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Gibt es Pilze, die Huminsäuren verdauen können?

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Huminsäuren sind eine komplexe Gruppe organischer Stoffe, von denen allgemein bekannt ist, dass sie biologisch schwer abbaubar sind. Pilze als Gruppe sind dafür bekannt, komplexe organische Stoffe wie Zellulose oder Lignin abzubauen. Aber gibt es Huminsäuren, die einen wichtigen Beitrag zu ihrem Energiebedarf leisten?


Laut Wikipedia ist Huminsäure (HA) ein Produkt des biologischen Abbaus von toter organischer Substanz. Unten ist eine repräsentative Struktur gezeigt, aber es ist wichtig zu verstehen, dass Huminsäure ein Name ist, der einer Familie von lose verwandten Polymeren der Produkte des biologischen Abbaus gegeben wird.

Obwohl HA gegen einen weiteren biologischen Abbau resistent ist, gibt es tatsächlich Pilze, die es weiter abbauen können.

Es gibt Hinweise darauf, dass Pilze HA abbauen können:

Grinhut et al. (2011)Mechanisms of Humic Acids Degradation by White Rot Fungi Explored Using 1H NMR Spectroscopy and FTICR Mass Spectrometry Env Sci & Technol 45, 2784-2754

Dieser Artikel berichtet über Studien zum Mechanismus des HA-Abbaus durch Trametes und Phanerochaete-Pilze (Basidiomyceten). Diese abbauende Eigenschaft wird der Sekretion unspezifischer oxidierender Enzyme zugeschrieben: Manganperoxidase, Ligninperoxidase und Laccase. die Autoren berichten über Hinweise auf "Oxidation, eine Abnahme des Aromatengehalts und Hinweise auf eine Demethylierung der HA während des biologischen Abbaus.

Das Papier ist auch eine Quelle für Verweise auf frühere Arbeiten.

Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass diese Pilze diesen Abbau in Gegenwart anderer Nährstoffe durchführen, d. h. sie können HA nicht als Hauptkohlenstoff-/Energiequelle nutzen.


Gibt es Pilze, die Huminsäuren verdauen können? - Biologie

Pilze, lateinisch für Pilz, sind Eukaryoten, die für die Zersetzung und den Nährstoffkreislauf durch die Umwelt verantwortlich sind.

Lernziele

Beschreiben Sie die Rolle von Pilzen im Ökosystem

Die zentralen Thesen

Wichtige Punkte

  • Pilze sind näher mit Tieren verwandt als Pflanzen.
  • Pilze sind heterotroph: Sie nutzen komplexe organische Verbindungen als Energie- und Kohlenstoffquellen, nicht für die Photosynthese.
  • Pilze vermehren sich entweder ungeschlechtlich, sexuell oder beides.
  • Die Mehrheit der Pilze produziert Sporen, die als haploide Zellen definiert sind, die eine Mitose durchlaufen können, um mehrzellige, haploide Individuen zu bilden.
  • Pilze interagieren mit anderen Organismen, indem sie entweder nützliche oder gegenseitige Assoziationen (Mykorrhizen und Flechten) bilden oder schwere Infektionen verursachen.

Schlüsselbegriffe

  • Mykorrhiza: eine symbiotische Verbindung zwischen einem Pilz und den Wurzeln einer Gefäßpflanze
  • Spore: ein reproduktives Partikel, normalerweise eine einzelne Zelle, das von einem Pilz, einer Alge oder einer Pflanze freigesetzt wird und in eine andere keimen kann
  • Flechte: einer von vielen symbiotischen Organismen, wobei es sich um Assoziationen von Pilzen und Algen handelt, die oft als weiße oder gelbe Flecken auf alten Mauern usw.
  • Ascomycota: eine taxonomische Einteilung innerhalb des Königreichs Fungi Diese Pilze, die Sporen in einem mikroskopisch kleinen Sporangium namens Ascus produzieren
  • heterotroph: Organismen, die komplexe organische Verbindungen als Energie- und Kohlenstoffquellen nutzen

Einführung in die Pilze

Das Wort Pilz kommt vom lateinischen Wort für Pilze. Tatsächlich ist der bekannte Pilz eine Fortpflanzungsstruktur, die von vielen Pilzarten verwendet wird. Es gibt jedoch auch viele Pilzarten, die überhaupt keine Pilze produzieren. Als Eukaryoten enthält eine typische Pilzzelle einen echten Zellkern und viele membrangebundene Organellen. Das Königreich Fungi umfasst eine enorme Vielfalt lebender Organismen, die zusammen als Ascomycota oder echte Fungi bezeichnet werden. Während Wissenschaftler etwa 100.000 Pilzarten identifiziert haben, ist dies nur ein Bruchteil der 1,5 Millionen Pilzarten, die wahrscheinlich auf der Erde vorkommen. Speisepilze, Hefen, Schwarzschimmel und der Hersteller des Antibiotikums Penicillin, Penicillium notatum, sind alle Mitglieder des Königreichs Fungi, das zur Domäne Eukarya gehört.

