Углеродно-кислородный газообмен грибов бурой и белой гнили – деструкторов хвойного дебриса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены данные сравнительного анализа углеродно-кислородного газообмена базидиокарпов грибов бурой и белой гнили и разрушаемой ими хвой ной древесины камерным методом при 20°C. Были оценены дыхательный коэффициент (характеризует эффективность окислительной конверсии органического углерода в СО2) и СО2 эмиссионная активность (характеризует интенсивность окислительной конверсии органического углерода в СО2). Показано, что газообмен хвойного дебриса с бурой и белой гнилью аэробный, а его углеродно-кислородный баланс идентичен газообмену базидиокарпов соответствующих эколого-физиологических групп ксилотрофных грибов и характеризует их как равно эффективных минерализаторов: 70–80% органического углерода конвертируется в СО2. СО2-эмиссионная активность древесных остатков с белой гнилью на 30–60% выше, чем с бурой. Базидиокарпы грибов бурой гнили отличаются более высокой, чем у грибов белой гнили, интенсивностью дыхания, но в обоих случаях она многократно (грибы белой гнили – в 5–8 раз, грибы бурой гнили – в 11–90 раз) превышает СО2 эмиссионную активность разрушаемых ими древесных остатков.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. К. Диярова

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dasha_d@ipae.uran.ru
Россия, 620144, Екатеринбург

Е. В. Жуйкова

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Email: e.zhuykova@list.ru
Россия, 620144, Екатеринбург

В. А. Мухин

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Email: victor.mukhin@ipae.uran.ru
Россия, 620144, Екатеринбург

