Kääpäsienten vuorovaikutus ja entsyymiaktiivisuus yhteiskasvatuksissa
| Title: | Kääpäsienten vuorovaikutus ja entsyymiaktiivisuus yhteiskasvatuksissa |
| Author(s): | Virolainen, Tuulia |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences |
| Discipline: | Microbiology |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2015 |
| Abstract: |
Metsissämme on laaja sienilajien monimuotoisuus, joka muodostuu muun muassa puuta lahottavista kantasienistä kuten käävistä, puuaineessa elävistä kotelosienistä, puiden sienijuurten sienilajeista ja maaperän pintaosissa elävistä karikkeenhajottajista. Nämä sienet vaikuttavat puiden kasvuun ja hiilen kiertoon pohjoisten alueiden metsissä. Kääpiä, kääväkkäitä ja joitakin helttasieniä käytetään luonnonsuojelun kannalta merkittävien metsien, metsäympäristöjen ja niittyjen indikaattoreina, eli eliölajeina, jotka ovat herkkiä ympäristön muutoksille.
Puuaineksessa elävä sieniyhteisö on jatkuvasti muuttuvassa tilassa. Joillakin sienilajeilla tai lajien rihmastoilla on toisiinsa suotuisa, kasvua kiihdyttävä vaikutus, kun taas joillakin lajeilla vaikutus saattaa olla haitallinen. Kilpailutilanteesta riippuen jokin sienilaji voi olla vahvempi tai heikompi kilpailija, mutta tilanteen muuttuessa voi kilpailukyky vaihdella suuresti. Jokin laji tai yksilö voi olla vahva kilpailija voittaen kahden rihmaston välisen tilanteen. Useamman sienilajin tai saman lajin eri rihmastojen kasvatuksissa voi heikko kilpailija osoittautua vahvaksi.
Tutkimuksessa tarkasteltiin Suomen metsissä yleisen, ruskolahottavan kantokäävän (Fomitopsis pinicola) käyttäytymistä ja vaikutusta viiden eri valkolahottajakääpälajin kasvuun ja entsyymintuottoon. Tutkimuksessa tarkasteltiin puutalahottavien entsyymien (lakkaasin, mangaaniperoksidaasin, ksylanaasin, endoglukanaasin ja β-glukosidaasin) aktiivisuuksia yksittäisillä lajeilla sekä erilaisissa yhteiskasvatuksissa. Kaikissa yhteiskasvatuksissa esiintyi kantokääpä ja sieniä kasvatettiin havupuuhiokkeella matalatyppisessä kasvatusalustalla tai mallasuuteliemellä yhteensä kahdeksan viikon ajan. Rihmastojen kasvunopeudet määritettiin kiinteillä alustoilla, ja biomassan muodostuminen sekä alustan happamoituminen mitattiin liemikasvatuksista.
Kantokäävän havaittiin olevan ylivertainen agaralustalla, ja sen rihmasto valloitti kasvatusalustan edeten valkolahottajien rihmastojen ylitse. Valkolahottajista rusorypykkä (Phlebia radiata) muodosti rihmastollaan estovyökettä muita valkolahottajia vastaan, mutta ei kantokääpää vastaan. Liemikasvatuksissa todettiin, että sienilajien kasvu oli lähes kaikissa tapauksissa suotuisampaa, kun kasvatusalusta happamoitui sienten vaikutuksesta. Kantokääpää lukuun ottamatta kasvatusalustan happamoituminen oli lievempää yhden lajin kasvatuksissa ja niissä yhdistelmissä, joissa oli rusorypykkä mukana. Sienilajien lukumäärällä yhteiskasvatuksissa ei havaittu olevan merkittävää vaikutusta saavutettuihin entsyymiaktiivisuuksiin, mutta sienilajeista rusorypykällä havaittiin olevan merkitystä lakkaasi- ja mangaaniperoksidaasiaktiivisuuksiin sekä kuusenkynsikäävällä (Trichaptum abietinum) lakkaasiaktiivisuuteen. Kääpäsienten yhteiskasvatuksissa muutamilla lajeilla oli merkittävää vaikutusta rihmastojen kasvuun liemialustalla sekä lahotusentsyymien ja happojen tuottoon havupuualustalla.
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.
|
| Keyword(s): | Kantasieni kääpäsieni valkolaho ruskolaho puunlahotus vuorovaikutus entsyymi |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Tuulia_Virolainen_maisterintutkielma_2015.pdf | 4.396Mb |