The effect of xylotrophic basidiomycetes on the photosynthetic pigments of small-leaved trees
- Authors: Maramokhin E.V.1, Sirotina M.V.1,2, Zontikov D.N.1, Golubev V.S.1
-
Affiliations:
- Kostroma State University
- State Natural Reserve «Kologrivsky Forest» named after M.G. Sinitsyn
- Issue: Vol 11, No 4 (2022)
- Pages: 78-84
- Section: Biological Sciences
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/133221
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2022114111
- ID: 133221
Cite item
Full Text
Abstract
Xylotrophic basidiomycetes are an essential component of any biogeocoenosis. It is due to these organisms that one of the most important processes occurs throughout the biosphere, namely the decomposition of organic substances and, first of all, cellulose, which is synthesized by producers. However, these phytopathogens bring significant losses to forestry, making wood unsuitable for industrial use. At the same time, sufficiently effective methods for diagnosing and assessing wood damage by heartwood rot, which are caused by xylotrophic basidiomycetes, have not been developed. The paper studies the peculiarity of the influence of these phytopathogens on the pigment apparatus of valuable small-leaved tree species using the methods of spectroscopy and electrophotocolorimetry, while comparing the rate of degradation of the main pigments of photosynthesis – chlorophylls a and b to pheophytin, as well as assesses the content of chlorophyll, and auxiliary pigments such as carotenoids and xanthophylls in healthy trees and trees with signs of damage by pathogenic xylotrophs. A significant number of effects of phytopathogens on leaf pigment apparatus of small-leaved tree species have been identified. Among those are rapid degradation of primary and secondary pigments, distortion of chlorophyll a concentration data caused by filter properties of photoelectric colorimeter and higher chlorophyll b concentration in affected trees in comparison to control sample. These methods and the results obtained can be actively used both in forestry to assess the phytosanitary state of small-leaved trees, and to further study the features of the interaction of xylotrophic basidiomycetes with woody plants.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
Eduard Vladimirovich Maramokhin
Kostroma State University
Author for correspondence.
Email: maramokhin91@mail.ru
senior lecturer of Biology and Ecology Department
Russian Federation, KostromaMarina Valerievna Sirotina
Kostroma State University; State Natural Reserve «Kologrivsky Forest» named after M.G. Sinitsyn
Email: mvsirotina@gmail.com
doctor of biological sciences, associate professor, head of Biology and Ecology Department, researcher
Russian Federation, Kostroma; Kologriv, Kostroma RegionDmitry Nikolaevich Zontikov
Kostroma State University
Email: zontikovd@mail.ru
candidate of agricultural sciences, senior researcher, head of Plant Biotechnology Laboratory
Russian Federation, KostromaVladislav Sergeevich Golubev
Kostroma State University
Email: vladislav.golubew2016@yandex.ru
postgraduate student of Economics and Management Department
Russian Federation, KostromaReferences
- Бондарцева М.А. Эколого-биологические закономерности функционирования ксилотрофных базидиомицетов в лесных экосистемах // Грибные сообщества лесных экосистем / под ред. В.Г. Стороженко, В.И. Крутова, Н.Н. Селочник. М.–Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2000. С. 9–25.
- Shang J., Yan S., Wang Q. Degradation mechanism and chemical component changes in Betula platyphylla wood by wood-rot fungi // BioResources. 2013. Vol. 8, iss. 4. P. 6066–6077. doi: 10.15376/biores.8.4.6066-6077.
- Knogge W. Fungal infection of plants // The Plant Cell. 1996. Vol. 8, iss. 10. P. 1711–1722. doi: 10.1105/tpc.8.10.1711.
- Zarzynski P. Correlations between phenolic compounds in wood and its decay by chosen species of saprotrophic and parasitic fungi // Forest Research Papers. 2009. Vol. 70, iss. 2. P. 113–122.
- Кабирова Р.Р. Изучение воздействия трутовых грибов на древесные насаждения Уфимского промышленного центра // Экология и природопользование: прикладные аспекты: мат-лы IX междунар. науч.-практ. конф. Уфа, 2019. С. 176–180.
- Burdon J.J., Thrall P.H. Spatial and temporal patterns in coevolving plant and pathogen associations // The American Naturalist. 1999. Vol. 153, № S5. P. 515–533. doi: 10.1086/303209.
- Марамохин Э.В., Малахова К.В. Изучение лесных фитопатогенов группы ксилотрофных базидиомицетов на примере Piptoporus betulinus (Bull.) P. Karst. и Phellinus igniarius (L.) Quеl. в культуре in vitro // Инженерные кадры – будущее инновационной экономики России. 2018. № 2. С. 74–77.
- Марамохин Э.В., Сиротина М.В., Зонтиков Д.Н. Культивирование мицелия и изучение фитопатогенности некоторых ксилотрофных базидиомицетов в условиях in vitro // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2020. № 2. С. 12–18. doi: 10.36906/2311-4444/20-2/02.
- Марамохин Э.В. Ксилотрофные базидиомицеты мелколиственных лесов Костромской области // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2020. № 1. С. 4–9. doi: 10.36906/2311-4444/20-1/01.
- Стороженко В.Г. Пораженность осинников Костромской области ложным осиновым трутовиком // Лесное хозяйство. 1979. № 10. С. 54–55.
- Сафонов М.А., Остапенко А.В. Влияние экологических факторов на распространение стволовых гнилей осины // Научная жизнь. 2017. № 6. С. 61–70.
- Степанова Н.Т., Мухин В.А. Основы экологии дереворазрушающих грибов. М.: Наука, 1979. 100 с.
- Стороженко В.Г. Научные основы устойчивости лесов к дереворазрушающим грибам. М.: Наука, 1992. 221 с.
- Марамохин Э.В. Научные основы изучения влияния ксилотрофных базидиомицетов на свойства хлорофилла деревьев мелколиственных пород // Ступени роста – 2020: тез. 72-й межрегион. науч.-практ. конф. молодых ученых / сост. и отв. ред. Л.А. Исакова. Кострома, 1–25 апреля 2020 г. Кострома: Костромской государственный университет, 2020. С. 98–99.
- Shigo A.L. Biology of decay and wood quality // Biological transformation of wood by microorganisms / ed. W. Liese. Berlin–Heidelberg: Springer, 1975. P. 1–15. doi: 10.1007/978-3-642-85778-2_1.
- Hawksworth D.L. The fungal dimension of biodiversity: magnitude, significance, and conservation // Mycological Research. 1991. Vol. 95, iss. 6. P. 641–655. doi: 10.1016/s0953-7562(09)80810-1.
- Ипатова Е.У., Демин В.А., Пахучая Л.М. ИК-Фурье-спектроскопия древесины березы, пораженной березовым трутовиком // Февральские чтения: сб. мат-лов науч.-практ. конф. по итогам науч.-исслед. работы 2017 года преподавателей Сыктывкарского лесного института. Сыктывкар, 2018. С. 218–221.
- Корнилина В.В. Влияние ложного осинового трутовика (Phellinus tremulae Bond et Boriss) на содержание пигментов в листьях осины в лесах Ульяновской области // Фундаментальные исследования. 2012. № 9. С. 568–572.
- Баландайкин М.Э. Начала системного подхода в изучении экологии и биологии ксилотрофного базидиомицета Inonotus obliquus (Pers.) Pil // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. № 4 (42). С. 18–27.
- Белова Н.В. О необходимости изучения биологии и биохимической активности Inonotus obliquus // Микология и фитопатология. 2014. Т. 48, вып. 6. С. 401–403.