Beispiele für Pilze: Viele Pilzarten produzieren den bekannten Pilz (a), bei dem es sich um eine Fortpflanzungsstruktur handelt. Dieser (b) Korallenpilz zeigt leuchtend bunte Fruchtkörper. Diese elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt (c) die sporentragenden Strukturen von Aspergillus, einer Art toxischer Pilze, die hauptsächlich in Böden und Pflanzen vorkommen.

Pilze, die einst als pflanzenähnliche Organismen galten, sind näher mit Tieren als Pflanzen verwandt. Pilze sind nicht zur Photosynthese fähig: Sie sind heterotroph, weil sie komplexe organische Verbindungen als Energie- und Kohlenstoffquellen nutzen. Einige Pilzorganismen vermehren sich nur ungeschlechtlich, während andere sich im Generationenwechsel sowohl ungeschlechtlich als auch sexuell fortpflanzen. Die meisten Pilze produzieren eine große Anzahl von Sporen, bei denen es sich um haploide Zellen handelt, die eine Mitose durchlaufen können, um mehrzellige, haploide Individuen zu bilden. Pilze spielen wie Bakterien eine wesentliche Rolle in Ökosystemen, da sie Zersetzer sind und am Nährstoffkreislauf beteiligt sind, indem sie organische und anorganische Materialien zu einfachen Molekülen abbauen.

Pilze interagieren oft mit anderen Organismen und bilden nützliche oder gegenseitige Assoziationen. Zum Beispiel gehen die meisten Landpflanzen symbiotische Beziehungen mit Pilzen ein. Die Wurzeln der Pflanze verbinden sich mit den unterirdischen Teilen des Pilzes und bilden Mykorrhizen. Durch Mykorrhizen tauschen Pilz und Pflanze Nährstoffe und Wasser aus, was das Überleben beider Arten erheblich unterstützt. Alternativ sind Flechten eine Verbindung zwischen einem Pilz und seinem Photosynthesepartner (normalerweise einer Alge). Pilze verursachen auch schwere Infektionen bei Pflanzen und Tieren. Zum Beispiel die Ulmenkrankheit, die durch den Pilz verursacht wird Ophiostoma ulmi, ist ein besonders verheerender Pilzbefall, der viele einheimische Ulmenarten zerstört (Ulmus sp.) durch Infektion des Gefäßsystems des Baumes. Als Überträger fungiert der Ulmenborkenkäfer, der die Krankheit von Baum zu Baum überträgt. Versehentlich in den 1900er Jahren eingeführt, dezimierte der Pilz Ulmen auf dem ganzen Kontinent. Viele europäische und asiatische Ulmen sind weniger anfällig für die Ulmenkrankheit als amerikanische Ulmen.

Beim Menschen gelten Pilzinfektionen im Allgemeinen als schwierig zu behandeln. Im Gegensatz zu Bakterien sprechen Pilze nicht auf eine herkömmliche Antibiotikatherapie an, da sie Eukaryoten sind. Pilzinfektionen können für Personen mit geschwächtem Immunsystem tödlich sein.

Pilze haben viele kommerzielle Anwendungen. Die Lebensmittelindustrie verwendet Hefen beim Backen, Brauen sowie bei der Käse- und Weinherstellung. Viele industrielle Verbindungen sind Nebenprodukte der Pilzfermentation. Pilze sind die Quelle vieler kommerzieller Enzyme und Antibiotika.


Beheben Sie die häufigsten Rasenprobleme für einen gesunden Rasen

14 Montag Dezember 2015

Manchmal können Besitzer eines üppig grünen Gartens einige Rasenprobleme haben, die durch einen organischen Ansatz behoben werden sollten. Dies wird dazu beitragen, Ihren Rasen in seinen gesunden Zustand mit einem satten Grün zurückzubringen. Ein gesunder und sattgrüner Rasen spielt eine wichtige Rolle bei der Verschönerung Ihres Gartens, der sich als wunderbare Kulisse für Grillabende oder einen entspannten Nachmittag mit der Familie erweisen kann.

