Nuove biotenologie per la produzione di piante micorrizate con tartufo

Il lavoro svolto durante questa tesi di dottorato pone le basi per lo sviluppo di nuove biotecnologie della micorrizazione di piante forestali con tartufi pregiati ed in particolare con Tuber magnatum. Durante questa tesi è stato possibile isolare e mantenere in coltura pura il micelio di T. magnatum, ad ottenere e descrivere le sue micorrize e quelle di altri tartufi “bianchi” (T. oligospermum, T. borchii) e a seguire l’evoluzione del micelio nel suolo utilizzando la tecnica della real time PCR. Sono stati disegnati primer specie specifici in grado di identificare T. oligospermum ed è stata verificata la possibiltà di utilizzare questi primers in PCR multiplex con quelli specifici di T. magnatum e di T. borchii già presenti in bibliografia, al fine di “scovare” sia frodi nella commercializzaione degli ascomi sia eventuali contaminazioni nelle piante micorrizate. Per migliorare lo sviluppo miceliare di tartufo abbiamo si è cercato di migliorare il mezzo nutritivo per la crescita del micelio utilizzando: fonti di carbonio diverse, estratti radicali di nocciolo e singole frazioni separate dagli stessi. Infine sono stati sviluppati protocolli di crioconservazione per miceli di tartufo. Gli estratti radicali sono in grado di stimolare le crescita miceliare del tartufo modello T. borchii e dimodificarne la morfologia ifale. Questo risultati sono stati confermati anche dall’aumento dell’espressione di geni CDC42 e Rho-GDI, due geni legati alla crescita apicale polarizzata delle ife dei funghi filamentosi. Inoltre è stato dimostrato che il mantenimento in coltura per numerosi anni dei miceli di tartufo provoca una perdita della capacità d’infettare le radici delle piante e quindi il loro potenziale utilizzo sia a scopo sperimentale sia a scopo colturale. Questo pone in risalto l’importanza della conservazione a lungo termine del materiale biologico a disposizione ed è stato dimostrato che la crioconservazione è applicabile con successo anche alle specie del genere Tuber.

In this PhD thesis we have developed new biotechnologies for the mycorrhizal synthesis of forest plants with precious truffles and in particular with T. magnatum. We have isolated and kept in pure culture the mycelium T. magnatum for the first time. We have obtained and described its mycorrhizas and the mycorrhizas of other similar white truffles (T. oligospermum, T. borchii). We have also follow the development of its mycelium in the pot using the real time PCR technique. We have designed specific primers for T. oligospermum identification and we have verified the possibility to use these primers in PCR multiplex in combination with T. magnatum and T. borchii primers reported in literature. Using these primers we are able to discover frauds in truffle commercialization or contaminations in commercial mycorrhized plants. In order to increase the growth of T. magnatum mycelium we tested different media containing different C sources , hazel root extracts and fractions of theses roots extracts. We have also developed new protocols for the cryopreservation of truffle mycelia. We found that the root extracts stimulate the mycelial growth of the model fungus T. borchii and also modify the its hyphal morphology. These results are confirmed by an increased expression of the genes CDC42 e Rho-GDI, which are involved in apical growth of filamentous fungi. Moreover we showed that long term cultivation on synthetic media (for more than 10 years) of truffle mycelia lose their infectivity and perhaps they cannot be successfully used for the commercial and experimental production of mycorrhized plants. Thus our results confirm the importance of the cryopreservation methods for long term vitality and infectivity preservation of Tuber mycelia.