Особенности активного микогенного ксилолиза на сосне обыкновенной в зоне хвойно-широколиственных лесов

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.

1. Веревкин 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.

2. 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.

3. 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.

4. Красуцкий Б.В. Краткий атлас некоторых ксилофильных грибов Челябинской области. Челябинск: Изд-во ЧелГУ, 2021. 192 с.

5. 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.v14i3.693

6. Ниемеля Т. Трутовые грибы Финляндии и прилегающих территорий России // Norrlinia 8. Хельсинки: Helsinki University Printing House, 2001. 120 c.

7. 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.

8. Тарасов М.Е. Методические подходы к определению скорости разложения древесного детрита // Лесоведение. 2002. № 5. С. 32–38.

9. 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.0251893

10. Hatakka A., Hammel K.E., Hofrichter M. et al. Fungal biodegradation of lignocelluloses // Industrial Applications (The Mycota). 2011. Vol. 10. P. 319–340.

11. Hiscox 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.2018.02.003

12. Mali 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.0185171

13. 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.

14. Stokland J.N., Siitonen J., Jonsson B.G. Biodiversity in dead wood. Cambridge: Cambridge University Press, 2012. 509 p. doi.org/10.1017/CBO9781139025843

15. 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/microorganisms8010073

16. Zabel R.A., Morrell J.J., Robinson S. Wood Microbiology. Decay and Its Prevention. London: ELSEVIER Academicals Press, 2020. 556 p.