ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.244.164-183isplta-54Research ArticleПРОБЛЕМЫ ЛЕСНОЙ ФИТОПАТОЛОГИИОсобенности активного микогенного ксилолиза на сосне обыкновенной в зоне хвойно-широколиственных лесовFeatures of active mycogenic xylolysis on scots pine in the zone of coniferous-deciduous forestshttps://orcid.org/0000-0002-4050-3564НекляевС. Э.NeklyaevS. E.

НЕКЛЯЕВ Святослав Эдуардович – младший научный сотрудник отдела патологии декоративных и садовых культур, магистр лесного дела

143050, ул. Институт, владение 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский район, Московская область

Author ID: 394048

NEKLYAEV Svyatoslav E. – Junior Researcher of the Department of Pathology of Ornamental and Garden Crops, master of Forestry

143050. Institute str. 5. Bolshye Vyazemy. Odintsovo district. Moscow region

Author ID: 394048

slava9167748107@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3248-1991ЛаринаГ. Е.LarinaG. E.

ЛАРИНА Галина Евгеньевна – профессор, заведующий лабораторией экспериментальных методов исследований, доктор биологических наук

143050, ул. Институт, владение 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский район, Московская область

AuthorID: 157983

Web of Science ResearcherID: A-9131-2017

Scopus AuthorID 8697257900

LARINA Galina E. – DSc (Biological), Professor, Head of the Laboratory of Experimental Research Methods

143050. Institute str. 5. Bolshye Vyazemy. Odintsovo district. Moscow region

AuthorID: 157983

Web of Science ResearcherID: A-9131-2017

Scopus AuthorID 8697257900

larina.galina2014@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4029-0359СераяЛ. Г.SerayaL. G.

СЕРАЯ Лидия Георгиевна – заведующий отделом патологии декоративных и садовых культур, кандидат биологических наук

143050. ул. Институт. владение 5. р.п. Большие Вяземы. Одинцовский район. Московская область

AuthorID: 111076

Scopus AuthorID 57209460291

SERAYA Lidia G. – PhD (Biological), Head of the Department of Pathology of Ornamental and Garden Crops

143050. Institute str. 5. Bolshye Vyazemy. Odintsovo district. Moscow region

AuthorID: 111076

Scopus AuthorID 57209460291

lgseraya@gmail.comФГБНУ Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологииРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of PhytopathologyRussian Federation2023150220240244164183Copyright © Некляев С.Э., Ларина Г.Е., Серая Л.Г., 20242024Некляев С.Э., Ларина Г.Е., Серая Л.Г.Neklyaev S.E., Larina G.E., Seraya L.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/54

Микогенный ксилолиз на сосне обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в хвойно-широколиственных лесах Нечерноземной зоны представляет собой сложный биохимический процесс, в котором участвуют четыре группы афиллофоровых грибов (АФГ). К лимитирующим условиям активного роста грибного мицелия внутри древесины относятся: свет, доступ к влаге и воздуху, нарушения в водном транспорте. По мере развития микогенного ксилолиза наблюдается рост биоразнообразия видов АФГ, которое достигает максимума на стадии III–IV. На большом массиве данных из 119 модельных деревьев и 3512 базидиом ксилотрофных базидиомицетов было показано, что плодовые тела грибов активно формируются в условиях абиотического стресса и в последующие сезоны число их увеличивается. Доминирующее положение в грибном комплексе на стадии II-III занимает целлюлозоразрушающий гриб Neoantrodia serialis [=Antrodia serialis], а также лигнин-разрушаюшие грибы Stereum sanguinolentum и Trichaptum fuscoviolaceum. На стадии III–IV микогенного ксилолиза преобладает рост F. pinicola, стратегия освоения древесины которого похожа на N. serialis [=A. serialis]. В процессе биологического разложения древесины сосны, разные виды АФГ эволюционировали по непохожим стратегиям освоения субстрата, формируя болезни по типу белой гнили (кольцевая коррозионная) или бурой гнили (сегментарная коррозионная). Исследования авторов продемонстрировали быстрое освоение субстрата S. sanguinolentum, с широким охватом большого объема ствола не только по периметру, но и в ядре ствола и далее в направлениях вверх и вниз внутри дерева по градиенту влаги и воздуха. Стратегия F. pinicola иная, и связана с приспособленностью к биохимии субстрата, поэтому он так широко распространен во многих местообитаниях и на разных частях ствола сосны обыкновенной.

