Российский научный фонд одобрил четыре заявки от Югорского государственного университета. Одним из проектов, который выиграл региональный конкурсный отбор на финансирование фундаментальных и поисковых научных исследований, стал проект «Роль грибов в цикле углерода верховых болот: связь состава сообщества и процесса разложения органического вещества». Отметим, что объём финансирования проекта в этом году составит 1,5 млн рублей.
В течение 10 лет на модельном полигоне для изучения экосистем верховых болот «Мухрино» проводится мониторинг сообществ грибов с помощью классического морфологического и - в последние три года - молекулярно-генетических методов. Получены сведения о составе и динамике сообщества макромицетов, составе сообщества микромицетов на листовом опаде и других группах грибов на основных компонентах мортмассы. Апробированы протоколы метабаркодинга сообщества грибов из торфа, листового опада, древесины и микоризных окончаний и получены последовательности ДНК. Имеющийся задел, отмечают учёные, позволит синтезировать сведения о составе, структуре, общей биомассе грибного сообщества и скорости разложения органического вещества по основным экологическим группам (сапротрофы на разных субстратах).
«По разным оценкам, грибное сообщество торфяных болот в мире насчитывает от 600 до 1,5 тысяч видов. Вклад грибного компонента в разложение органического вещества болот оценивался с помощью разных методов, однако детальных исследований, показывающих, как разные элементы сообщества грибов разлагают биополимеры в составе разных фракций органического вещества (например, в опаде, очёсе, торфе и т.д.), не проводилось. Понимание связи между составом и структурой сообщества грибов, с одной стороны, и скоростью разложения разных субстратов, с другой, поможет оценить, насколько сильно влияет биоразнообразие грибов на стабильность углерода в болотных экосистемах. Такое понимание необходимо для развития прогностических моделей цикла углерода, разработки инструментов биоиндикации, а также для оценки биотехнологического потенциала грибного сообщества верховых болот», - рассказала руководитель проекта, заведующая молекулярно-генетической лабораторией ЮГУ Нина Филиппова.
В ходе первого года реализации проекта будет выполнен отбор проб и проведено секвенирование тотальной ДНК сообщества грибов, а также проведена оценка грибной биомассы по эргостеролу и микроскопическим методом. Второй год реализации проекта будет посвящен лабораторным инкубационным экспериментам для верификации оценки биомассы, оценки способности доминирующих видов грибов к разложению разных типов опада и разных источников углерода и оценки их ферментативной активности.
Главными результатами научного исследования станут:
-
Анализ тотальной ДНК грибов, обитающих в основных пулах мортмассы (опаде сосудистых растений, моховом очёсе, и торфогенном слоях торфяной залежи верхового болота); анализ длинных фрагментов (всего региона ITS); полученные операционные таксономические единицы будут интегрированы в глобальный портал видовых гипотез грибов (UNITE) и привязаны к таксонам или видовым гипотезам; будут получены матрица полного видового разнообразия грибов из разных субстратов с их относительным обилием и современный чеклист таксономического состава и характеристики количественной структуры сообщества в основных пулах мортмассы.
- Оценка биомассы и грибного углерода по эргостеролу и флуоресцентной микроскопии. Оба метода будут апробированы и стандартизованы для дальнейшего использования в лаборатории в рамках других фундаментальных и прикладных проектах. Будут получены коэффициенты для пересчета эргостерола в биомассу и коэффициэнт экстрагируемости эргостерола применительно к верховым болотам. В результате впервые для модельного полигона «Мухрино» будут получены оценки доли грибного углерода в основных мулах мортмассы.
- Оценка способности модельных видов грибов к разложению разных типов опада и разных источников углерода в лабораторных экспериментах in vitro; манометрическим методом в контролируемой закрытой системе будет проведен респирометрический анализ биологической активности и биодеструктивной функции преобладающих на болоте видов грибов, инокулированных на стерильный субстрат разных слоёв торфяной залежи на разных стадиях биодеградации (непосредственная биодеградация, биофрагментация и ассимиляция); оценка ферментативного спектра модельных видов с помощью флуоресцентно-меченых субстратов.
