Tytuł projektu: W poszukiwaniu centrów różnorodności gatunkowej grzybów ektomykoryzowych w ekosystemach leśnych: badania zbiorowisk

grzybów ektomykoryzowych w borach mieszanych objętych ochroną rezerwatową i w drzewostanach gospodarczych

Kierownik projektu: prof. dr hab. Maria Rudawska Okres realizacji: 16.03.2015–15.09.2019

Numer projektu: 2014/13/B/NZ9/01992 Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki

W ramach projektu NCN poświęconego poszukiwaniu centrów różnorodności gatunkowej grzybów ektomykoryzowych (EM) w ekosystemach leśnych, przeprowadzone zostały badania mające na celu poznanie stanu zróżnicowania zbiorowisk grzybów EM w drzewostanach reprezentujących kontynentalny bór mieszany (Querco roboris-Pinetum) na terenie Polski na stanowiskach objętych gospodarką leśną oraz ochroną rezerwatową.

Główna hipoteza badawcza zakładała, że zbiorowiska grzybów EM występujące w drzewostanach gospodarczych i w drzewostanach objętych ochroną rezerwatową nie będą znacząco różniły się pod względem bogactwa gatunkowego wyrażonego liczbą gatunków. Przyjęto również, że porównywane zbiorowiska grzybów EM będą istotnie zróżnicowane pod względem jakościowym, głównie ze względu na zwiększoną obecność martwego drewna na obszarach

Strona 44 z 112

chronionych. Martwe drewno jest bowiem niezbędnym substratem dla rozwoju owocników wielu ważnych grzybów EM, głównie tomentelloidalnych.

W analizach zbiorowisk grzybów EM wykorzystano metody badawcze polegające na obserwacji dwóch najważniejszych form życiowych grzybów EM, tj. owocników oraz ektomykoryz. Identyfikacja grzybów EM z mykoryz oparta została o analizy sekwencji regionu ITS rDNA grzybów zamplifikowanego na bazie DNA izolowanego z pojedynczych morfotypów mykoryzowych. Metody molekularne wykorzystano także przy oznaczaniu owocników, w sytuacji, gdy identyfikacja metodami klasycznymi napotykała na trudności. Obserwacje owocnikowe oraz pobieranie prób korzeniowych z mykoryzami prowadzono na stanowiskach badawczych usytuowanych w pasie Polski Środkowej. Stanowiska te zlokalizowano na terenach rezerwatów „Bażantarnia” (Nadleśnictwo Przytok),

„Olbina” (N-ctwo Kalisz) i „Czaplowizna” (N-ctwo Łochów), w których ochrona trwa od co najmniej 30 lat, oraz w odpowiadających im jak najpełniej pod względem siedliskowym pobliskich drzewostanach użytkowanych gospodarczo. Na każdej z analizowanych powierzchni (rezerwat lub drzewostan gospodarczy) wyznaczone zostały cztery stałe poletka badawcze o powierzchni 400 m².

W badanych rezerwatach i drzewostanach gospodarczych, w oparciu o identyfikację owocników i molekularną analizę wierzchołków ektomykoryzowych stwierdzono łącznie 125 taksonów grzybów EM. Na podstawie badania owocników wykazano łącznie 91 taksonów grzybów, a na podstawie badania ektomykoryz 83 taksony. W obu formach występowania (owocniki i ektomykoryzy) stwierdzono 49 taksonów grzybów ektomykoryzowych. Analiza podziemnej i nadziemnej struktury grzybów ektomykoryzowych wykazała różnice w składzie gatunkowym taksonów najczęściej i najobficiej występujących. Wśród gatunków najczęściej i najobficiej identyfikowanych w formie mykoryz znajdowały się Cenococcum geophilum, Piloderma bicolor, Russula ochroleuca i Imleria badia.

W formie owocników najczęściej odnotowano grzyby z rodzaju Cortinarius (C. cinnamomeus, C. semisanguineus, C. cinnamomeoluteus), a także takie gatunki jak Lactarius tabidus, Craterellus tubaeformis oraz Paxillus involutus. Istotne jest, że na terenie badanych rezerwatów i drzewostanów gospodarczych pula gatunków najczęściej i najobficiej występujących była podobna. Całkowite bogactwo gatunkowe grzybów ektomykoryzowych w lasach gospodarczych było wyższe niż w rezerwatach (105 vs. 94). Nie stwierdzono jednak istotnych różnic w średniej liczbie taksonów grzybów pomiędzy lasami gospodarczymi i rezerwatami (69,0±6,0 vs. 61,3±11,5). Gatunki wspólne (74 taksony) stwierdzone zarówno w lasach objętych ochroną rezerwatową, jak i zarządzanych gospodarczo, stanowiły 59% puli wszystkich zidentyfikowanych grzybów EM. Analizy statystyczne (two-way ANOSIM) wykazały, że zarówno miejsce badań (stanowisko), jak i typ gospodarowania, mają istotny wpływ na strukturę jakościową i ilościową zbiorowisk grzybów ektomykoryzowych. Wśród szeregu badanych czynników środowiskowych wykazano, że stężenie azotanów oraz całkowita liczba drzew istotnie wpływają na nadziemną (owocniki) i podziemną

Strona 45 z 112

(mykoryzy) strukturę zbiorowiska grzybów EM, a wpływ pH gleby i całkowitej objętości martwego drewna jest istotny statystycznie tylko w odniesieniu do zróżnicowania zbiorowisk grzybów EM określonych na podstawie mykoryz.