Mycogenic xylolysis in Scots pine (Pinus sylvestris L.) in coniferous-deciduous forests of the Non-Chernozem zone is a complex biochemical process involving four groups of Aphyllophorales fungi (APF). The limiting conditions associated with the directed active growth of fungal mycelium inside the wood include illumination, access to moisture and air. With the development of mycogenic xylolysis, there is an increase in the biodiversity of AFG species, which reaches a maximum at stage III–IV. On a large data set of 119 model trees and 3512 basidiomes of xylotrophic basidiomycetes, it was shown that the fruit bodies of fungi are actively formed under abiotic stress and in subsequent seasons their number increases. The dominant position in the APF complex at stage II-III is occupied by the cellulose-destroying fungus Neoantrodia serialis [=Antrodia serialis], as well as the lignin-destroying fungi Stereum sanguinolentum and Trichaptum fuscoviolaceum. At stage III–IV of mycogenic xylolysis, the growth of Fomitopsis pinicola prevails, the strategy of developing wood of which is similar to N. serialis [=A. serialis]. In the process of biological decomposition of pine wood, different types of APF evolved according to different strategies for the development of the substrate, forming diseases of the type of white rot (annular corrosive) or brown rot (segmental corrosive). Our research has demonstrated the rapid development of the substrate of S. sanguinolentum, with a wide coverage of a large volume of the trunk not only along the perimeter, but also in the trunk core and further in the directions up and down inside the tree along the gradient of moisture and air. The strategy of Fomitopsis pinicola is different, and is related to the adaptation to the biochemistry of the substrate, which is why it is so widespread in many habitats and on different parts of the trunk of the scots pine.