Was sind einige allgemeine Rasen- oder Rasenprobleme?

Braune Flecken oder Flecken:

Im Allgemeinen wird diese Art von Rasenkrankheit durch den Rhizoctonia-Pilz verursacht, der sich schnell ausbreitet und den Rasen am meisten schädigt. Der betroffene Rasenbereich sieht aus wie ein braun gefärbter Rasen ohne Wasser. Abgesehen von schlechten Bodenschäden werden auch verdichtete Böden oder hohe Stickstoffgehalte als wichtige Faktoren angesehen, die zu braunen Flecken führen.

Bevorzugteste Lösung: All-in-One organischer Flüssigdünger– verbessert organische Substanz und Bodenstruktur

Problem mit dem gelben Gras:

Wenn Sie feststellen, dass Ihr Rasen gelb und nicht satt grün wird, kann es sein, dass er an Eisenmangel leidet.

Bevorzugteste Lösung: Flüssige organische Mikronährstoffe – korrigieren Mikronährstoffmängel

Unkraut im Garten:

Denken Sie daran, dass Unkräuter schnell einen Garten oder Rasen besetzen können, was wünschenswerte Setzlinge ersticken kann. Alle Arten von Unkräutern wurzeln gerne in Rasenflächen, die kompakt, nass, schattig und unterdüngt sind.

In Ihrem Rasen finden Sie Reet als dicht gewebte Matte aus toten und lebenden Grasteilen, Wurzeln, Stängeln, Halmen und Schnittgut, die eine Schicht auf der Oberseite des Bodens bilden. Dieser Zustand des Rasens führt zu einem schwachen Zustand, der ihn insekten- und krankheitsanfällig macht.

Wenn ein Rasen oder Garten zu wenig gedüngt oder nicht gut gepflegt ist, führt diese Situation normalerweise zu verschiedenen Rasenproblemen. Um alle Probleme und Rasenprobleme loszuwerden, sollte ein Rasenbesitzer einige erforderliche Schritte unternehmen, wie zum Beispiel:

Richtiges Mähen:

Schneiden Sie Ihr Rasengras beim Schneiden nicht unter die optimale Höhe, da dies das Gras belasten kann. Sie müssen auch sicher sein, gut geschärfte Mähmesser zu verwenden, die nicht zum Ausreißen des Grases führen. Denken Sie daran: kein nasses Gras mähen.

Wasser richtig:

Die frühen Morgenstunden gelten als die richtige Zeit für die Bewässerung Ihres Rasens, um die Wurzelzone zu sättigen. Sorgen Sie für weniger oder häufiges, aber tieferes Gießen und denken Sie daran, niemals nachts oder in der Hitze des Tages zu gießen.

Vertikutieren Sie Ihren Rasen:

Bevor Sie Ihren Rasen füttern, ist es wichtig, ihn zu entfilzen, um eine gute Durchdringung oder Aufnahme von Nährstoffen durch das Gras, die Pflanze und den Boden zu gewährleisten. Denken Sie daran: Verwenden Sie niemals einen Rechen oder eine Vertikutiermaschine, die den Grasrasen unnötig aufreißen. In diesem Fall ist es besser, einen organischen Flüssigrasenvertikutierer zu verwenden. Die Biologischer Flüssigrasenvertikutierer, verkauft von Nature's Lawn & Garden ist eine bequeme Methode zum Vertikutieren, die die Verfilzung durch Zersetzung effizient reduziert.

Rasen füttern:

Sie können sich für organische und bioverstärkte Pflanzennahrung entscheiden, die dazu beitragen, den Rasen mit ausreichend Stickstoff zu versorgen. Dies gewährleistet ein stetiges und gesundes Wachstum der Pflanzen und Gräser in Ihrem Rasen.

Wo gibt es Bio-Rasenpflegeprodukte?

Bei Nature's Lawn & Garden finden Sie eine große Auswahl an organischen und sicheren Flüssigdüngern und Rasenvertikutierern zum Verkauf. Wir sind einer der beliebtesten Rasenpflegespezialisten des Landes und stets bestrebt, hochwertige Bio-Rasen- und Gartenpflegeprodukte auf den Markt zu bringen.


Chen CH, Liu JJ, Lu FJ et al. Die Wirkung von Huminsäure auf die Adhäsion von Neutrophilen. ThrombRes 2002108:67-76. Zusammenfassung anzeigen.

Cheng ML, Ho HY, Huang YW et al. Huminsäure induziert oxidative DNA-Schäden, Wachstumsverzögerung und Apoptose in menschlichen primären Fibroblasten. Exp Biol Med (Maywood) 2003228: 413–23. Zusammenfassung anzeigen.

