Cereal grains and glycerol in Agaricus blazei cryopreservation / Grãos de cereais e glicerol na criopreservação de Agaricus blazei

Agaricus blazei is an important commercial basidiomycete studied for its biological activity. However, little has been studied about the preservation techniques of this basidiomycete, and cryopreservation is one alternative. The aim of this study was to evaluate the physical and chemical effects of different cultivation media and glycerol on A. blazei cryopreservation at -20 ºC and at -70 ºC. A solid cultivation medium consisting of agar with ground whole cereal grains (hard endosperm wheat, medium hard endosperm wheat or hard endosperm rye) or malt extract agar, or whole cereal grains (hard endosperm wheat, medium hard endosperm wheat or hard endosperm rye) without agar was used. Cultivation media had zero or 5% glycerol addition. Cultivation medium grains or disks containing mycelia were transferred to cryotubes with glycerol at 5% with or without water and then were cryopreserved at -20 ºC or at -70 ºC. After one-year or two-year cryopreservation, fungus viability was evaluated. The results showed that the physical structure of whole grains of hard and medium hard wheat is effective (p≤0.01) for two-year cryopreservation at -70 ºC as well as the use of glycerol in the cultivation medium or as a cryoprotectant (p≤0.01) at -70 ºC. Cryopreservation at -20 ºC was ineffective (p≤0.01) to preserve fungus viability.

Agaricus blazei é um basidiomiceto de importância comercial amplamente estudado quanto à sua atividade biológica. Entretanto, pouco foi estudado sobre as técnicas de preservação deste basidiomiceto, sendo a criopreservação uma alternativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos físicos e químicos de diferentes meios de cultivo e do glicerol na criopreservação de A. blazei à -20 ºC e à -70 ºC. Foi usado meio de cultivo sólido composto por ágar com farinha de grãos inteiros de cereais (trigo textura dura ou semidura ou centeio textura dura) ou ágar extrato de malte, ou grãos de cereais inteiros (trigo textura dura ou semidura ou centeio textura dura) sem ágar. Os meios de cultivo tiveram adição de glicerol (zero ou 5%). Grãos ou discos de meio de cultivo contendo o micélio foram transferidos para criotubos com glicerol a 5%, ou com ou sem água, sendo, em seguida, criopreservados (-20 ºC ou -70 ºC). Após um ou dois anos de criopreservação foi avaliada a viabilidade do fungo. Os resultados mostraram que a estrutura física de grãos inteiros de trigo semiduro ou duro é efetiva (p≤0,01), quando em -70 ºC para criopreservação por dois anos, assim como o uso de glicerol tanto no meio de cultivo ou como solução crioprotetora (p≤0,01). A criopreservação a -20 ºC mostrou-se ineficaz (p≤0,01) na manutenção da viabilidade do fungo.

Microscopia de epifluorescência para a determinção de biomassa micelial em substrato de cultivo sólido particulado / Microscopía e epifluorescencia para la deteminación de biomasa micelial en sustrato de cultivo sólido particulado / Epifluorscence mmicroscopy for the deterination of mycelial biomass in particulated solid substrate cultivatoon

A determinação de biomassa micelial fúngica crescida em substratos de cultivo sólido particulado (SCSP) é ainda um desafio devido à dificuldade de separação do micélio e o substrato. O objetivo deste trabalho foi avaliar a técnica de microscopia de epifluorescência para determinação da biomassa micelial de Pleurotus ostreatus em SCSP. Para determinação da exatidão da metodologia P. ostreatus foi crescido em meio líquido de extrato de malte e; a biomassa micelial foi separada por centrifugação, liofilizada e moída. Concentrações conhecidas do pó do micélio foram misturadas ao SCSP, composto de bagaço de cana de açúcar e fibra de soja, previamente autoclavado. Em seguida, a biomassa micelial foi determinada por microscopia de epifluorescência. Para promover a variação da biomassa micelial a ser determinada por microscopia de epifluorescência, SCSP adicionado de diferentes concentrações de ferro foram utilizados para o crescimento do fungo. Concluiu-se que a técnica apresenta baixa precisão e exatidão, o que implica na necessidade de maiores estudos para aplicação desta técnica para a determinação de biomassa micelial crescida em SCSP.

