Unlocking proteomic and ecological heterogeneity between Schizophyllum commune and Trametes versicolor as early sapwood colonizers on wood

Abstract

Pilze sind ein wesentlicher Bestandteil von Waldökosystemen und holzzerstörende Pilze spielen eine Schlüsselrolle beim Abbau von Holz und beim Nährstoffrecycling. Der vollständige Abbau von Holz durch eine einzelne Pilzart ist aufgrund der widerspenstigen physikalischen Struktur und chemischen Zusammensetzung von Holz eine Herausforderung. In der Natur ist verrottendes Holz daher ein Unterschlupf für mehrere holzzersetzende Pilze. Diese Pilze sind neben anderen die Hauptakteure im Holzzerfallsprozess. Bestimmte holzzerstörende Pilze besiedeln früh das Holz und starten den Zerfallsprozess. In diesem Zusammenhang werden zwei frühe Splintholzbesiedler, Schizophyllum commune und Trametes versicolor, oft gemeinsam in Form von Pilzen auf Ästen lebender Bäume, auf frisch gefallenem Totholz und auch auf geschnittenen Stämmen gefunden. In früheren Berichten und in eigenen Beobachtungen erschienen die Fruchtkörper beider Pilze zuerst in der frühen Fäulnisphase auf dem morschen Holz. Allerdings ist S. commune ein schwacher Zersetzer mit Merkmalen zwischen Weiß-und Braunfäule (Graufäule) und könnte Vorteile von mitbewohnenden Pilzen haben, die besser in der Lage sind, Holz abzubauen. T. versicolor hingegen ist eine aggressive Weißfäule. Zwischen diesen beiden frühen Splintholzbesiedlern bestehen Interaktionen, die sowohl kompetitiv als auch kooperativ sein können. In dieser Arbeit ging es darum, die Interaktionen zwischen den frühen Splintholzbesiedlern (S. commune und T. versicolor) in Laborexperimenten in Doppelkulturen auf Buchenholz besser zu verstehen und die Sekretome/Proteome aus Einzel-und Doppelkulturen, die auf Buchensplintholz oder künstlichem Substrat gewachsen sind, zu isolieren, um Funktionen beim Wachstum auf Holz, bei der Entgiftung schädlicher Holzinhaltsstoffe und bei der Verteidigung gegen andere Pilze zu definieren. Buchen-Splintholz-und Rindenfäulnisversuche wurden durchgeführt, um die Fäulniskapazität von zwei frühen Splintholzbesiedlern, S. commune und T. versicolor, unter verschiedenen Beleuchtungsschemata zu testen und zu vergleichen. Drei Stämme von S. commune (Dikaryon Sc-D; die beiden elterlichen Monokaryonen Sc-M1 und Sc-M2) und zwei Stämme von T. versicolor (Dikaryon Tv-D; Monokaryon Tv-M) wurden auf Buchenpartikel (ca. 4 x 1 mm) inokuliert und bei 25 o C unter verschiedenen Lichtbedingungen (in kontinuierlicher Dunkelheit -CD, in Dunkelheit -D, in kontinuierlichem Licht -CL, und in 12 h Dunkelheit/12 h Licht-Zyklen -12L/12D) für 30 und 90 Tage bebrütet. Das aggressive Verhalten von T. versicolor wurde durch XIV | P a g e Tests an Buchensplintholz und Rindenfäule verifiziert. Insgesamt verursachte T. versicolor eine höhere Reduktion des Rinden-und Splintholzgewichts als S. commune. Im Splintholz reduzierte T. versicolor das Gewicht innerhalb von 90 Tagen um maximal 53 % (Tv-D) und 24 % (Tv-M), während S. commune den Gewichtsverlust in der gleichen Zeit nur bis zu 6 % erreichte (Sc-D: 4 %; Sc-M1: 5 % und Sc-M2: 6 %). Alle Stämme von S. commune reduzierten unter allen Licht-und Dunkelbedingungen n...