Ксилолиздревесинаафиллофоровые грибы (АФГ)хвойные породысосналесные и лесопарковые насажденияурбанизированные территорииStereum sanguinolentumTrichaptum fuscoviolaceumNeoantrodia serialis [=Antrodia serialis]Fomitopsis pinicolaXylolysiswoodAphyllophorales fungi (APF)coniferspineforest and forest parkurbanized territoriesStereum sanguinolentumTrichaptum fuscoviolaceumNeoantrodia serialis [=Antrodia serialis]Fomitopsis pinicolaReferencesВеревкин А.Н., Кононов Г.Н., Сердюкова Ю.В. и др. Биодеградация древесины ферментными комплексами дереворазрушающих грибов // Лесной вестник. 2019. Т. 23. № 5. С. 95–100.Verevkin A.N., Kononov G.N., Serdukova J.V. et al. Biodegradaciya drevesini fermentnimi kompleksami derevorazrushaushikh gribov. Lesnojvestnik, 2019, vol. 23, no. 5, pp. 95–100. (In Russ.)Казарцев И.А., Соловьев В.А. Изменения химического состава древесины под действием лигнинразрушающего гриба Phanerochaete sanguinea // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2009. Вып. 188. С. 253–259.Kazarcev I.A., Solov’ev V.A. Izmeneniya khimicheskogo sostava drevesini pod dejstviem ligninorazrushaushego griba Phanerochaete sanguinea. IzvestiaSankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2009, iss. 188, pp. 253–259. (In Russ.)Капица Е.А., Трубицына Е.А., Шорохова Е.В. Биогенный ксилолиз стволов, ветвей и корней лесообразующих пород темнохвойных северотаежных лесов // Лесоведение. 2012. № 3. С. 51–58.Kapitsa E.A., Trubicina E.A., Shorohova E.V. Biogennij ksiloliz stvolov, vetvej I kornej lesoobrazuushikh porod temnokhvojnikh severotajegnikh lesov. Lesovedenie, 2012, no. 3, pp. 51–58. (In Russ.)Красуцкий Б.В. Краткий атлас некоторых ксилофильных грибов Челябинской области. Челябинск: Изд-во ЧелГУ, 2021. 192 с.Krasutskij B.V. Kratkij atlas nekotorikh ksylophilnikh gribov Chelyabiskoj oblasti. Chelyabisk: Izd-vo ChelGU, 2021. 192 p. (In Russ.)Некляев С.Э., Серая Л.Г., Ларина Г.Е. Экологические последствия современных изменений климата, негативно влияющие на устойчивость хвойных растений к вредителям и афиллофоровым грибам // Биосфера. 2022. Т. 14. № 3. С. 235–244. DOI: 10.24855/biosfera.v14i3.693Neklyaev S.E., Seraya L.G., Larina G.E. Ecologicheskie posledstviya sovremennikh izmenenij klimata, negativno vliyaushie na ustojchivost’ khvojnikh rastenij k vreditelyam I afillophorovim gribam. Biosphera, 2022, vol. 14, no. 3, pp. 235–244. DOI: 10.24855/biosfera. v14i3. 693. (In Russ.)Ниемеля Т. Трутовые грибы Финляндии и прилегающих территорий России // Norrlinia 8. Хельсинки: Helsinki University Printing House, 2001. 120 c.Niemelya T. Trutovie gribi Finlyandii i prilegaushikh territorij Rossii/T. Niemelya. Norrlinia 8. Helsinki: Helsinki University Printing House, 2001. 120 p. (In Russ.)Стороженко В.Г., Крутов В.И., Руоколайнен А.В., Коткова В.М., Бондарцева М.А. Атлас-определитель дереворазрушающих грибов Русской равнины. М.: КМК, 2014. 198 с.Storogenko V.G., Krutov V.I., Ruokolajnen A.V., Kotkova V.M., Bondarceva M.A. Atlas-opredelitel derevorazrushaushikh gribov Russkoj ravnini. М.: КМК, 2014. 198 p. (In Russ.)Тарасов М.Е. Методические подходы к определению скорости разложения древесного детрита // Лесоведение. 2002. № 5. С. 32–38.Dai Z., Trettin C.C., Burton A.J., Jurgensen M.F., Page-Dumroese D.S., Forschler B.T., Schilling5J.S., Lindner D.L. Coarse woody debris decomposition assessment tool: Model development and sensitivity analysis. PLoS ONE,2021. vol. 16(6): e0251893. URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251893Dai Z., Trettin C.C., Burton A.J., Jurgensen M.F., Page-Dumroese D.S., Forschler B.T., Schilling5J.S., Lindner D.L. Coarse woody debris decomposition assessment tool: Model development and sensitivity analysis // PLoS ONE. 2021. Vol. 16(6): e0251893. URL: https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0251893Hatakka A., Hammel K.E., Hofrichter M. et al. Fungal biodegradation of lignocelluloses. Industrial Applications (The Mycota), 2011, vol. 10, pp. 319–340.Hatakka A., Hammel K.E., Hofrichter M. et al. Fungal biodegradation of lignocelluloses // Industrial Applications (The Mycota). 2011. Vol. 10. P. 319–340.Hiscox J., O'Leary J., Boddy L. Fungus wars: basidiomycete battles in wood decay. Studies In Mycology, 2018, vol. 89, pp. 117–124. URL: https://doi.org/10.1016/j.simyco.2018.02.003Hiscox J., O'Leary J., Boddy L. Fungus wars: basidiomycete battles in wood decay // Studies In Mycology. 2018. Vol. 89. P. 117–124. URL: https://doi.org/10.1016/j.simyco.2018.02.003Mali T., Kuuskeri J., Shah F., Lundell T.K. Interactions affect hyphal growth and enzyme profiles in combinations of coniferous wood-decaying fungi of Agaricomycetes. PLoS ONE, 2017, vol. 12(9): e0185171. URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185171Mali T., Kuuskeri J., Shah F., Lundell T.K. Interactions affect hyphal growth and enzyme profiles in combinations of coniferous wood-decaying fungi of Agaricomycetes // PLoS ONE. 2017. Vol. 12(9): e0185171. URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185171Shorohova E., Kapitsa E., Vanha-Majamaa I. Decomposition of stumps 10 years after partial and complete harvesting in southern boreal forest in Finland. Canadian Journal of Forest Research, 2008, vol. 81(9), pp. 2414–2421.Shorohova E., Kapitsa E., Vanha-Majamaa I. Decomposition of stumps 10 years after partial and complete harvesting in southern boreal forest in Finland // Canadian Journal of Forest Research. 2008. Vol. 81(9). P. 2414–2421.Stokland J.N., Siitonen J., Jonsson B.G. Biodiversity in dead wood. Cambridge: Cambridge University Press, 2012. 509 p. doi.org/10.1017/CBO9781139025843Stokland J.N., Siitonen J., Jonsson B.G. Biodiversity in dead wood. Cambridge: Cambridge University Press, 2012. 509 p. doi.org/10.1017/CBO9781139025843Tarasov M.E. Metodicheskie podkhodi k opredeleniu skorosti rezlozheniya drevesnogo detrita. Lesovedenie, 2002, no. 5, pp. 32–38. (In Russ.)Villavicencio E.V., Mali T., Mattila H.K., Lundell T. Enzyme Activity Profiles Produced on Wood and Straw by Four Fungi of Deferent Decay Strategies // MDPI Microorganisms. 2020. Vol. 8(73). URL: https://www.mdpi.com/2076-2607/8/1/73 doi:10.3390/microorganisms8010073Villavicencio E.V., Mali T., Mattila H.K., Lundell T. Enzyme Activity Profiles Produced on Wood and Straw by Four Fungi of Deferent Decay Strategies. MDPI Microorganisms, 2020, vol. 8(73). URL: https://www.mdpi.com/2076-2607/8/1/73. DOI: 10.3390/microorganisms8010073Zabel R.A., Morrell J.J., Robinson S. Wood Microbiology. Decay and Its Prevention. London: ELSEVIER Academicals Press, 2020. 556 p.Zabel R.A., Morrell J.J., Robinson S. Wood Microbiology. Decay and Its Prevention. London: ELSEVIER Academicals Press, 2020. 556 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.