Dodatkowym aspektem prowadzonych badań, niezaplanowanym w trakcie przygotowywania projektu, było określenie w badanych drzewostanach rezerwatowych i gospodarczych zróżnicowania grzybów różnych grup troficznych.

Badania te wykonano na podstawie analizy występowania grzybów wielkoowocnikowych. Na badanych powierzchniach odnotowano łącznie 317 taksonów grzybów, obejmujących: grzyby ektomykoryzowe, grzyby nadrewnowe, inne grzyby saprotroficznych oraz grzyby patogeniczne. Porównując bogactwo gatunkowe grzybów z różnych grup troficznych, nie wykazano istotnych różnic pomiędzy rezerwatami, a lasami gospodarczymi: w lasach objętych ochroną rezerwatową stwierdzono 253 gatunki grzybów, a w lasach gospodarczych 256 gatunków. Zarówno w rezerwatach, jak i lasach gospodarczych, stwierdzono niewielką pulę gatunków wyłącznych, jednak ponad 60% gatunków zidentyfikowanych w badanych lasach stanowiły gatunki wspólne.

Zbiorowiska grzybów występujących w badanych drzewostanach rezerwatowych i gospodarczych poddano również analizie metagenomicznej z wykorzystaniem platformy MiSeq firmy Illumina. Do określenia przynależności zidentyfukowanych OTUs (Operacyjna Jednostka Taksonomiczna, ang. Operational Taxonomic Unit) do grupy troficznej grzybów (symbiotyczne, saprobiontyczne i patogeniczne) wykorzystano internetową platformę FunGuild. Pozycję taksonomiczną ustalono dla 863 OTUs. W drzewostanach rezerwatowych i gospodarczych występowała podobna liczba OTUs grzybowych (odpowiednio 721 i 723). Ponad 67% OTUs było wspólnych dla drzewostanów gospodarczych i rezerwatowych. Średnia liczba OTUs stwierdzona w próbach pochodzących z drzewostanów gospodarczych i rezerwatowych nie różniła się statystycznie.

Grzyby symbiotyczne (ektomykoryzowe, arbuskularne, tworzące mykoryzę erikoidalną, lichenizujące i endofityczne) reprezentowane były łącznie przez 203 OTUs. Wśród nich 176 stwierdzono w drzewostanach rezerwatowych, a 159 w drzewostanach gospodarczych. Do grzybów saprobiontycznych przypisano łącznie 407 OTUs, w tym 387 z rezerwatów i 375 z drzewostanów gospodarczych. Grzyby patogeniczne reprezentowane były przez 201 OTUs, z których 161 wykazano w drzewostanach rezerwatowych, a 164 w drzewostanach gospodarczych. Niezależnie od grupy troficznej badane drzewostany charakteryzowały się wysokim podobieństwem gatunkowym, wynoszącym ok. 60%. Analiza podobieństwa gatunkowego ANOSIM wykonana w oparciu o dane jakościowe (wsp. Jaccarda), jak i jakościowo-ilościowe (wsp. Bray–

Curtisa) wykazała brak różnic zarówno w ogólnym obrazie zbiorowisk grzybów glebowych, jak i w odniesieniu do poszczególnych grup troficznych grzybów pomiędzy analizowanymi typami drzewostanów.

W trakcie 3-letnich obserwacji na badanych powierzchniach zidentyfikowano (w formie owocników i/lub mykoryz) aż 45 gatunków rzadkich i chronionych. Wśród nich prawie połowę stanowiły grzyby nadrewnowe

Strona 46 z 112

(np. Hericium flagellum, Hymenochaete cruenta), a 13 gatunków to cenne, rzadko spotykane grzyby ektomykoryzowe. Gatunki rzadkie i interesujące były odnotowywane w obu typach drzewostanów, niezależnie od strategii zarządzania, chociaż nieco częściej obserwowano je na terenach objętych ochroną rezerwatową, niż w drzewostanach gospodarczych (36 vs. 28). Na terenie badanych rezerwatów i drzewostanów gospodarczych odnotowano również 4 gatunki nowe dla Polski:

Cortinarius holoxanthus, C. lignicola, Entoloma boreale i Sistotrema epiphyllum.

V.3. Wykaz projektów badawczych innych placówek, w których