Browsing by Subject "puunlahotus"
Now showing items 1-2 of 2
-
(2018)Fossiilisilla polttoaineilla on nykyaikana edelleen suuri rooli energian ja kemiallisten yhdisteiden tuotannossa. Ilmastonmuutoksen, terveysriskien, ympäristön hyvinvoinnin ja geopoliittisten konfliktien takia on kuitenkin kehitettävä vaihtoehtoisia uusiutuvista materiaaleista tuotettuja biopolttoaineita. Yksi mahdollinen vaihtoehto on käyttää ravinnoksi kelpaamatonta kasvijäteperäistä lignoselluloosaa energian tuotantoon. Jotta lignoselluloosaa voitaisiin hyödyntää energian lähteenä, tarvitaan sitä hajottavia ja muokkaavia entsyymejä sekä yhdisteitä. Kääpäsienet pystyvät tuottamaan kyseisiä entsyymejä luonnostaan, mikä tekee niistä mielenkiintoisia tutkimuskohteita bioteknisiin sovelluksiin kuten biopolttoaineiden tuottoon tähtäävissä tutkimuksissa. Tässä tutkielmassa tutkittiin kahden eri kääpäsienen, rusorypykän (valkolahottaja) ja kantokäävän (ruskolahottaja), sekä niiden yhdistelmäkasvatuksen kykyä tuottaa lignoselluloosaa hajottavia yhdisteitä, polysakkaridien hydrolysointikykyä sekä mahdollista sokerien fermentaatiota jätelignoselluloosamateriaalilla (hylsypahvi) semi-aerobisissa olosuhteissa kasvaessaan. Kolmea eri lignoselluloosan pääkomponenttia (selluloosaa, hemiselluloosaa ja ligniiniä) hajottavien entsyymien pitoisuudet määriteltiin spektrofotometrisesti viikoittain kuuden viikon kasvatuksen ajalta. Entsyymiaktiivisuuksien lisäksi lignoselluloosan rakenteeseen vaikuttavan oksaalihapon pitoisuus ja kasvuliemen pH-arvot määritettiin kasvatuksista. Sienten kykyä fermentoida vapautuneita sokereita etanoliksi tutkittiin määrittämällä hylsypahvimateriaalista vapautuneiden sokerien ja tuotetun etanolin pitoisuudet. Geenien ilmentymistä rusorypykän kasvaessa hylsypahvimateriaalilla tutkittiin RT-qPCR–analyysillä, johon valittiin kaksitoista lignoselluloosan hajotukseen/muokkaukseen osallistuvaa geeniä rusorypykän genomista. Näiden geenien suhteelliset ilmentymistasot hylsypahvikasvatuksissa verrattuna vertailukasvatuksiin (glukoosialusta) määritettiin viikon kaksi aikapisteestä. Rusorypykkä tuotti yksin kasvaessaan korkeimmat oksidoreduktaasi sekä β-glukosidaasi-aktiivisuudet. Kantokääpä tuotti hyvin alhaisia entsyymiaktiivisuuksia verrattuna valkolahottavaan rusorypykkään. Molempien kääpäsienten yhdistelmäkasvatuksessa oksidoreduktaasiaktiivisuudet jäivät alhaisiksi, mutta ksylanaasiaktiivisuudet nousivat tasaisesti korkeisiin pitoisuuksiin. Kaikissa kasvatuksissa, lukuun ottamatta kantokäävän hylsypahvikasvatusta, havaittiin oksaalihapon tuottoa ja siitä johtuvaa pH:n madaltumista. Rusorypykkä tuotti hylsypahvimateriaalista vapautuneista sokereista etanolia toisella viikolla yksin kasvaessaan sekä yhdistelmäkasvatuksessa. Rusorypykän puumateriaalin hajotukseen osallistuvat geenit ilmentyivät kierrätysperäisellä lignoselluloosa-alustalla semi-aerobisissa ilmakehäolosuhteissa. Selluloosaa ja hemiselluloosaa hajottavia entsyymejä koodaavat geenit olivat merkitsevästi up-reguloituja hylsypahvialustalla glukoosialustaan verrattuna. Ligniinin muokkaukseen osallistuvien geenien säätelyssä oli enemmän vaihtelua. Tutkimukseni osoittaa, että sekä rusorypykkä, että kantokääpä pystyvät kasvamaan lignoselluloosapohjaisella jätemateriaalilla ja tuottamaan kyseistä materiaalia hajottavia entsyymejä sekä muita yhdisteitä, joilla voidaan muokata erittäin kestävää ja näin ollen ongelmallista lignoselluloosamateriaalia. Valkolahottavan rusorypykän avulla on mahdollista hydrolysoida jätemateriaalia sekä fermentoida irronneita sokereita edelleen etanoliksi samassa prosessissa.
-
(2015)There is a vast diversity of fungi of Finnish forests that include species of, for example, the wood decaying polypore Bacidiomycota, wood-inhabiting Ascomycota, tree-associated mycorrhizal fungi and litter-decaying fungi living on the top surface of the soil. These fungi have an influence to tree growth and carbon circulation in the forest ecosystems of the Northern Hemisphere. Brackets, aphyllophoroid fungi as well as some gilled mushrooms are used as indicator species in the conservation of forests, forest environments and meadows. Fungal community in wood is in a constant change. Some fungal species or isolates of the same species affect positively on others, and may increase the growth of mycelia. In contrast, some species may have negative effect. Depending on the nature of the vegetative interaction, the fungal species may be either strong or weak combetitors. A change in the combative situation can affect the outcome of the interaction greatly. Some species are strong combatant upon the interaction of two species. Upon interaction of several species, or between different isolates, the outcome may dramatically change, and a previously weaker combatant may prove to be strong. This study examined the influence of Fomitopsis pinicola, which is a common wood-decaying brown rot polypore species in Finnish forests, on the growth and enzyme production of five wood-decaying white rot fungal species. Activities of several wood-degrading enzymes (laccase, manganese peroxidase, xylanase, endoglucanase, β-glucosidase) were studied for individual species, and in co-cultures of various combinations of the species for eight weeks on liquid media including coniferous wood shavings. All co-cultures included F. pinicola, and either one or two additional species.The hyphal extension growth rate on malt agar medium was quantified for each species, and the fungal biomass increment (as a dry weight) and acidification of the growth liquid were measured from malt extract broth media cultures. F. pinicola proved to be by far supreme colonizer on malt agar and its hyphae were advancing over the mycelia of the white rot species studied. Phlebia radiata formed mycelial blocks against the other white rot fungi but not against F. pinicola. In most cases, acidification of the liquid medium proved to be beneficial for fungal growth (dry weight). Except for F. pinicola, acidification of the culture fluid was moderate in the single species cultivations, and in the co-cultivations including P. radiata. Number of fungal species had no clear effect on the enzyme activity values in the co-cultivations, yet P. radiata increased the activities of laccase and manganeseperoxidase. Also Trichaptum abietinum had an influence on laccase activity. In conclusion, in polyporous fungal co-cultivaltions, a few species had an impact to fungal growth and and production of wood-decaying enzymes when cultivated on coniferous wood.
Now showing items 1-2 of 2