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La germinazione delle spore

testo e foto dr. Guglielmo Gregorio, Gruppo Micologico Milanese

Tra le attività del Gruppo Micologico Milanese oltre alla ricerca, riconoscimento e conservazione dei funghi in erbario, trova spazio anche lo studio della germinazione delle spore.

La germinazione è stata studiata e descritta anche in dettaglio in molte pubblicazioni, dove c’è un interesse particolare per il processo germinativo stesso o per il ciclo riproduttivo della specie considerata, ma non è facile trovare nella sistematica dei funghi cosiddetti superiori, accanto alla descrizione delle spore, anche quella dei primordi del micelio. L’impressione che si ricava scorrendo la letteratura specializzata è, quando bisogna far sviluppare un micelio dalle spore, un laboratorio attrezzato con le giuste competenze riesce nell’intento, mentre per il naturalista dilettante o per il micologo più orientato alla sistematica può essere difficile.

Citerò un testo scolastico (1) e poi qualche libro di carattere generale (2, 3) e qualche caso particolare (4) a indicare che anche la semplice osservazione del processo non è così ovvia. Alcuni esperimenti simili a quelli che riporto qui di seguito sono stati messi in rete sul sito “Sardegnaflora.it” e riguardano le spore di Verpa conica e Gyromitra esculenta (5).

Quando la spora semplicemente inumidita dà luogo a un micelio allora è facile osservare la germinazione: basta mettere le spore raccolte in una provetta con un po’ d’acqua sterile e guardare di quando in quando un campione al microscopio. Dopo alcune ore o pochi giorni si possono veder le spore germinare e il micelio svilupparsi: quest’ultimo va poi trasferito su un terreno nutritivo affinché si propaghi.

spo1Particolare del micelio di una spora di Morchella costata,
germinante in acqua dopo 36 h dall’inseminazione. Colorante rosso Congo. Obiettivo 60x

spo2Spore di Morchella costata germinanti su terreno di Agar-amido dopo 24 h dall’inseminazione. Colorante rosso Congo. Obiettivo 60x.
Le spore rigonfiate sono “molli” cioè facilmente deformabili.

Altre specie dei Generi Morchella, Verpa, Mitrophora producono spore che germinano in acqua, ma in genere si preferisce usare il terreno solido classico della microbiologia cioè gel di Agar, perché sulla gelatina si può identificare facilmente il punto di inseminazione e lì concentrare l’analisi microscopica. Nella preparazione del gel di Agar per funghi si aggiunge normalmente amido o glucosio per favorire la crescita del micelio. Altri nutrienti potrebbero essere necessari alla germinazione.  
   
Ho riportato i miei primi esperimenti nel 2009, con una ventina di specie (6) alle quali rinvio per il modo di operare: in quella sede suggerivo di realizzare la sporata direttamente sulla gelatina di Agar, da qualche centimetro di altezza, così le spore cadono lontane le une dalle altre e separate da eventuali batteri o altri inquinanti. La foto 5 visualizza una sporata. Con adatti strumenti si potrebbero prelevare le spore una per una e ottenere colture di un solo individuo.

spo3Sporata di Oudemansiella longipes su gel di Agar. Obiettivo 10x a luce radente

 Nella pratica, poter fare la sporata direttamente sul gel di coltura, è un po’ l’eccezione mentre è normale disporre di spore raccolte in precedenza, anche molto tempo prima e in località remote. Se sono state raccolte da esemplari puliti e privi di muffe le spore reidratate in una goccia d’acqua e inseminate sul terreno adatto, in genere germinano come quelle appena raccolte. Spore di Morchella rotunda e Morchella costata (foto 1 e 5) conservate per più di trent'anni in frigo, gentilmente fornite dal dr. Roberto Galli, hanno potuto germinare come quelle appena raccolte. Per certe specie invece l’invecchiamento riduce la germinabilità (es. Flammulina velutipes dopo un anno).

spo4Spore di Flammulina velutipes, vecchie di 3 mesi, inumidite e lasciate in acqua 24h.
Colorante rosso Congo. Obiettivo 90x. Spore intatte 7,5-8,5 µm, spore germinanti 8-9 µm

spo5Gelatina inseminata con numerose spore di Flammulina velutipes (macchia bianca centrale di circa 5 mm) con il micelio che si propaga verso il resto della gelatina. Macro controluce