Список литературы

  1. Bondartseva M.A. Definitorium fungorum Rossiae. Ordo Aphyllophorales. Fasc. 2. Familiae Albatrellaceae, Aporpiaceae, Boletopsidaceae, Bondarzewiaceae, Corticiaceae (genera tubuliferae), Fistulinaceae, Ganodermataceae, Lachnocladiaceae (genus tubiliferus), Phaeolaceae, Polyporaceae (genera tubuliferae), Poriaceae, Rigidoporaceae. Nauka, SPb., 1998. (In Russ.).
  2. Bondartseva M.A., Parmasto E. Clavis diagnostica fungorum URSS. Ordo Aphyllophorales. Fasc. 1. Familiae Hymenochaetaceae, Lachnocladiaceae, Coniophoraceae, Schizophyllaceae. Nauka, Leningrad, 1986. (In Russ.).
  3. Castillo B.T., Franklin R.B., Amses K.R. et al. Fungal community succession of Populus grandidentata (Bigtooth Aspen) during Wood Decomposition. Forests. 2023. V. 14. Art. 2086. https://doi.org/10.3390/f14102086
  4. Chastukhin V. Ya. Ecological analysis of the decay of plant residues in spruce forests. Pochvovedenie. 1945. № 2. P. 102– 114. (In Russ.).
  5. Cowling E.B. Comparative biochemistry of the decay of sweetgum sapwood by white-rot and brown-rot fungi. Washington DC, U.S. Department of Agriculture, 1961.
  6. Diyarova D.K., Mukhin V.A. Carbon conversion activity and efficiency of xylotrophic basidiomycetes. In: Biodiversity and ecology of fungi and fungus-like organisms of Northern Eurasia: Proceedings of the All-Russian Conference with international participation. Ekaterinburg, 2015, pp. 72–74. (In Russ.).
  7. Diyarova D.K., Vladykina V.D., Mukhin V.A. Temperature Effect on CO2 Emission by two xylotrophic Fungi and by wood debris. Russian J. Ecology. 2023. V. 54 (3). P. 213–220. https://doi.org/10.1134/S1067413623030025
  8. Floudas D., Binder M., Riley R. et al. The Paleozoic origin of enzymatic lignin decomposition reconstructed from 31 fungal genomes. Science. 2012. V. 336 (6089). P. 1715–1719. https://doi.org/10.1126/science.1221748
  9. Fukusawa Y. Ecological impacts of fungal wood decay types: A review of current knowledge and future research directions. Ecol. Res. 2021. V. 36 (6). P. 910–931. https://doi.org/10.1111/1440-1703.12260
  10. Gilbertson R.L. Wood-rotting fungi of North America. Mycologia. 1980. V. 72(1). P. 1–49. https://doi.org/10.2307/3759417
  11. Gilbertson R.L., Ryvarden L. North American polypores, V. 1: Abortiporus – Lindtneria. Oslo, Fungiflora, 1986.
  12. Haq I.U., Hillmann B., Moran M. et al. Bacterial communities associated with wood rot fungi that use distinct decomposition mechanisms. ISME COMMUN. 2022. V. 2. Art. 26. https://doi.org/10.1038/s43705-022-00108-5
  13. Index Fungorum. CABI database, 2023. http://www.indexfungorum.org. Accessed 07.11.2023.
  14. Isaev A.S., Korovin G.N. Forests of Russia and the Kyoto Protocol. In: Yu.A. Israel (ed.). Possibilities of preventing climate change and its negative consequences: the problem of the Kyoto Protocol: materials of the Council-seminar under the President of the Russian Academy of Sciences. Мoscow, 2006. P. 287–305. (In Russ.).
  15. Kamzolkina O.V., Bilanenko E.N., Shtaer O.V. et al. Topology of Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola and Piptoporus betulinus mycelium and attendant fungi and bacteria in birch wood. 2012. Mikologiya i fitopatologiya. V. 46 (3). P. 210–216. (In Russ.).
  16. Krah F.-S., Bässler C., Heibl C. et al. Evolutionary dynamics of host specialization in wood-decay fungi. BMC Evol. Biol. 2018. V. 18. Art. 119. https://doi.org/10.1186/s12862-018-1229-7
  17. Kudeyarov V.N., Zavarzin G.A., Blagodatsky S.A. et al. Carbon pools and flows in Russian terrestrial ecosystems. Moscow, Nauka, 2007. (In Russ.).
  18. Mukhin V.A. Biota of xylotrophic basidiomycetes of the West Siberian Plain. Nauka, Ekaterinburg, 1993. (In Russ.).
  19. Mukhin V.A., Diyarova D.K. Respiratory activity of substrate mycelium and fruiting bodies of wood-decaying fungi. In: Problemy lesnoy fitopatologii i mikologii: materialy VIII Mezhdunarodnoy konferentsii. Ulyanovsk, 2012. P. 266– 271. (In Russ.).
  20. Mukhin V.A., Diyarova D.K., Gitarskiy M.L. et al. Carbon and oxygen gas exchange in woody debris: The process and climate-related drivers. Forests. 2021. V. 12. Art. 1156. https://doi.org/10.3390/f12091156
  21. Mukhin V.A., Diyarova D.K., Veselkin D.V. The ratio of oxygen and carbon dioxide flows in the gas exchange of xylotrophic basidiomycetes. In: Problems of forest phytopathology and mycology: Proceedings of the X International Conference. Minsk, 2015. P. 145–148. (In Russ.).
  22. Mukhin V.A., Diyarova D.K., Veselkin D.V. Humidity as a factor in the CO2 emission activity of woody debris // Lesovedenie. 2015a. № 3. P. 208–213. (In Russ.).
  23. Mukhin V.A., Voronin P.Y., Ladatko V.A. et al. The oxygenic and cooperative respiration of the wood-decaying fungus Fomitopsis pinicola (Sw.: Fr.) Pers. Dokl. Biol. Sci. 2006. V. 407. P. 153–154. https://doi.org/10.1134/S0012496606020116
