Temario
La biotecnología de hongos es el área del conocimiento dedicada a determinar las condiciones adecuadas para la propagación masiva, bajo condiciones controladas, de especies de interés económico y ambiental, entre otros. En México el primer hongo cultivado fue el champiñón (Agaricus bisporus), posteriormente hubo la producción de setas (Pleurotus) y shiitake (Lentinula edodes). Actualmente el país ocupa el lugar 20 en producción mundial de hongos comestibles, y el primero en Latinoamérica con casi el 60% de la producción total. Así el cultivo de hongos comestibles ha tenido dos vertientes principales: la industrial o privada, y la rural-empresarial emprendida por distintos grupos de campesinos. Actualmente existen poco más de 10 grandes empresas productoras de hongos comestibles, y distintas organizaciones integradas por pequeños inversionistas en diferentes regiones del país. Por otra parte, los hongos comestibles silvestres representan una fuente importante de material genético para el sector productivo de los hongos cultivados, pues al estar fisiológicamente adaptados a determinados sustratos y condiciones ambientales, pueden proporcionar variación genética suficiente para realizar estudios de aislamiento de las cepas y determinación de los parámetros óptimos de germinación y desarrollo de las fructificaciones, con la finalidad de seleccionar material genético que presente características deseables para la industria del cultivo. Por ello, la producción de hongos comestibles depende en gran parte de la disponibilidad de material genético silvestre y de su adecuada preservación. Así también México es un país productor de gran cantidad de residuos orgánicos. Tan sólo en el año 2004 se generaron más de 70 mil toneladas de residuos lignocelulósicos como resultado de la utilización de los recursos naturales, mediante la agricultura, la ganadería y los productos forestales. De este volumen producido, se calcula que un 70% es desperdiciado y desechado de manera incorrecta en el ambiente. Los residuos lignocelulósicos, como su nombre lo indica, contienen altos porcentajes de lignocelulosa, una molécula compleja de difícil degradación microbiana. El mayor beneficio ecológico de los hongos comestibles es que son degradadores naturales de la lignocelulosa y otros compuestos recalcitrantes, proceso que logran mediante la secreción de diversas enzimas hidrolíticas y oxidativas durante sus ciclos de cultivo. Por lo tanto, con el cultivo de hongos comestibles no sólo se obtienen fructificaciones para consumo directo, sino además, se genera una material residual que puede ser aplicado como fertilizante. La actual producción rural y comercial de hongos comestibles utiliza más de 670 mil toneladas de residuos, con lo que se generan ~300 mil toneladas de abono orgánico. La mayoría de los residuos orgánicos son potencialmente adecuados como sustratos para el cultivo de hongos. Entre estos desechos cabe destacar, por los volúmenes anualmente producidos, el bagazo de caña de azúcar, la pulpa de café, el rastrojo de maíz, las pajas de gramíneas, entre otros. Además, el aserrío de la madera y su comercialización, proporciona volúmenes de residuos forestales ideales para su aprovechamiento en el cultivo de especies hongos comestibles con mayor demanda de lignina en el sustrato. Finalmente, el creciente interés en la biotecnología de hongos comestibles se debe en gran parte, además del consumo ancestral en diversas civilizaciones, a que actualmente están considerados como un alimento con apreciable contenido proteico, ya que tienen todos los aminoácidos esenciales, y son especialmente ricos en licina y leucina. En general se acepta que la dieta de una tercera parte de la población mundial es deficiente en proteínas y, por esta razón son diversos los grupos de investigación que han venido desarrollando una gran cantidad de trabajos encaminados a la búsqueda de alternativas alimenticias capaces de revertir esta situación.
Objetivo
Formar recursos humanos capaces de realizar investigación científica y tecnológica, utilizando los hongos de importancia nutricional, medicinal, económica y ecológica en México, mediante el uso de procesos biotecnológicos, sin alterar los recursos y ecosistemas, con el propósito de resolver problemas de tipo socioeconómico, alimentario y de salud.
Objetivos específicos
- Acercar a los estudiantes a los elementos básicos, teóricos y prácticos sobre el manejo y aprovechamiento de algunos hongos. - Proporcionar las técnicas básicas de colecta de hongos silvestres e identificación taxonómica. - Describir las características biológicas y fisiológicas de los hongos. - Proporcionar las bases de los métodos de aislamiento, conservación de hongos y creación de un cepario. - Presentar los procesos metodológicos para la propagación y preparación de muestras de hongos - Abordar los criterios para la selección y tratamiento de residuos orgánicos para el cultivo de hongos. - Proporcionar las técnicas de inoculación y las estrategias de fructificación de hongos. - Aportar a los estudiantes los conocimientos para el diagnóstico y control de enfermedades. - Discutir los aspectos de propiedades de los hongos. - Capacitar a los estudiantes sobre la aplicación de la biología molecular en la definición de especies en hongos.