Hseu YC, Huang HW, Wang SY, et al. Huminsäure induziert Apoptose in menschlichen Endothelzellen. Toxicol Appl. Pharmacol 2002182: 34-43. Zusammenfassung anzeigen.

Joone GK, Dekker J, van Rensburg CE. Untersuchung der immunstimulatorischen Eigenschaften von Oxihumat. Z Naturforsch [C] 200358:263-7. Zusammenfassung anzeigen.

Laurberg P, Andersen S, Pedersen IB, et al. Huminstoffe im Trinkwasser und die Epidemiologie von Schilddrüsenerkrankungen. Biofaktoren 200319:145-53. Zusammenfassung anzeigen.

Liang HJ, Tsai CL, Chen PQ, Lu FJ. Oxidative Schädigung durch synthetisches Huminsäurepolymer und -monomer in kultivierten artikulären Chondrozyten von Kaninchen. Life Science 199965:1163-73. Zusammenfassung anzeigen.

Lu FJ, Lee YS. Huminsäure: Inhibitor von Plasmin. Sci Total Environ 1992114:135-9. Zusammenfassung anzeigen.

Lu FJ, Tseng SN, Li ML, Shih SR. In-vitro-Anti-Influenza-Virus-Aktivität von synthetischen Humatanaloga, die aus Protocatechusäure gewonnen werden. Arch Virol 2002147: 273-84. Zusammenfassung anzeigen.

Schneider J, Weis R, Manner C, et al. Hemmung von HIV-1 in Zellkultur durch synthetische Humatanaloga, abgeleitet von Hydrochinon: Mechanismus der Hemmung. Virologie 1996218: 389-95. Zusammenfassung anzeigen.

van Rensburg CE, Dekker J, Weis R, et al. Untersuchung der Anti-HIV-Eigenschaften von Oxihumat. Chemotherapie 200248:138-43. Zusammenfassung anzeigen.


Aufnahme von Huminstoffen

Die Frage, ob HS von Organismen aufgenommen werden oder nicht, wurde in der Literatur intensiv diskutiert. Derzeit häufen sich empirische Belege dafür, dass HS tatsächlich aufgenommen werden. In einer Zellkulturstudie hat Wang et al. (1999) zeigten, dass HS oder zumindest Bruchteile davon in den Zellen und sogar in der DNA gefunden wurden. In jüngerer Zeit, Nardi et al. (2002) zeigten, dass die physiologischen Wirkungen von HS auf Landpflanzen von der Quelle, Konzentration und Molekülmasse des HS abhängen. Die Autoren präsentierten Beweise dafür, dass HS <3,5 kDa leicht die Zellmembran von höheren Pflanzenzellen passieren und aufgenommen wurden. Steinberg et al. (2003) zeigten, dass 14 C-markierte HS-ähnliche Substanzen (Kaffeesäure-Oxidationsprodukte) von Süßwasserorganismen aufgenommen und biokonzentriert wurden. Der Makrophyt Ceratophyllum demersum L., die Wirbellosen Gammarus pulex (L.) und ein Wirbeltier, Kaulquappen des Moorfrosches Rana arvalis Nilsson, konnten bei kurzzeitiger Exposition erhebliche Mengen von 14 C in ihren Körpern biokonzentrieren. Kürzlich wurden ähnliche Ergebnisse mit 14 C-markierter natürlicher organischer Substanz (NOM) aus Kompost und Wasserfloh erzielt. Großer Wasserfloh Straus (C. Wiegand, Humboldt-Universität, pers. Mitteilung).

