Ectomycorrhizal decomposers – enzymes, ecology, and evolution

Ektomykorrhizasvampar är centrala för skogsmarkens närings- och kolomsättning. Vissa mykorrhizasvamparter har behållit genetisk kapacitet att tillverka kraftfulla oxidativa enzymer, så kallade manganperoxidaser, från saprotrofa anfäder. Denna avhandling syftar till att fördjupa kunskapen om mykorrhizabildande nedbrytare och deras roll i omsättning av organiskt material, med ett fokus på släktet Cortinarius. Jag har studerat hur ektomykorrhizasvampars manganperoxidaser fungerar och påverkar marken genom en kombination av molekylära metoder (ITS sekvensering, genomanalys och metatranskriptomik), enzymanalyser, och tillverkning av enzymer i genmodifierad jäst. Manganperoxidaser från Cortinarius uppvisade kapacitet att oxidera organiska föreningar. Transkription av manganperoxidasgener in situ var korrelerad med uttryck av gener involverade i upptag av organiskt kväve och fosfor. Dessa resultat är viktiga steg på vägen för att kunna länka den genetiska kapaciteten hos mykorrhizabildande nedbrytare till deras föreslagna roll i omsättning av svårnedbrytbart organiskt material i marken. Utöver detta visade genuttrycksdata att oxidativ nedbrytning inte var kopplat till hög energikostnad, åtminstone inte i relation till andra processer som i svamparnas mycel. På ekosystemnivå tycktes vissa arter vara särskilt viktiga nedbrytare, med stor variation på släktesnivå. Dessa identifierade arter uppvisade tecken på nischdifferentiering med avseende på skogsålder och markbördighet. I kvävebegränsade boreala skogar verkar det vara av stor betydelse att kunna kombinera mykorrhizasymbios med förmåga att producera kraftfulla nedbrytande enzymer. Det är viktigt att förstå hur svampar med dessa egenskaper påverkar omsättning av organiskt material för att kunna förutsäga effekter av klimatförändringar på boreala skogars kapacitet att binda in kol och producera trädbiomassa.