¿Por qué los profesionales utilizan cepas aisladas y no trabajan con esporas?
Antes de responder estas preguntas, repasaremos algunos términos:
- cepa o "cepa" : un individuo genéticamente distinto, que puede ser monocariótico o dicariótico. Cada espora da lugar a un individuo monocariótico genéticamente distinto (cepa o "cepa").
- Núcleo: la parte de la célula que contiene ADN (información genética).
- Plasmogamia: Etapa de la reproducción sexual de los hongos donde se produce la combinación de material genético de dos células.
- Anastomosis: Fusión de 2 hifas, que ocurre antes de la plasmogamia.
- Colonia: micelio de un solo individuo genéticamente distinto.
- Espora: El propágulo que utilizan los hongos para su dispersión. Es haploide y contiene solo un conjunto de cromosomas, que al germinar da lugar a una colonia monocariótica.
- Monocarión: Colonia de hongos que contiene un solo juego de cromosomas en cada célula (haploide).
- Dicarión: Colonia de hongos que contiene dos juegos de cromosomas en cada célula (diploide), originados por la fusión de dos células monocarióticas.
Veamos lo que sucede con las esporas en un cultivo
(Se debe mirar la figura y el número del texto para seguir correctamente la explicación)
1- El hongo libera miles de esporas, cada una de las cuales contiene diferentes cargas genéticas. Cada espora está representada por un color diferente: verde, rosa, azul y amarillo. Cada espora es haploide y solo lleva un juego completo de cromosomas.
2- Cuando las esporas caen sobre el sustrato, germinan y forman varias colonias que también tienen un solo juego de cromosomas. Son los monocariones, representados en colores distintos
3- Cuando son compatibles, las hifas de dos monocariones se unen y sus núcleos se fusionan, generando una nueva colonia. Esta colonia ahora es dicariótica y se llama dicarión (representada en púrpura).
3a - Cada célula de la colonia monocarióticas tiene un solo núcleo, cuyo material genético es idéntico en toda la colonia. Después de que las células de dos colonias monocarióticas se fusionan (anastomosis), una de las células dona el núcleo a través de un pasaje formado por la fusión de las células (plasmogamia). Las nuevas células formadas a partir de esta fusión son dicarióticas y contienen los núcleos de las dos células "parentales". Esta colonia dicariótica se comporta de manera diferente a las colonias monocarióticas. Las células dicarióticas son más grandes, crecen más rápido y darán origen a los hongos.
4- Los dicariones se representan en morado y naranja a modo de ejemplo, y en cuanto se forman, colonizan rápidamente el sustrato en busca de nutrientes y territorio, formando colonias más grandes. Las dicariones son incompatibles entre sí y permanecen separadas en los sustratos, no intercambian material genético y compiten por el espacio, con el fin último de fructificar, o la formación de hongos. Incluso cuando las colonias dicarióticas se superponen, el material genético no se intercambia.
5- Cada colonia dicariótica crecerá y conquistará territorio hasta que haya absorbido suficiente nutriente para comenzar a fructificar (no estamos tomando en cuenta factores ambientales para que la explicación no se vuelva demasiado compleja). El micelio de las colonias dicarióticas sufre varios cambios fisiológicos e inicia la formación de los primordios, que darán lugar a las setas.
5a- Acá se representa una situación que NO OCURRE. Dos colonias dicarióticas NO se mezclan y NO producen un hongo híbrido, por mucho que el micelio de las dos colonias esté mezclado en el sustrato.
Tras analizar los procesos ejemplificados en la figura anterior, observaremos qué ocurre en el propio cultivo de la seta.
(Se debe mirar la figura y el numero del texto para seguir correctamente la explicación)
1- En el cultivo de setas las esporas se pueden utilizar de dos formas.
5b- La forma de la izquierda es la más común, comercializada por muchos vendedores como forma inicial de cultivo de hongos a partir de un sello de esporas o de un vial o jeringa con las esporas recolectadas. Con este método, las esporas se inyectan en el sustrato. Esto ocasiona que como vimos en la figura A, las esporas germinan y las hifas monocarióticas se entrecruzan y el sustrato se llenará de colonias dicarióticas, que compiten por espacio y nutrientes. 6b- El sustrato inoculado con esporas, con múltiples dicariones se comportarán como un mosaico genético, donde cada colonia compite por el espacio. Como no cooperan, el sustrato se divide en territorios, y cada uno tendrá una porción de recursos (nutrientes y agua). Además de una fructificación irregular, el micelio no funcionará tan bien y producirá menos hongos. Al usar este micelio para inocular otros sustratos, la situación se extenderá al nuevo sustrato, donde, cada colonia primero se propagará y si logra fructificar, producirá hongos con características distintas y en vez de aprovechar los nutrientes como un todo.
2- Volviendo a la figura, ahora revisemos a situación hacia la derecha, que muestra el camino de trabajar con una genética pura: Primero Las esporas se pueden germinar en placas de Petri con medio de cultivo (PDA, MEA son los mas usados). Estas esporas germinan y dan lugar a monocariones (colonias monocarióticas), visibles en la placa, que crecen alrededor de la zona donde se realizó la inoculación.
3- Eventualmente, las colonias monocarióticas compatibles comenzarán a fusionarse, formando dicariones. En la placa de Petri con medio de cultivo, estas colonias se distinguen de los monocarióticos en que son más gruesas, más fuertes y crecen más rápido. Normalmente estas dicariones se forman simultáneamente, pero las colonias más agresivas crecerán más rápido y ganarán más espacio en el sustrato. A medida que crecen es posible distinguir una colonia de otra, ya que forman diferentes sectores en las placas. Como cada dicarión compite por el espacio con otro, apenas se mezclan. Es por eso que es fácil separarlos en nuevas placas como colonias separadas
4- Mediante métodos de aislamiento, cortándolas de las placas de Petri con un bisturí estéril y sembrando nuevas placas para que la colonia crezca aislada, es posible separar las colonias dicarióticas, obteniendo individuos únicos. Esto hace que la colonia tenga el mismo material genético.
5a- Luego de obtener un micelio dicariótico aislado, es posible fabricar "semilla" (spawn) con grano, hacer cultivo líquido, etc.
6a- Los sustratos inoculados con una sola colonia aislada crecerán más rápido y los hongos tendrán las mismas características fenotípicas (tamaño, color, velocidad, productividad, etc.) porque son clones genéticos. Debido al hecho de que el sustrato está colonizado por una sola colonia (un solo individuo genéticamente distinto), todos los nutrientes se utilizarán para su crecimiento y la fructificación se produce de manera homogénea y en toda la superficie.