Es ist wohl nicht das intakte Kaffeesäure-Oxidationsprodukt oder NOM, sondern kleinere (Photo)-Abbauprodukte, die für die Biokonzentration von 14 C verantwortlich sind. Niedermolekulare Produkte der Kaffeesäure-Oxidationsprodukte können im Molekulargewichtsbereich von . liegen <1,0 kDa und schließen die molekularen Massen von FA in Süßwasserökosystemen ein. Neueste umweltchemische Studien zeigen durchweg, dass wasserlösliche und ionisierbare HS relativ klein im Molekulargewicht (ca. 0,5 kDa) und sehr regelmäßig strukturiert sind ( Hoque et al., 2003 Reemtsma & Diese, 2003, 2005 Cooper et al., 2004 Hatcher, Kim & Sugiyama, 2004 Seitzinger et al., 2005). Diese wasserlösliche und ionisierbare Fraktion des HS kann als Bausteine ​​der größeren Assoziationen dienen, die oft aus Süßwasserstudien berichtet werden. Sie scheinen durch polyvalente Kationenbrücken aufgebaut zu sein ( Cooper et al., 2004 Hatcher et al., 2004 ), Esterbindung oder Wasserstoffbrücken (A. Diese, TU Berlin, pers. Mitt.). Im Allgemeinen überrascht es nicht, dass einige Süßwasserorganismen HS aufnehmen. Jüngste Ergebnisse zeigen, dass HS aktiv über Transporterproteine ​​aufgenommen werden kann, da im Fadenwurm Caenorhabditis elegans Maupas verursachte die Exposition gegenüber HS eine Hochregulierung eines Gens mit einem Produkt, das einem aromatischen Aminosäuretransporter ähnelt (Menzel et al., 2005). Auch wenn der wasserlösliche und ionisierbare Anteil gering ist, erscheint er quantitativ ausreichend, um die nachfolgend beschriebenen Effekte zu erklären.


Figur 3

Abbildung 3. van Krevelen-Plots, die die Verteilung der chemischen Klassen basierend auf den molaren H/C- und O/C-Verhältnissen der zugeordneten Elementarzusammensetzungen aus Kraft-Ligninen und ihren Fenton-Varianten zeigen, analysiert mit ESI (−) FT-ICR MS (Farbcode : CH, rotes CHO, blaues CHON, oranges CHOS, grünes CHONS, lila). (A) Unbehandeltes Kraft-Lignin, (B) Lignin, behandelt mit 0,05 g FeSO4·7H2O, (C) Lignin behandelt mit 0,25 g FeSO4·7H2O, und (D) Lignin, behandelt mit 0,50 g FeSO4·7H2Ö.


Inhalt

Die extrazelluläre Enzymproduktion ergänzt die direkte Aufnahme von Nährstoffen durch Mikroorganismen und ist an die Nährstoffverfügbarkeit und Umweltbedingungen gekoppelt. Die vielfältige chemische Struktur organischer Stoffe erfordert eine Reihe extrazellulärer Enzyme, um auf den im Detritus eingebetteten Kohlenstoff und die Nährstoffe zuzugreifen. Mikroorganismen unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, diese verschiedenen Substrate abzubauen, und nur wenige Organismen haben das Potenzial, alle verfügbaren Pflanzenzellwandmaterialien abzubauen. [12] Um komplexe Polymere nachzuweisen, werden einige Exoenzyme in geringen Mengen konstitutiv produziert, und die Expression wird hochreguliert, wenn das Substrat reichlich vorhanden ist. [13] Diese Empfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Substratkonzentrationen ermöglicht es Pilzen, dynamisch auf die sich ändernde Verfügbarkeit spezifischer Ressourcen zu reagieren. Die Vorteile der Exoenzymproduktion können auch nach der Sekretion verloren gehen, da die Enzyme dazu neigen, zu denaturieren, abzubauen oder von der produzierenden Zelle weg zu diffundieren.

Die Enzymproduktion und -sekretion ist ein energieintensiver Prozess [14] und da sie Ressourcen verbraucht, die ansonsten für die Reproduktion zur Verfügung stehen, besteht ein evolutionärer Druck, diese Ressourcen durch Einschränkung der Produktion zu schonen. [15] Während also die meisten Mikroorganismen einfache Monomere assimilieren können, ist der Abbau von Polymeren spezialisiert, und nur wenige Organismen können widerspenstige Polymere wie Cellulose und Lignin abbauen. [16] Jede mikrobielle Spezies trägt spezifische Kombinationen von Genen für extrazelluläre Enzyme und ist an den Abbau spezifischer Substrate angepasst. [12] Darüber hinaus wird die Expression von Genen, die für Enzyme kodieren, typischerweise durch die Verfügbarkeit eines bestimmten Substrats reguliert. Beispielsweise hemmt die Anwesenheit eines niedermolekularen löslichen Substrats, wie Glucose, die Enzymproduktion durch Unterdrückung der Transkription von assoziierten Cellulose abbauenden Enzymen. [17]

