Chapter 3) assessment of the potential of spent substrate as an amendment to improve the performance of crops of agronomic interest grown in arsenic-contaminated conditions. Two wild isolates, PCd and PQ, were successfully domesticated and characterized morphologically and molecularly. Molecular analyses confirmed that both belong to P. djamor. Phylogenetic analyses further placed them within a clade consistent with P. djamor, clearly differentiated from major species such as P. ostreatus, P. pulmonarius, and P. eryngii. Hybridizations showed somatic compatibility only between monokaryons of P. djamor, with no hybrids obtained from crosses with P. ostreatus or P. pulmonarius. The hybrids displayed faster growth and larger mycelial areas, most surpassing their parental strains, thus evidencing heterosis. Fruiting assays confirmed maize stover as an efficient cultivation substrate for Pleurotus, achieving high biological efficiency and productivity (up to 110%), with no significant differences between parental and hybrid strains. Additionally, in pursuit of effective tools for cultivating crops of agronomic interest in degraded soils, in vitro compatibility was demonstrated between P. djamor and plant growth-promoting bacteria (PGPB) of the genera Pseudomonas and Enterobacter. Pleurotus djamor exhibited high in vitro tolerance to arsenic, with significant growth reductions only above 5 mM (375 mg/L) and marked inhibition at 20 mM (1,500 mg/L). Similarly, Pseudomonas fluorescens also showed considerable resistance, although lower, with growth inhibition beginning at 250 µM and pronounced toxicity above 8 mM. In peanut assays, amendments based on spent mushroom substrate reduced arsenic accumulation in edible tissues and mitigated the impact of the metalloid on growth and nodulation. Although the magnitude of the effect varied depending on the variable assessed, on average all amendments performed better than the unamended control, which proved to be the most sensitive to arsenic. Taken together, this study validates the potential of wild isolates of Pleurotus djamor as genetic and biotechnological resources to integrate food production, residue valorization, and contaminant mitigation, providing local-scale evidence to strengthen models of circular and resilient agriculture. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal. |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Castellà |
| Col·lecció: |
Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Pleurotus ;
Blat de moro ;
Maize ;
Maíz ;
Arsènic ;
Arsenic ;
Arsénico ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
dir.