Determination of fungal mycelial biomass grown on solid substrate cultivation (SSC) is still a challenge due to the difficulty in separating mycelium and substrate. The objective of this study was to evaluate the epifluorescence microscopy to determine the mycelial biomass of Pleurotus ostreatus grown in SSC. P. ostreatus was grown in malt extract liquid medium and mycelial biomass was separated by centrifugation. It was then lyophilized and milled. Mycelial powder was added at known concentrations to SSC composed of sugarcane bagasse and soy fiber, previously autoclaved. Mycelial biomass was determined by epifluorescence microscopy. In order to promote mycelial biomass variation for the determination by epifluorescence microscopy, SSC added at different iron concentrations was used for fungus growth. It was concluded that the technique has low precision and accuracy, which implies the need for further studies in order to apply this technique for the determination of mycelial biomass grown in SSC.

Microscopia de epifluorescência para a determinação de biomassa micelial em substrato de cultivo sólido particulado / Epifluorescense microscopy for the determination of mycelial biomass in particulated solid substrate cultivation / Microscopia de pifluorescencia para la determinación de biomasa micelial en sustrato de cultivo solido particulado

A determinação de biomassa micelial fúngica crescida em substratos de cultivo sólido particulado (SCSP) é ainda um desafio devido à dificuldade de separação do micélio e o substrato. O objetivo deste trabalho foi avaliar a técnica de microscopia de epifluorescência para determinação da biomassa micelial de Pleurotus ostreatus em SCSP. Para determinação da exatidão da metodologia P. ostreatus foi crescido em meio líquido de extrato de malte e; a biomassa micelial foi separada por centrifugação, liofilizada e moída. Concentrações conhecidas do pó do micélio foram misturadas ao SCSP, composto de bagaço de cana de açúcar e fibra de soja, previamente autoclavado. Em seguida, a biomassa micelial foi determinada por microscopia de epifluorescência. Para promover a variação da biomassa micelial a ser determinada por microscopia de epifluorescência, SCSP adicionado de diferentes concentrações de ferro foram utilizados para o crescimento do fungo. Concluiu- -se que a técnica apresenta baixa precisão e exatidão, o que implica na necessidade de maiores estudos para aplicação desta técnica para a determinação de biomassa micelial crescida em SCSP.

Determination of fungal mycelial biomass grown on solid substrate cultivation (SSC) is still a challenge due to the difficulty in separating mycelium and substrate. The objective of this study was to evaluate the epifluorescence microscopy to determine the mycelial biomass of Pleurotus ostreatus grown in SSC. P. ostreatus was grown in malt extract liquid medium and mycelial biomass was separated by centrifugation. It was then lyophilized and milled. Mycelial powder was added at known concentrations to SSC composed of sugarcane bagasse and soy fiber, previously autoclaved. Mycelial biomass was determined by epifluorescence microscopy. In order to promote mycelial biomass variation for the determination by epifluorescence microscopy, SSC added at different iron concentrations was used for fungus growth. It was concluded that the technique has low precision and accuracy, which implies the need for further studies in order to apply this technique for the determination of mycelial biomass grown in SSC.

La determinación de biomasa micelial fúngica crecida en sustratos de cultivo sólido particulado (SCSP) es todavía un reto debido a la dificultad de separación del micelio y el sustrato. El objetivo de este estudio fue evaluar la técnica de microscopía de epifluorescencia para determinación de la biomasa micelial de Pleurotus ostreatus en SCSP. Para determinación de exactitud de la metodología P. ostreatus se cultivó en medio líquido de extracto de malta y; la biomasa micelial separada por centrifugación, liofilizada y molida. Concentraciones conocidas del polvo del micelio fueron mezcladas al SCSP, compuesto de bagazo de caña de azúcar y fibra de soya, previamente tratado en autoclave. A continuación, la biomasa micelial a ser determinada por microscopía de epifluorescencia. Para promover la variación de la biomasa micelial a ser determinada por microscopía de epifluorescencia, SCSP añadida con diferentes concentraciones de hierro fueron utilizados para el crecimiento del hongo. Se concluye que la técnica presenta baja precisión y exactitud, lo que implica en la necesidad de realizar más estudios para aplicación de esta técnica para la determinación de biomasa micelial crecida en SCSP.

