Ectomycorrhizal fungi in boreal forests: their role in mineral weathering and nitrogen mobilisation

Ektomykorrhizasvampar spelar nyckelroller i mineralvittring och mobilisering av kväve (N) i boreala skogar, men kunskapsluckor kvarstår om hur dessa processer samverkar och mekanistiska förklaringar till vittring saknas. Medan framsteg har gjorts för att förstå mobilisering av N och reglering av upptag via N transportörer, så har reglering av gener för baskatjontransportörer, liksom för produktion av organiska syror med låg molekylvikt förblivit i stort sett outforskad. Denna avhandling undersöker sambanden mellan mineralvittring, N-mobilisering och kolallokering. Fokus är på mykorrhizasvampsamhällen, evolutionen av genfamiljer för baskatjontransportörer, samt regleringen av baskatjontransport och produktion av lågmolekylära organiska syror. Resultaten visar att mineralvittring och upptag av baskatjoner uppregleras i växter med större tillgång på organiskt material, drivet av en ökad efterfrågan på näringsämnen samt ökad kolallokering till det organiska jordskiktet samt anrikningsskiktet (B-horisonten), där mykorrhizasvamparna Piloderma sphaerosporum och Suillus bovinus främst förekommer. Genfamiljer för baskatjontransportörer i släktet Suillus utvecklades snabbt, med expansioner kopplat till baskatjonupptag, särskilt i MgtE-genfamiljen, vilket även var signifikant positivt korrelerat med magnesiumupptag. Det förekom även betydande expansioner i släktet Piloderma. Transkriptionsanalys av S. bovinus avslöjade uppreglering av flera gener för baskatjontransportörer som svar på mineralbehandling, och regleringen sker både genom antalet genkopior och transkriptionsnivåerna. Dessutom visade Piloderma fallax i symbios med Pinus sylvestris plantor signifikant högre produktion av lågmolekylära organiska syror i den organiska N-behandlingen jämfört med den oorganiska N-behandlingen, med genuttryck påverkat av N-källan. Resultaten visar på en sammankoppling mellan mineralvittring och N-mobilisering, och understryker behovet av integrerade metoder för att förstå dessa processer och deras reglering, vilka har konsekvenser för hållbart och klimatanpassat skogsbruk.