  24. Rubin B.A. A course in plant physiology: a textbook for biological specialties at universities. Vysshaya shkola, Moscow, 1971. (In Russ.).
  25. Ryvarden L., Gilbertson R.L. European polypores. V. 6. P. 1: Abortiporus – Lindneria. Oslo, Fungiflora, 1993.
  26. Soloviev V.A. Respiratory gas exchange of wood. Izdatelstvo LGU, Leningrad, 1983. (In Russ.).
  27. Tláskal V., Brabcová V., Vetrovský T. et al. Complementary roles of wood-inhabiting fungi and bacteria facilitate deadwood decomposition. 2021. mSystems. Art. 6: e01078–20. https://doi.org/10.1128/mSystems.01078-20
  28. Yoon T.K., Noh N.J., Kim S. et al. Coarse woody debris respiration of Japanese red pine forests in Korea: controlling factors and contribution to the ecosystem carbon cycle. Ecol. Res. 2015. V. 30 (4). P. 723–734. https://doi.org/10.1007/s11284-015-1275-1
  29. Zamolodchikov D.G., Grabovsky V.I., Kurts V.A. The influence of forest use volumes on the carbon balance of Russian forests: forecast analysis using the CBM–CFS3 model. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatelskogo instituta lesnogo hozyaystva. 2014. № 1. P. 5–18. (In Russ.).
  30. Zavarzin G.A., Zavarzina A.G. Xylotrophic and mycophilic bacteria in formation of dystrophic waters. Microbiology. 2009. V. 78. P. 523–534. https://doi.org/10.1134/S0026261709050014
  31. Zhang J., Markillie L.M., Mitchell H.D. et al. Distinctive carbon repression effects in the carbohydrate-selective wood decay fungus Rhodonia placenta. Fungal Genetics Biol. 2022. V. 159. Art. 103673. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2022.103673
  32. Бондарцева М.А. (Bondartseva) Определитель грибов России. Порядок Афиллофоровые. Вып. 2. СПб.: Наука, 1998. 391 с.
  33. Бондарцева М.А., Пармасто Э.Х. (Bondartseva, Parmasto). Определитель грибов СССР. Пор. Афиллофоровые. Вып. 1: Семейства гименохетовые, лахнокладиевые, кониофоровые, щелелистниковые. Л.: Наука, 1986. 192 с.
  34. Диярова Д.К., Мухин В.А. (Diyarova, Mukhin) Углерод конверсионная активность и эффективность ксилотрофных базидиомицетов // Биоразнообразие и экология грибов и грибоподобных организмов Северной Евразии: материалы Всероссийской конференции с международным участием. Екатеринбург, 2015. С. 72–74.
  35. Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Курц В.А. (Zamolodchikov et al.) Влияние объемов лесопользования на углеродный баланс лесов России: прогнозный анализ по модели CBM–CFS3 // Труды Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесного хозяйства. 2014. № 1. С. 5–18.
  36. Исаев А.С., Коровин Г.Н. (Isaev, Korovin) Леса России и Киотский протокол // Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: проблема Киотского протокола: материалы Совета-семинара при президенте РАН / под ред. Ю.А. Израэля. М., 2006. С. 287–305.
  37. Камзолкина О.В., Биланенко Е.Н., О.В. Штаер и др. (Kamzol-kina et al.) Топография мицелия Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola, Piptoporus betulinus и сопутствующих им грибов и бактерий в древесном субстрате // Микология и фитопатология. 2012. Т. 46. Вып. 3. С. 210–216.
  38. Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А. и др. (Kudeyarov et al.) Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России / Отв. ред. Г.А. Заварзин. Москва: Ин-т физ.-хим. и биол. проблем почвоведения РАН, 2007. 315 с.
  39. Мухин В.А. (Mukhin) Биота ксилотрофных базидиомицетов Западно-Сибирской равнины. Екатеринбург, УИФ “Наука”, 1993. 231 с.
  40. Мухин В.А., Диярова Д.К. (Mukhin, Diyarova) Дыхательная активность субстратного мицелия и плодовых тел дереворазрушающих грибов // Проблемы лесной фитопатологии и микологии: материалы VIII Международной конференции. Ульяновск, 2012. С. 266–271.
  41. Мухин В.А., Диярова Д.К., Веселкин Д.В. (Mukhin et al.) Влажность как фактор СО2-эмиссионной активности древесного дебриса // Лесоведение. 2015. № 3. С. 208–213.
  42. Мухин В.А., Диярова Д.К., Веселкин Д.В. (Mukhin et al.) Соотношение потоков кислорода и диоксида углерода в газообмене ксилотрофных базидиомицетов // Проблемы лесной фитопатологии и микологии: материалы 9-й Международной конференции. Минск, 2015. С. 145–148.
  43. Рубин Б.А. (Rubin) Курс физиологии растений: учебник для биологических специальностей университетов. М.: Высшая школа, 1971. 672 c.
  44. Соловьев В.А. (Soloviev) Дыхательный газообмен древесины. Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. 300 с.
  45. Частухин В.Я. (Chastukhin) Экологический анализ распада растительных остатков в еловых лесах // Почвоведение. 1945. № 2. С. 102–114.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Образцы древесины Pinus sylvestris с базидиокарпами Fomitopsis pinicola (А) и Trichaptum fuscoviolaceum (Б); образцы древесины Picea obovata (В), подготовленные с помощью корончатого сверла, слева – разрушаемые Fomitopsis pinicola, справа – Gloeophyllum sepiarium.

Скачать (472KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024