Viabilidade de agaricus blazei em diferentes condições de preservação / Viabilidad de agaricus blazei en diferentes condiciones de preservación / Viability of agaricus blazei under different preservation conditions

A técnica de transferências periódicas de fragmentos de micélio para novo meio de cultura é a mais utilizada para a preservação de Agaricus blazei. Entretanto, esta técnica apresenta maior risco de contaminação, degeneração genética e perda de caracteristicas biológicas. O desenvolvimento de técnicas de preservação que permitam a manutenção da viabilidade da espécie por mais tempo e a um menor custo é de interesse biotecnológico. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de A. blazei crescido em dois meios de cultivo e preservado à +4 ºC ou -20 ºC em diferentes recipientes de contenção. O fungo foi crescido em meio de ágar-extrato de malte ou ágar-grão de trigo moído e preservado à +4 ºC ou -20 ºC em diferentes recipientes de contenção, simples ou duplos, com adição de soluções aquosas de glicerol, sacarose, glicose, água ultrapura ou sem adição de crioprotetor. Após 1 ou 12 meses o micélio preservado foi transferido para ágar-extrato de malte para avaliação da viabilidade micelial. Os crioprotetores glicerol, sacarose e glicose, associados com o meio de cultura ágar-extrato de malte ou ágar-grão de trigo moído, em recipiente de contenção simples ou duplo são efetivos para preservação à +4 ºC por períodos curtos, um mês, mas não são efetivos para períodos longos, 12 meses. Os crioprotetores, meios de cultivo e recipientes de contenção simples ou duplos não são efetivos para criopreservação do fungo à -20 ºC. Os recipientes simples são tão eficientes quanto os recipientes duplos para evitar contaminações e preservar o fungo.

Continuous mycelial subculturing is frequently used for the preservation of Agaricus blazei. However, this technique has a higher risk of contamination, genetic degeneration and loss of biological characteristics. The development of preservation techniques that allow maintaining the viability of this species longer and at lower costs is of biotechnological interest. Thus, the objective of this study was to evaluate the viability of A. blazei grown in two culture media and preserved at +4 ºC or -20 ºC in different containment vessels. The fungus was grown on malt extract agar or grounded wheat grain agar culture medium and preserved at +4 ºC or -20 ºC in different containment vessels, single or double ones, with the addition of aqueous solutions of glycerol, saccharose, glucose, ultrapure water or without addition of cryoprotectant. After 1 or 12 months, the preserved mycelium was transferred to malt extract agar for assessment of mycelial viability. Glycerol, saccharose and glucose associated with malt extract agar or grounded wheat grain agar culture medium, in single or double containment vessels, are effective for preservation at +4 ºC for a short period, one month, but they are not effective for a longer period, 12 months. Cryoprotectants, culture media and single or double containment vessels are not effective for fungus cryopreservation at -20 ºC. Simple containment vessels are as efficient as double ones to prevent contamination and to preserve the fungus.

La técnica de transferencias periódicas de fragmentos de micelio para nuevo medio de cultura es la más utilizada para la preservación de Agaricus blazei. Sin embargo, esta técnica presenta mayor riesgo de contaminación, degeneraciones genéticas y pérdidas de características biológicas. El desarrollo de técnicas de preservación que permitan la manutención y viabilidad de la especie por más tiempo y con un costo más bajo es de interés biotecnológico. De esta manera, el objetivo de este estudio fue evaluar la viabilidad de A. blazei sembrado en dos medios de cultivo y preservados en +4 ºC o -20 ºC en diferentes recipientes de contención. El hongo se cultivó en medio de extracto de agar de malta o agar de grano de trigo molido y preservado en +4 ºC o -20 ºC en diferentes recipientes de contención simple o doble, con adición de soluciones acuosas de glicerol, sacarosa, glucosa, agua ultra pura o sin adición de crioprotector. Después de 1 o 12 meses, el micelio preservado fue transferido para extracto de agar de malta para evaluación de la viabilidad del micelio. Los crioprotectores glicerol, sacarosa y glucosa, asociados con el medio de cultura extracto de agar de malta o de agar de grano de trigo molido, en recipiente de contención simple o doble son eficaces para la preservación a +4 ºC por períodos cortos, un mes, pero no son eficaces por períodos largos, como 12 meses. Los crioprotectores medios de cultivo y recipientes de contención simples o dobles no son eficaces para la criopreservación del hongo a -20 ºC. Recipientes simples son tan eficaces como los dobles para evitar contaminaciones y preservar el hongo.

