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Agar-Block Microcosms for Controlled Plant Tissue Decomposition by Aerobic Fungi

The two principal methods for studying fungal biodegradation of lignocellulosic plant tissues were developed for wood preservative testing (soil-block; ...

Braun-Rot Pilze wurden in Agar und Agar-Holz Mikrokosmen mit metallischen oder Hydroxid Formen der Al, Cu und Fe inkubiert. Metall Aufl&ouml;sung war verbunden mit erh&ouml;hten Oxalat-Konzentrationen in Agar, aber Metalle in Holz umgesiedelt hatte keine Auswirkungen auf Oxalat Anh&auml;ufung, Kristallproduktion oder Verfall Preis, demonstriert ein Substrat-abh&auml;ngige Oxalat dynamische.

Metall Anh&auml;ufung ohne verst&auml;rkte Oxalat-Sekretion in Holz vom braun Rot Pilzen abgebaut.

Brown rot fungi were incubated in agar and agar-wood microcosms containing metallic or hydroxide forms of Al, Cu, and Fe. Metal dissolution was associated with elevated oxalate concentrations in agar, but metals translocated into wood did not affect oxalate accumulation, crystal production, or decay rate, demonstrating a substrate-dependent oxalate dynamic.

Metal accumulation without enhanced oxalate secretion in wood degraded by brown rot fungi.

Brown rot wood-degrading fungi distinctly modify lignocellulose and completely hydrolyze polysaccharides (saccharification), typically without secreting an exo-acting glucanase and without removing lignin. Although each step of this two-step approach evolved within the same organism, it is unknown if the early lignocellulose modifications are made to specifically facilitate their own abbreviated enzyme system or if enhancements are more general. Because commercial pretreatments are typically approached as an isolated step, answering this question has immense implication on bioprocessing. We pretreated spruce and pine blocks with one of two brown rot fungi, Gloeophyllum trabeum or Fomitopsis pinicola. Wood harvested at weeks 1, 2, 4, and 8 showed a progression of weight loss from time zero due to selective carbohydrate removal. Hemicellulose losses progressed faster than cellulose loss. This "pretreated" material was then saccharified with commercially relevant Trichoderma reesei cellulases or with cellulases from the brown rot fungi responsible for degrading the wood to test for synergy. With increased decay, a significant increase in saccharification efficiency was apparent but not limited to same-species enzyme sources. We also calculated total sugar yields, and calculations that compensate for sugars consumed by fungi suggest a shorter residence time for fungal colonization than calculations based solely on saccharification yields.

Synergy between pretreatment lignocellulose modifications and saccharification efficiency in two brown rot fungal systems.

Braun-Rot Holz-erniedrigende Pilze deutlich &auml;ndern Lignocellulose und v&ouml;llig hydrolysieren Polysaccharide (Verzuckerung), in der Regel ohne eine Exo-Schauspiel-Glucanase sezernierende und Entfernen von Lignin. Obwohl jeder Schritt von diesem zweistufigen Ansatz innerhalb des gleichen Organismus entwickelt, ist es unbekannt, wenn die fr&uuml;hen Lignocellulose-&Auml;nderungen vorgenommen werden, insbesondere eigene abgek&uuml;rzte Enzym-System zu erleichtern oder Erweiterungen allgemeinere sind. Da kommerzielle Vorbehandlungen in der Regel als isolierte Ma&szlig;nahme angesprochen werden, hat die Beantwortung dieser Frage immense Auswirkungen auf bioprocessing. Wir vorbehandelt Fichte und Kiefer-Bl&ouml;cke mit zwei braun-Rot-Pilzen, Bl&auml;ttlinge Trabeum oder Fichtenporling. Holz geerntet Wochen 1, 2, 4 und 8 zeigte eine Progression der Gewichtsabnahme von Zeitlosigkeit durch selektive Kohlenhydrat-Abbau. Polyose Verluste fortgeschritten schneller als Zellulose-Verlust. Dieses &quot;vorbehandelte&quot; Material wurde dann mit kommerziell relevanten Trichoderma Reesei Cellulasen oder Cellulasen aus der braun-Rot-Pilze verantwortlich f&uuml;r erniedrigend das Holz f&uuml;r Synergy testen saccharified. Mit erh&ouml;hter Zerfall war eine deutliche Zunahme der Verzuckerung Effizienz deutlich, aber nicht beschr&auml;nkt zu Artgenossen Enzym-Quellen. Wir auch Gesamtzuckergehalt Renditen berechnet und Berechnungen, die Zucker verbraucht durch Pilze kompensieren suggerieren eine k&uuml;rzere Residenzzeit f&uuml;r pilzartige Kolonisation als Berechnungen allein aufgrund Verzuckerung Ertr&auml;ge.