Umweltbedingungen wie Boden-pH, [18] Bodentemperatur, [19] Feuchtigkeitsgehalt [20] und Art und Qualität der Pflanzenstreu [21] haben das Potenzial, die Exoenzymexpression und -aktivität zu verändern. Variationen der jahreszeitlichen Temperaturen können den Stoffwechselbedarf von Mikroorganismen synchron mit Veränderungen des Pflanzennährstoffbedarfs verschieben. [22] Landwirtschaftliche Praktiken wie Düngemittel und Bodenbearbeitung können die räumliche Verteilung von Ressourcen verändern, was zu einer veränderten Exoenzymaktivität im Bodenprofil führt. [23] Das Eindringen von Feuchtigkeit setzt die organische Bodensubstanz einer Enzymkatalyse aus [24] und erhöht auch den Verlust an löslichen Monomeren durch Diffusion. Darüber hinaus kann ein osmotischer Schock, der aus Änderungen des Wasserpotentials resultiert, die Enzymaktivitäten beeinflussen, da Mikroben Energie von der Enzymproduktion auf die Synthese von Osmolyten umleiten, um die Zellstrukturen zu erhalten.

Die meisten der extrazellulären Enzyme, die am Polymerabbau in Laubstreu und Boden beteiligt sind, wurden Pilzen zugeschrieben. [25] [26] [27] Durch die Anpassung ihres Stoffwechsels an die Verfügbarkeit unterschiedlicher Mengen an Kohlenstoff und Stickstoff in der Umwelt produzieren Pilze eine Mischung aus oxidativen und hydrolytischen Enzymen, um Lignocellulosen wie Holz effizient abzubauen. Während des Abbaus von Pflanzenstreu werden zuerst Cellulose und andere labile Substrate abgebaut [28], gefolgt von einer Lignin-Depolymerisation mit erhöhter oxidativer Enzymaktivität und Verschiebungen in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft.

In Pflanzenzellwänden sind Zellulose und Hemizellulose in ein Pektingerüst eingebettet [29] das Pektin abbauende Enzyme wie Polygalacturonasen und Pektinlyasen benötigt, um die Pflanzenzellwand zu schwächen und Hemizellulose und Zellulose für den weiteren enzymatischen Abbau freizulegen. [30] Der Abbau von Lignin wird durch Enzyme katalysiert, die aromatische Verbindungen wie Phenoloxidasen, Peroxidasen und Laccasen oxidieren. Viele Pilze haben mehrere Gene, die für Lignin-abbauende Exoenzyme kodieren. [31]

Die wirksamsten Holzabbauer sind saprotrophe Ascomyceten und Basidiomyceten. Traditionell werden diese Pilze aufgrund des Aussehens des verrottenden Materials in Braunfäule (Ascomycota und Basidiomycota), Weißfäule (Basidiomycota) und Weichfäule (Ascomycota) eingeteilt. [2] Braunfäulepilze greifen bevorzugt Zellulose und Hemizellulose an [32] während Weißfäulepilze Zellulose und Lignin abbauen. Zum Abbau von Cellulose verwenden Basidiomyceten hydrolytische Enzyme, wie Endoglucanasen, Cellobiohydrolase und β-Glucosidase. [33] Die Produktion von Endoglucanasen ist unter Pilzen weit verbreitet, und Cellobiohydrolasen wurden in mehreren Weißfäulepilzen und in Pflanzenpathogenen isoliert. [33] β-Glucosidasen werden von vielen holzverrottenden Pilzen, sowohl von Weiß- als auch von Braunfäulepilzen, Mykorrhizapilzen [34] und in Pflanzenpathogenen sezerniert. Neben Cellulose können β-Glucosidasen Xylose, Mannose und Galaktose spalten. [35]

Bei Weißfäulepilzen wie Phanerochaete chrysosporium, wird die Expression von Manganperoxidase durch die Anwesenheit von Mangan, Wasserstoffperoxid und Lignin induziert, [36] während Laccase durch die Verfügbarkeit von phenolischen Verbindungen induziert wird. [37] Die Produktion von Lignin-Peroxidase und Mangan-Peroxidase ist das Markenzeichen von Basidiomyceten und wird häufig verwendet, um die Aktivität von Basidiomyceten zu bewerten, insbesondere in biotechnologischen Anwendungen. [38] Die meisten Weißfäule-Arten produzieren auch Laccase, ein kupferhaltiges Enzym, das polymeres Lignin und Huminstoffe abbaut. [39]

Braunfäule-Basidiomyceten kommen am häufigsten in Nadelwäldern vor und werden so genannt, weil sie Holz abbauen und einen braunen Rückstand hinterlassen, der leicht zerbröckelt. Diese Pilze greifen bevorzugt Hemicellulose im Holz an, gefolgt von Cellulose, und lassen Lignin weitgehend unberührt. [40] Das verrottete Holz von Weichfäule-Ascomyceten ist braun und weich. Ein Weichfäule-Ascomycete, Trichoderma reesei, wird in industriellen Anwendungen umfassend als Quelle für Cellulasen und Hemicellulasen verwendet. [41] Laccase-Aktivität wurde dokumentiert in T. reesei, bei einigen Arten der Gattung Aspergillus [42] und bei Süßwasser-Ascomyceten. [43]