Habilidades y destrezas
El estudiante deberá tener habilidad para la comprensión de conceptos biológicos y de textos escritos en inglés sobre micologia. Así también contar con conocimientos básicos de biología y micología y nociones de trabajo de laboratorio.
Contenido temático
Lunes T1. Colecta, identificación y preservación de hongos. 1.1 Estructura y biología de los hongos. 1.2 Caracteres macro y microscópico que deben tomarse para identificar un hongo. 1.3 Clasificación práctica en especies cultivadas. 1.4 Principales hongos comestibles silvestres en México y su distribución. 1.5 Importancia de las colecciones de hongos. T2. Concepto de especie. 2.1 Grupos de hongos reconocidos. 2.2 Clasificación de los hongos. 2.3 Concepto de especie en hongos. 2.4 Descripción de una especie. 2.5 Importancia ecológica de los hongos. P1. Observación microscópica de estructuras de hongos. T3. Métodos y técnicas básicas de biología molecular: herramientas para la definición taxonómica de organismos. 3.1 Conceptos generales de biología molecular: replicación del DNA, transcripción y traducción. 3.2 Técnicas generales de biología molecular: purificación de ácidos nucléicos, enzimas de restricción, clonación, bancos de genes, PCR y RT-PCR y RFLP. T4. Discusión de artículos. Martes T5. Obtención de cepas, conservación y conformación de un cepario de hongos. 5.1 Medios de cultivo. 5.2 Aislamiento de cepas: vegetativo y espórico. 5.3 Métodos de conservación de cepas a corto y largo plazo: resiembras continuas, inmersión en aceite mineral, liofilización y congelación en nitrógeno líquido. T6. Reproducción y sexualidad de las especies de hongos comerciales. 4.1 Determinación de patrón de sexualidad, entrecruzamiento y selección de cepas. P5. Obtención de esporadas y cepas por aislamientos vegetativos y espóricos. P6. Entrecruzamiento y selección de cepas. T7. Estudios químicos en hongos comestibles. T4. Discusión de artículos. Miércoles T8. Enzimas lignocelulolíticas, su importancia en el establecimiento, crecimiento y fructificación de los hongos. P8.- Determinación de actividad enzimática en cultivos fúngicos. T9. Control biológico. T4. Discusión de artículos. Jueves T10. Tecnología del cultivo de Pleurotus (setas). 10.1. Características de los sustratos utilizados para el cultivo comercial. Suplementación y aspectos microbiológicos de la fermentación y los tratamientos térmicos. 10.2. Siembra, incubación y cosecha de los hongos. Condiciones ideales de incubación y cosecha, efecto de la temperatura, humedad y ventilación. 10.3. Producción de inóculo. 10.4. Aspectos técnicos y económicos en Pleurotus. P10.- Siembra, producción y cosecha de Pleurotus. P10.- Producción de inóculo Viernes T11. Avances en los estudios biotecnológicos de los hongos micorrícicos. P11. Aislamiento, conservación e inoculación de hongos micorrícicos. T12. El valor nutricional de los hongos comestibles, sus propiedades funcionales y medicinales. T4. Discusión de artículos. Semana 2 Lunes T13. Tecnología del cultivo de Agaricus (Champiñón). 13.1. Fundamentos del cultivo del champiñón y avances tecnológicos recientes. P13.- Siembra, producción y cosecha de champiñón. T14. Tecnología del cultivo de Lentinula edodes (Shiitake). 14.1 Preparación de sustratos para el cultivo del hongo. Suplementación de los sustratos. Análisis de los tratamientos térmicos. 14.2 Siembra, incubación y cosecha de hongos. Control de los factores bióticos y abióticos. T4. Discusión de artículos. Martes T14. Tecnología del cultivo de Lentinula edodes (Shiitake). 14.3 Comparativo de los sistemas de producción del shiitake. P14.- Siembra, producción y cosecha de shiitake. T4. Discusión de artículos. T15. Exposición de tema por alumnos. Miércoles 26 T16. Agroasociación entre empresa y productores de hongos. P16.- Salida de campo. Visita a una planta comercial de cultivo de champiñón. Jueves T17. Manejo post-cosecha de los hongos frescos. 17.1 Calidad y almacenaje de hongos. 17.2 Tratamiento post-cosecha y vida de anaquel. P17.- Conservación de hongos. Viernes T15. Exposición de tema por alumnos. T18. Examen alumnos.
