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Isolation of a new Tuber borchii strain and characterization of its transcriptomics and volatile compounds profile in vitro cultures

Esta tesis doctoral describe el aislamiento, caracterización transcriptómica y compuestos volátiles de una nueva cepa de T. borchii obtenida a partir de un aislado natural. Establecer cultivos de trufas axénicas es una tarea desafiante y rara vez se logra. Sin embargo, tener acceso a diversas cepas es fundamental para avanzar en los estudios de biología molecular y establecer simbiosis micorrízica en estas especies. En este estudio, se realizó un análisis de transcriptoma del micelio vegetativo de T. borchii cultivado en diferentes sustratos en cultivos sumergidos. Nuestro objetivo no era comparar comportamientos en varios medios, sino establecer una comprensión fundamental del comportamiento de T. borchii en cultivos axénicos. En este contexto, la investigación se centró en genes que codifican enzimas integrales de las vías metabólicas centrales (que comprenden la glucólisis, el ciclo del TCA, el ciclo del glioxilato y la cadena respiratoria), genes afiliados a categorías de metabolitos secundarios y genes que gobiernan la generación de compuestos aromáticos volátiles. Además, realizamos un time course del crecimiento del micelio de T. borchii, identificando compuestos volátiles en diferentes tiempos y condiciones de cultivo. También se realizó una evaluación sensorial del micelio. La tesis también abarcó un segmento industrial, donde se probaron tecnologías para la conservación prolongada del micelio. Más allá de la delimitación de nuevas cepas, los análisis transcriptómicos insinúan que, incluso en condiciones aeróbicas con una expresión genética mínima vinculada a la cadena de transporte de electrones, T. borchii exhibe una mayor síntesis de alcohol deshidrogenasas y quinasas a nivel de sustrato. En particular, también se observó la expresión de genes de desintoxicación contra especies reactivas de oxígeno (ROS).

This doctoral thesis describes the isolation, transcriptomic and volatile compound characterization of a new strain of T. borchii obtained from a natural isolate. Establishing axenic truffles cultures is a challenging task and is rarely accomplished. However, having access to various strains is essential for advancing molecular biology studies and establishing mycorrhizal symbiosis in these species. In this study, transcriptomic analyses of the vegetative mycelium of T. borchii cultivated in different substrates in submerged cultures were conducted. Our objective was not to compare behaviors in several media, but to establish a foundational understanding of T. borchii behavior in axenic cultures. Within this context, the investigation focused on genes encoding enzymes integral to central metabolic pathways (comprising glycolysis, TCA cycle, glyoxylate cycle, and the respiratory chain), genes associated with categories of secondary metabolites, and genes governing the generation of aromatic volatile compounds. Furthermore, a time course of growth of T. borchii mycelium was performed, identifying volatile compounds at different times and culture conditions. Additionally, a sensory assessment of mycelium was conducted. The thesis also encompassed an industrial segment, wherein technologies for the prolonged preservation of the mycelium were tested. Beyond the delineation of new strains, transcriptomic analyses imply that even in aerobic conditions with minimal gene expression linked to the electron transport chain, T. borchii exhibits heightened synthesis of alcohol dehydrogenases and kinases at the substrate level. Notably, the expression of detoxification genes against reactive oxygen species (ROS) was also observed.