I primordi di micelio che spuntano da due o più punti della spora sono una costante per gli ascomiceti mentre Flammulina velutipes fa un po’ da eccezione tra i basidiomiceti.  Nei casi che ho osservato finora, se c’è un poro germinativo visibile quello è anche il punto di partenza del micelio.

spo6Spora di Morchella rotunda che germina da quattro punti contemporaneamente. Colore naturale. Obiettivo 90x. Terreno gel di Agar-patata. Spora rigonfia: dimensioni 1,5 volte la spora secca

spo7Spore di Disciotis venosa che germinano costantemente da tre punti alla periferia della spora.  Obiettivo 90x. Terreno gel di Agar senza altri nutrienti.

La facilità con cui le sostanze del terreno sono assorbite all’interno delle cellule ifali è mostrata da un esperimento involontario in cui il punto di inseminazione era stato segnato sulla gelatina con inchiostro di china. Il colorante dell’inchiostro non è tossico e colora nettamente le ife in crescita (non le spore).spo8Spore di Verpa digitaliformis in germinazione da 24 h su Agar-amido-infuso di legno di salice colorato con inchiostro di china. Obiettivo 60x. Assenza di altri coloranti.

È probabile che altre specie di funghi producano spore che germinano semplicemente in acqua. Per molte altre specie invece le spore germinano dove trovano un terreno adatto, e identificare tale terreno comporta diversi esperimenti prima di poter osservare almeno qualche spora germinante. Nonostante vari tentativi molte specie possiedono spore che sembrano completamente inerti; evidentemente richiedono condizioni diverse, temperatura e pH del terreno, nutrienti particolari o tempi di “dormienza” lunghi e difficili da stabilire. Un fattore particolare potrebbe essere la possibilità o meno di radicarsi sul terreno prescelto: gli studi di H. C. Hoch (4) mostrano che una ruggine delle foglie di vite del Genere Phyllosticta non germina su Agar ma solo su substrati idrofobi (polistirolo) simili alle cere che ricoprono le foglie.

Cercherò di illustrare brevemente alcuni degli esperimenti riusciti.

Per avere un terreno con nutrienti che non siano soltanto Agar e amido sono disponibili diverse ricette e i preparati sono anche in commercio. Un metodo empirico adatto a questi studi non professionali, è preparare il gel con un infuso di legni di piante diverse. Il gel di Agar preparato con infuso di legno di pioppo o betulla è pochissimo acido (pH 5). Il terreno di Agar-infuso di castagno è un po’ più acido per via dei tannini. Il pH si può correggere con qualche goccia di bicarbonato, con il problema però che diventano più facili le invasioni batteriche.

Nelle foto che seguono si vede nettamente il primordio che fuoriesce dal poro germinativo delle spore come una bolla che poi si espande e si ramifica. Sono state provate alcune specie di Agrocybe e di  Hypholoma: A. aegerita, A. praecox, A. pediades; H. capnoides, H. sublateritium, H. fasciculare. Per tutti questi funghi la germinazione non riesce su Agar-amido ma solo su gel di Agar preparato con infuso di legni: legno di pioppo o betulla per le Agrocybe, legno di castagno per gli Hypholoma. Agrocybe aegerita in particolare non sopporta un terreno anche di poco più acido. La temperatura è quella dell’ambiente; in locali più freschi (10-15 °C) la crescita delle ife è assai più lenta.

spo9Hypholoma capnoides inseminato su Agar-amido-infuso di castagno
con l'aggiunta di una goccia d’acqua contenente le spore. Germinazione dopo 24 h.
Obiettivo 60x colorante blu di metilene molto diluito

spo10Spora di Hypholoma sublateritium che germina su Agar-amido-infuso di castagno dopo 24 h.
Spora depositata direttamente sul gel. Obiettivo 60x. Colore ritoccato per aumentare il contrasto

spo11
 Spora di Agrocybe pediades che germina su Agar-amido-infuso di pioppo 40 h dopo il deposito sporale direttamente sul gel. Obiettivo 90x. Colore ritoccato per aumentare il contrasto. 

