Как белая гниль разлагает свежесрубленную древесину
Исследователи секвенировали и проанализировали геном гриба белой гнили Phlebiopsis gigantea, способного разлагать свежесрубленную заболонь хвойных пород. Также были изучены его секретом (набор секретируемых белков) и транскриптом (набор всех молекул РНК).
Анализ и аннотация генома гриба, а также его секретома и транскриптома проливают свет на механизмы, с помощью которых P. gigantea колонизирует древесину, и на его вклад в глобальный цикл углерода.
Для исследователей в области биоэнергетики грибы представляют интерес, поскольку они способны разлагать древесину и лесную подстилку. Поскольку растительная биомасса является устойчивым альтернативным источником энергии, интересующим Министерство энергетики США (DOE), ученые изучают грибковые процессы, участвующие в расщеплении и преобразовании растений в сахара, с целью их масштабирования для промышленного применения.
Исследователи из Объединенного института генома DOE (DOE JGI) секвенируют и анализируют две основные группы грибов: бурую и белую гниль. Обе группы могут разлагать целлюлозу и гемицеллюлозу в клеточных стенках растений, но только белая гниль способна разрушать также и лигнин. Это различие, хотя и кажется незначительным, стало причиной предположения в одном исследовании в Science, что древний гриб белой гнили мог положить конец образованию угольных залежей.
Многие из изученных в DOE JGI геномов грибов белой гнили известны способностью разлагать гнилую древесину. Однако в исследовании, опубликованном 4 декабря 2014 года в PLoS Genetics, консорциум с участием ученых DOE JGI сообщил о механизмах, с помощью которых P. gigantea разлагает клеточные стенки растений и смолистые компоненты в свежесрубленной заболони хвойных пород.
В одном эксперименте ученые в течение трех месяцев наблюдали за прогрессом гриба на пластинах заболони осины, сосны и ели, сравнивая результаты с неинокулированными образцами. В другом эксперименте они измерили уровни экспрессии генов гриба в двух сценариях: когда глюкоза была предварительно экстрагирована ацетоном из свежесрубленной сосновой древесины, и когда — нет.
«Результаты углубляют понимание ранней и исключительной колонизации P. gigantea хвойной древесины, а также предоставляют основу для разработки эффективных стратегий защиты древесины, улучшения биоконтрольных агентов и идентификации полезных ферментов», — заключила команда.