Verfahren zum Schätzen von Bodenenzymaktivitäten umfassen die Probenentnahme vor der Analyse, das Mischen der Proben mit Puffern und die Verwendung von Substrat. Die Ergebnisse können beeinflusst werden durch: Probentransport vom Feldstandort, Lagerungsmethoden, pH-Bedingungen für den Assay, Substratkonzentrationen, Temperatur, bei der der Assay durchgeführt wird, Probenmischung und Probenvorbereitung. [44]

Für hydrolytische Enzyme sind kolorimetrische Assays erforderlich, die ein p-Nitrophenol (p-NP)-verknüpftes Substrat verwenden [45] oder fluorometrische Assays, die ein 4-Methylumbelliferon (MUF)-verknüpftes Substrat verwenden. [46]

Oxidative Enzyme wie Phenoloxidase und Peroxidase vermitteln den Ligninabbau und die Humifizierung. [47] Die Phenoloxidase-Aktivität wird durch Oxidation von L-3,4-Dihydroxyphenylalanin (L-DOPA), Pyrogallol (1, 2, 3-Trihydroxybenzol) oder ABTS (2, 2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazolin) quantifiziert -6-Sulfonsäure).Die Peroxidase-Aktivität wird gemessen, indem der Phenoloxidase-Assay gleichzeitig mit einem anderen Assay durchgeführt wird, wobei L-DOPA und Wasserstoffperoxid (H2O2) zu jeder Probe hinzugefügt werden.48 Der Unterschied in den Messungen zwischen den beiden Assays ist ein Hinweis auf Peroxidase-Aktivität. Enzymassays verwenden typischerweise Proxys, die die exo-wirkenden Aktivitäten von Enzymen aufdecken. Exo-wirkende Enzyme hydrolysieren Substrate von der terminalen Position. Während die Aktivität von endo-wirkenden Enzymen, die die Polymermittelkette abbauen, durch andere Substrat-Proxys repräsentiert werden muss. Neu Enzymassays zielen darauf ab, die Diversität von Enzymen zu erfassen und deren potenzielle Aktivität klarer zu bewerten.[49] [50] [51]

Mit neueren verfügbaren Technologien werden molekulare Methoden zur Quantifizierung der Häufigkeit von enzymkodierenden Genen verwendet, um Enzyme mit ihren Produzenten in Bodenumgebungen zu verbinden. [52] [53] Transkriptomanalysen werden heute verwendet, um genetische Kontrollen der Enzymexpression zu untersuchen, [54] während proteomische Methoden das Vorhandensein von Enzymen in der Umwelt aufdecken und eine Verbindung zu den sie produzierenden Organismen herstellen können. [55]


Abstrakt

Die mikrobiellen Gemeinschaften, die sich im Darm und in der Pilzwabe der pilzwachsenden Termiten befinden Ödontotermes formosanus wurden sowohl mit kulturabhängigen als auch kulturunabhängigen Methoden analysiert, um die Gemeinschaftsstruktur ihrer Mikroflora besser zu verstehen. Es wurde angenommen, dass die Mikroorganismen, die durch Denaturierungsgradienten-Gelelektrophorese (DGGE), klonale Selektion und kulturabhängige Methoden nachgewiesen wurden, zur Cellulose-Hemicellulose-Hydrolyse, zur Darmfermentation, zur Nährstoffproduktion, zum Abbau des Pilzkamms und zur Initiierung des Wachstums der symbiotischer Pilz TErmitomyces. Die vorherrschenden Bakteriensorten, die durch den kulturellen Ansatz isoliert wurden, gehörten zur Gattung BAzillus (Stamm Firmicutes). Abgesehen von ihrer Funktion beim lignocellulosehaltigen Abbau BAzillus Isolate unterdrückten das Wachstum des Mikropilzes Trichoderma harzianum (Gattung hypokrea), die in Abwesenheit von Termiten unersättlich auf dem Pilzkamm wuchs, aber in Harmonie mit dem symbiotischen Pilz wuchs TErmitomyces. Die in vitro Studien legten nahe, dass die BAzillus sp. können als Mutualisten im mikrobiellen Ökosystem Termiten-Darm-Pilz-Kamme fungieren.