Criopreservação do gênero Pleurotus a -20 °c e a -70 °c / Criopreservación del género Pleurotus a -20 ºc y -70 ºc / Criopreservation of genus Pleurotus at -20 °c and -70 °c

O desenvolvimento de técnicas de criopreservação utilizando temperaturas comerciais (-20 °C) na conservação de Basidiomicetos é uma vantagem técnica e econômica para a produção de biomassa e/ou biocompostos, porém geralmente associada a problemas de danos celulares. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de substratos para o crescimento do fungo associado a agentes crioprotetores na criopreservação a -20 ºC e a -70 ºC do gênero Pleurotus. O fungo, crescido em ágar-batata-dextrose ou em grãos de aveia, foi criopreservado a -20 °C e a -70 °C na presença dos crioprotetores glicerol, dimetilsulfóxido, glicose, sacarose, extrato de malte e polietilenoglicol. Foram discutidas as vantagens do substrato em associação com o crioprotetor, nas diversas temperaturas de crioproteção. Concluiu-se que o substrato utilizado para o crescimento do micélio influencia na viabilidade de recuperação do fungo criopreservado, em ambas as temperaturas, sendo que grãos de aveia promovem melhor recuperação do fungo e melhor vigor micelial. Os resultados sugerem uma simplificação técnica e redução de custos de manutenção de linhagens de Basidiomicetos.

The development of cryopreservation techniques using commercial temperatures (-20 °C) to preserve Basidiomycetes is an economical advantage for biomass and/or biocompound production; however, it is usually associated to cellular damages. The objective of this work was to evaluate the use of substrates for the fungus growth associated to cryoprotectants for the cryopreservation of Genus Pleurotus at -20ºC and -70ºC. The fungus, grown in either potato dextrose agar or oat grains, was cryopreserved at -20 °C or -70 °C with glycerol, dimethyl sulfoxide, glucose, sucrose, malt extract and polyethyleneglycol. The advantages of the substrate associated with the cryoprotectant at different cryopreservation temperatures were discussed. It was concluded that the substrate used for the mycelial growth positively influences the viability of the recovery of the cryopreserved fungus on both temperatures – oat grains promote better recovery and mycelial vigor. Those results suggest technical simplification and reduction of maintenance costs of culture collections of Basidiomycetes.

El desarrollo de técnicas de criopreservación utilizando temperaturas comerciales (-20ºC) en la conservación de Basidiomicetos es una ventaja técnica y económica para la producción de biomasa y/o biocompuestos, pero generalmente está asociada a problemas de daños celulares. El objetivo de esta investigación fue evaluar el uso de substratos para el crecimiento del hongo, asociado a agentes crioprotectores en la criopreservación a -20ºC y a -70ºC del género PleurotUs. Elhongo, crecido en agar-patata-dextrosa o en granos de avena, fue criopreservado a -20ºC y a -70ºC en la presencia de los crioprotectores glicerol, dimetilsulfóxido, glucosa, sacarosa, extracto de malte y polietilenoglicol. Fueron discutidas las ventajas del substrato en asociación con el crioprotector, en las diversas temperaturas de crioprotección. Se concluyó que el substrato utilizado para el crecimiento del micelio influencia en la viabilidad de recuperación del hongo criopreservado, en ambas las temperaturas, siendo que granos de avena promueven mejor recuperación del hongo y mejor vigor del micelio. Los resultados sugieren una simplificación técnica y reducción de costos de manutención de liñajes de Basidiomicetos.