Enzymové aktivity a molekulární charakterizace hub v tlejícím dřevu

Kristýna KONAROVSKÁ, DiS.

Bachelor's thesis

Enzyme activity and molecular characterization of fungi in decaying wood

Abstract:

Tlející dřevo je nezbytnou součástí lesního ekosystému. Hraje důležitou roli z hlediska koloběhu uhlíku a živin, obnovy lesa a uchování jeho biodiverzity. Dřevní hmota představuje dobře odolný a obtížně rozložitelný materiál. Některé houby mají díky produkci extracelulárních enzymů výborné možnosti lignocelulózu degradovat. Právě těmto enzymům a charakterizaci jejich houbových producentů v tlejícím dřevu se zabývá předkládaná bakalářská práce. Cílem je popsat faktory, které ovlivňují složení a funkci společenstva hub v mrtvém dřevu. U vzorků odebraných z větví a kmenů dvou rozdílných druhů stromů, jedlí a buků, bylo s využitím chemického markeru ergosterolu popsáno množství biomasy hub a zastoupení jednotlivých druhů hub bylo popsáno na základě jejich molekulární charakteristiky. Dále byly analyzovány aktivity enzymů, které dřevo rozkládají. Hlavní zkoumanou proměnnou byl původ vzorku, tj. že vzorky byly odebrány z jiných druhů dřevin (jedle stříbrná a buk evropský) a že pocházeli buď z větví, nebo z kmenů. Díky tomu bylo možné vzorky seřadit do čtyř skupin a porovnávat rozdíly mezi nimi. Zkoumaným objektem se tedy staly vzorky z jedlových větví (FWD-T), vzorky z bukových jedlí (FWD-B) vzorky z jedlových kmenů (CWD-T) a vzorky z bukových kmenů (CWD-B). Analýzy potvrdily vyšší potenciální aktivitu enzymů u vzorků odebraných z větví a to zejména u endocelulázy, exocelulázy, endoxylanázy, N-acetylglukosaminidázy a glukosidázy. Vzorky větví měly také signifikantně vyšší pH. Analýza specifického markeru ergosterolu potvrdila více houbové biomasy u vzorků větví nežli u vzorků kmenů. Dále na úrovni houbových kmenů nebyla prokázána preference Ascomycet či Basidiomycet pro druh stromu či pro kmeny, nebo větve. Vyšší hodnoty aktivity enzymů společně s houbovou biomasou a nižším pH dokládají více produkovaných houbových enzymů ve větvích v porovnání s kmeny. Houby zde silně ovlivňují substrát díky svému aktivnímu metabolizmu. Vyšší hodnoty biomasy souvisí s rychlejší kolonizací větví houbami, která je zapříčiněna větším rozdílem průměru povrchu vůči objemu. Kolonizace větví je na rozdíl od kmenů pro houby rychlejší a snadnější. Větve ve výsledku podléhají rychlejšímu rozkladu.

Abstract:

Decomposing wood is necessary part of forest ecosystem. Wood is robust and hardly decomposable material. Some fungi can use enzymes to degrade lingocellulose. This bachelor thesis is concerned with these fungi and enzymes. Goal of this work was to describe factors affecting composition of fungal community in deadwood. Two different kinds of trees - beech and fir had been sampled from trunks and branches and ergosterol content, fungal biomass, activity of extracellular enzymes and fungal community composition were determined. Main watched property has been different source of samples coming from tree trunks (T) or branches (B) and from Silver fir (FWD) or European beech (CWD) thus forming 4 categories FWD-T, FWD-B, CWD-T and CWD-B. Analysis confirmed higher potential activity of enzymes and higher pH in samples taken from branches specifically endocellulose, exocellulose, endoxylanase, N-acetylglukosaminidase a -glukosidase. Ergosterol marker confirmed higher biomass content in branches. Ascomycet or Basidiomycet fungi content was not dependent on type of wood or its size. Enzyme activity and fungi biomass with lower pH confirms higher fungi enzymes content in branches in comparison to trunks. Presence of fungi influences substrate thanks to active metabolism. Higher biomass values were linked to faster branches colonization and their decomposition.

Keywords

dřevorozkladné houby, tlející dřevo, extracelulární enzymy, ergosterol

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2016

Accessible from:: 3. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Bachelor programme / field:
Specialization in Health Service / Zdravotní laborant