Vorrei ora illustrare un caso in cui la germinazione esige un terreno contenente biotina. Una sospensione di lievito di birra in acqua leggermente acidificata con acido acetico e portata all’ebollizione contiene biotina;  l’acidità serve a evitare che l’ebollizione la decomponga. Con il liquido decantato e neutralizzato si prepara poi il gel di Agar. Il terreno di lievito è citato per gli Agaricus (7) ed è probabile che la biotina sia il composto attivo.

Anellaria semiovata è un fungo fimicolo relativamente grande, molto comune per cui era intuibile che non fosse molto esigente come terreno di crescita. In realtà con gli infusi di legno anche marcescente non si osservava germinazione, invece usando il terreno di lievito l’inizio e la propagazione del micelio avvengono in modo costante anche con spore relativamente invecchiate (fino a tre anni). Le spore hanno una patina cerosa che le rende poco bagnabili, per cui per disperderle in acqua bisogna rimescolare a lungo la sospensione; per fortuna non sono fragili.

spo12Anellaria semiovata sui pascoli dell’altopiano del Renon (BZ), Giugno 2010

spo13Spora di Anellaria semiovata col primordio di micelio che spunta in forma di bolla dal poro germinativo. Le sferette che si vedono sono alcune cellule del lievito usato per preparare il terreno. Obiettivo 60x

spo14Spore di Anellaria semiovata col micelio che inizia a propagarsi. Tentativo di colorazione con blu di metilene; il colorante sul gel non si assorbe ma colora invece altri frammenti. Obiettivo 60x.

Terminerò con la germinazione di spore di Gyromitra esculenta, descritta anche in (5). Dopo alcuni tentativi non riusciti, osservando un embrione di micelio su un carpoforo marcescente, il suggerimento fu di utilizzare il corpo fungino o un suo estratto come terreno di coltura. La mitra, finemente spezzettata e sospesa al 50% circa in acqua, è stata fatta bollire brevemente con 0,3% di Agar ottenendo un gel eterogeneo contenente tutto il materiale fibroso compresi aschi e spore ormai morti. Una prima inseminazione su tale terreno non ha fatto germinare spore, ma solo un’invasione di muffe e batteri che avevano resistito al calore. Il gel riportato a 100°C più a lungo, lasciato poi a riposo per verificarne la sterilità, è stato inseminato nuovamente con spore vecchie di sei mesi e ha mostrato le spore germinanti molto rigonfiate accanto ad altre spore inerti residue dalla prima preparazione.

spo15Spora di Gyromitra esculenta con micelio che propaga a 36 h dall’inseminazione su gel di Agar con infuso di fungo adulto. Obiettivo da 60x
È visibile una spora di quelle sterilizzate preparando il terreno

spo16Spora di Gyromitra esculenta molto deformata, con micelio che propaga a 30 h dall’inseminazione. Terreno come sopra. Obiettivo da 60x. Il colorante è blu di metilene

 


Bibliografia di riferimento
1. Pacifici B., 2002: Micologia - La spora fungina. Corso On Line
2. Rambelli A., 1981: Fondamenti di micologia. Zanichelli, Bologna
3. Deacon J.W., 2000: Micologia moderna. Calderini Edagricole, Bologna
4. Shaw B.D., Carrol G.C. and Hoch H.C., 2006: Generality of the prerequisite of conidium attachment to a hydrophobic substratum as a signal for germination among Phyllosticta species. Mycologia 98, p. 186
5. Campus G., 2005: Osservazioni sull'emissione dei tubi germinativi. www.Sardegnaflora.it
6. Gregorio G., 2009: Osservazioni sulla germinazione delle spore di alcuni funghi saprofiti. Pagine Botaniche, 33 p.28
7. Kerrigan R.W., Royer I.C., Baller R.M., Kohli Y. Horgen P.A. and Anderson J.B., 1993: Meiotic behavior and linkage relationships in the secondarily homotallic fungus Agaricus bisporus. Genetics 133, p. 225



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