Zellstruktur und -funktion

Pilze sind Eukaryoten und haben eine komplexe Zellorganisation. Als Eukaryoten enthalten Pilzzellen einen membrangebundenen Kern, in dem die DNA um Histonproteine ​​gewickelt ist. Einige Pilzarten haben Strukturen, die mit bakteriellen Plasmiden (DNA-Schleifen) vergleichbar sind. Pilzzellen enthalten auch Mitochondrien und ein komplexes System von inneren Membranen, einschließlich des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparats.

Im Gegensatz zu Pflanzenzellen haben Pilzzellen keine Chloroplasten oder Chlorophyll. Viele Pilze zeigen leuchtende Farben, die von anderen Zellpigmenten herrühren, von Rot über Grün bis Schwarz. Das Giftige Amanita muscaria (Fliegenpilz) ist an seiner leuchtend roten Kappe mit weißen Flecken zu erkennen. Pigmente in Pilzen sind mit der Zellwand verbunden. Sie spielen eine Schutzfunktion gegen ultraviolette Strahlung und können giftig sein.

Abbildung (PageIndex<1>): Das Giftige Amanita muscaria: Das Giftige Amanita muscaria stammt aus gemäßigten und borealen Regionen Nordamerikas.

Die starren Schichten der Zellwände von Pilzen enthalten komplexe Polysaccharide namens Chitin und Glucane. Chitin, das auch im Exoskelett von Insekten vorkommt, verleiht den Zellwänden von Pilzen strukturelle Festigkeit. Die Wand schützt die Zelle vor Austrocknung und Fressfeinden. Pilze haben ähnliche Plasmamembranen wie andere Eukaryoten, außer dass die Struktur durch Ergosterol stabilisiert wird: ein Steroidmolekül, das das Cholesterin in tierischen Zellmembranen ersetzt. Die meisten Mitglieder des Königreichs Fungi sind unbeweglich.


Gibt es Pilze, die Huminsäuren verdauen können? - Biologie

Der Pilz des Monats August 2010 ist Laccaria zweifarbig, ein Mutualistischer Pilz und Pionier in der Genomsequenzierung. Mit Co-Autor Todd Osmundson.

Der Pilz des Monats Mai ist Geomyces destructans, ein Pilz, der mit dem Fledermaus-Weiß-Nasen-Syndrom (WNS) in Verbindung gebracht wird. mit den Co-Autoren David Blehert, Andrea Gargas, Marie Trest und Martha Christensen.

Es tut mir leid, dass ich beim Pilz des Monats weit im Rückstand war, aber ich fange an, aufzuholen. Ich suche aktiv Co-Autoren für die Fungus of the Month-Seiten. Wenn Sie es ausprobieren möchten, kontaktieren Sie mich unter meiner E-Mail-Adresse unten. Ich brauche deine Hilfe! Sie müssen keine HTML-Kenntnisse haben, das kann ich alles.

Vor ein paar Jahren wurde ich im "La Crosse Magazine", herausgegeben von Severson Design, vorgestellt. Das pdf der Datei können Sie hier einsehen. Es hat eines der wenigen Bilder von mir, die ich nicht hasse. Danke an das La Crosse Magazine für das nette Feature!

Ich bin Mike Clayton von der UW-Madison Botany Department sehr dankbar, dass er mir den Einstieg ermöglicht und meine Seiten all die Jahre gehostet hat. Besuchen Sie seine Botanik-Instructional Technology-Webseite unter botit.botany.wisc.edu Sie werden sehr beeindruckt sein.

Bitte lesen Sie einige der etwa 350 Webseiten meiner Studenten in der Organismal Biology, einer Klasse, die ich jetzt dreimal unterrichtet habe. Jeder Schüler konnte einen beliebigen Organismus auswählen und eine Webseite darüber erstellen. Natürlich haben sich viele von ihnen für die "charismatische Megafauna" entschieden, aber einige haben sich für interessantere Organismen entschieden. In den kommenden Jahren wird es den Schülern nicht erlaubt sein, frühere Organismen zu wiederholen, also haben wir die Pandas und die Geparden und die Elefanten aus dem Weg geräumt. Einige der Seiten sind sehr kreativ und ich war von der Gesamtqualität sehr beeindruckt. Bitte besuchen Sie MultipleOrganisms.net.

Copyright 1995-2010 von Tom Volk
Professor für Biologie
3024 Cowley Hall
Universität Wisconsin-La Crosse
La Crosse WI 54601
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Schau das Video: Giftig oder nicht giftig? Ein Experte erklärt, was beim Pilze sammeln schief gehen kann (August 2022).