Synergie zwischen Vorbehandlung Lignocellulose Modifikationen und Verzuckerung Effizienz in zwei braun-Rot-Pilz-Systemen.

Many wood-degrading fungi colonize specific types of forest trees, but often lack wood specificity in pure culture. This suggests that wood type affects competition among fungi and indirectly influences the soil residues generated. While assessing wood residues is an established science, linking this information to dominant fungal colonizers has proven to be difficult. In the studies presented here, we used isolate-specific quantitative PCR to quantify competitive success between two distinct fungi, Gloeophyllum trabeum and Irpex lacteus, brown and white rot fungi, respectively, colonizing three wood types (birch, pine, oak). Ergosterol (fungal biomass), fungal species-specific DNA copy numbers, mass loss, pH, carbon fractions, and alkali solubility were determined 3 and 8Â weeks postinoculation from replicate wood sections. Quantitative PCR analyses indicated that I.Â lacteus consistently outcompeted G.Â trabeum, by several orders of magnitude, on all wood types. Consequently, wood residues exhibited distinct characteristics of white rot. Our results show that competitive interactions between fungal species can influence colonization success, and that this can have significant consequences on the outcomes of wood decomposition.

Competition between two wood-degrading fungi with distinct influences on residues.

Viele Holz-erniedrigende Pilze besiedeln bestimmte Arten von Waldb&auml;umen, aber oft fehlen Holz Spezifit&auml;t in Reinkultur. Dies deutet darauf hin, dass Holz-Art Wettbewerb zwischen den Pilzen und indirekt die Boden-R&uuml;ckst&auml;nde erzeugt beeinflusst. Beurteilung von Holzabf&auml;llen ist eine etablierte Wissenschaft, erwiesen Verkn&uuml;pfen dieser Informationen zu beherrschenden pilzartige Kolonisatoren schwierig. In den hier vorgestellten Studien wir isolieren-spezifische quantitativen PCR Erfolg im Wettbewerb zwischen zwei verschiedenen Pilzen, Bl&auml;ttlinge Trabeum und Irpex Lacteus quantifizieren, braun und wei&szlig; rot Pilze, bzw. kolonisieren drei Holzarten (Kiefer, Birke, Eiche). Ergosterin (Pilz-Biomasse), pilzartige artspezifische DNA Kopie Zahlen Massenverlust, pH-Wert, Kohlenstoff-Br&uuml;che und Alkali L&ouml;slichkeit waren zielstrebig 3 und 8 Wochen Postinoculation von replizieren Holz Abschnitten. Quantitative PCR-Analysen zeigten, dass I. Lacteus konsequent G. Trabeum, um mehrere Gr&ouml;&szlig;enordnungen, auf alle Holzarten outcompeted. Folglich stellte Holzabf&auml;llen charakteristischen Merkmalen der wei&szlig;-Rot. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Konkurrenz-Interaktionen zwischen Pilzarten Kolonisation Erfolg beeinflussen k&ouml;nnen, und dass dies erhebliche Auswirkungen auf die Ergebnisse von Holz Zersetzung haben kann.

Article	Year
Metal accumulation without enhanced oxalate secretion in wood degraded by brown rot fungi. Applied and environmental microbiology\| PubMed ID: 16885326	2006
Synergy between pretreatment lignocellulose modifications and saccharification efficiency in two brown rot fungal systems. Applied microbiology and biotechnology\| PubMed ID: 19343340	2009
Competition between two wood-degrading fungi with distinct influences on residues. FEMS microbiology ecology\| PubMed ID: 22067023	2011

Jonathan S. Schilling

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