КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-77-00085

НазваниеТаксономическое разнообразие, пространственная структура и биогеографические связи ксилобионтных афиллофороидных грибов Северо-Восточного Кавказа (на примере Республики Дагестан)

РуководительВолобуев Сергей Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, г Санкт-Петербург

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2019 - 06.2021 

Конкурс№40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-706 - Биогеография

Ключевые словабиогеография, Кавказ, Дагестан, грибы, заповедные территории, биоразнообразие, макромицеты, древесные субстраты

Код ГРНТИ39.19.25


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы современной биогеографии и экологии, связанной с изучением биологического разнообразия и структуры сообществ ксилобионтных организмов в условиях крупных орографических систем Евразии. Дереворазрушающие афиллофороидные грибы составляют ключевую группу биодеструкторов древесины, обеспечивающих процесс разложения и гумификации растительного опада и непрерывность круговорота веществ и трансформации энергии в природных экосистемах. Ряд видов ксилобионтных базидиомицетов представлен микоризообразователями или способен проявлять патогенные свойства в отношении древесных растений. Ксилотрофные грибы способны также вызывать гниль заготовленных лесоматериалов и обработанной древесины, что приводит к разрушению деревянных построек и сооружений. Способность разлагать лигноцеллюлозные комплексы древесного субстрата, обусловливает не только уникальную роль данной группы живых организмов в функционировании и поддержании биоразнообразия лесных экосистем, но и перспективность их использования в промышленной переработке твердых бытовых отходов и другой целлюлозосодержащей продукции. Вместе с тем, биоразнообразие грибов в России изучено крайне неравномерно как в отношении отдельных таксонов, так и по территориальному принципу. Наряду со многими субъектами России, Северо-Восток Кавказа остается «белым пятном» на карте микологических исследований. Отсутствие данных о распространении различных видов грибов затрудняет не только разработку теоретических вопросов биогеографии, а также смежных научных дисциплин, но и решение практических задач по сохранению биологического разнообразия и мониторингу фитопатогенов. Территория Дагестана занимает пограничное положение в расселении многих "европейских" и "азиатских" видов живых организмов, а ввиду климатических особенностей и разнообразия рельефа здесь сформированы уникальные условия местообитаний, которые могут сохранять редкие и не встречающиеся на других территориях виды грибов. Реализация данного проекта позволит получить новое знание о таксономическом составе ксилобионтных базидиальных грибов, а также их пространственной структуре и биогеографических связях в условиях Северо-Восточного Кавказа. Предлагаемый проект отличается новизной ввиду отсутствия до настоящего времени специальных планомерных исследований ксилобионтных грибов на данной территории.

Ожидаемые результаты
В результате реализации проекта впервые будет выявлен современный видовой состав ксилобионтных афиллофороидных грибов в условиях Северо-Восточного Кавказа, что позволит закрыть имеющийся пробел в понимании их биогеографических особенностей. Будут определены особенности таксономической и пространственной структуры выявленной микобиоты, а также хорологические особенности модельных видов базидиомицетов, в том числе известные ранее только из европейской или азиатской частей Евразии, для целей раннего выявления и прогноза распространения опасных инвазионных видов грибов. Предполагается получить крупный массив новых нуклеотидных последовательностей, депонированных в международную базу GenBank, для выявленных таксонов грибов с целью дальнейшего использования при баркодинге и филогеографических исследованиях. Будут проведены молекулярно-филогенетические исследования сложных и малоизученных в таксономическом отношении видовых комплексов, что является общепринятой мировой практикой в деле изучения живой природы и описания новых таксонов.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В ходе выполнения работ первого года исследований проводились работы по выявлению видового разнообразия ксилобионтных афиллофороидных грибов на двух ООПТ Республики Дагестан, анализу их распространения и молекулярно-генетической характеристике выявленных грибных таксонов. Проведение полевых исследований и последующей микроскопической идентификации собранных образцов позволило выявить впервые на территории плато Гуниб (внутригорный Дагестан) 165 видов ксилобионтных афиллофороидных грибов (Agaricomycetes, Basidiomycota), из них 72 вида являются новыми для территории Дагестана и Северо-Восточного Кавказа. Дополнительно выполнено обследование кластера «Дельта Самура» на территории Самурского национального парка, где было отмечено 56 видов деревообитающих базидиомицетов, включая 26 видов, новых для Дагестана и Северо-Восточного Кавказа. Высокая доля новых, ранее не зарегистрированных для Восточного Кавказа, видов афиллофороидных грибов, указывает на необходимость продолжения полевых исследований с охватом, как новых типов местообитаний, так и повторным микологическим обследованием уже посещенных территорий. В результате секвенирования собранных образцов грибов получены 63 новые нуклеотидные последовательности ITS1-5.8S-ITS2 области ярДНК, что является важным этапом в развитии методов ДНК-баркодинга и расширения возможностей применения молекулярных методов в изучении природных сообществ. Все образцы, исследованные с помощью молекулярно-биологических методов, тщательно документированы и представлены ваучерами в Микологическом гербарии БИН РАН (LE). Впервые с территории России получены нуклеотидные последовательности ряда редких видов, в том числе Auriporia aurulenta. Результаты анализа на основе алгоритма BLAST показали сходство на 99.4% с ITS-последовательностями из образцов, собранных в горных местообитаниях Чехии (GU594153) и США (KC585317), подтверждая тем самым голарктический тип ареала данного вида. Все полученные последовательности подготовлены к депонированию в международную базу GenBank. Выявленное видовое разнообразие ксилобионтных афиллофороидных грибов на данный момент может быть разделено на группы: 1) евроазиатских видов; 2) типично европейских; 3) средиземноморско-кавказских; 4) преимущественно внеевропейских видов. Наибольший интерес вызывают две последние группы, поскольку пограничное между Европой и Азией положение Кавказа определяет лишь вероятностную возможность присутствия здесь этих видов. Решение данной задачи было начато в рамках настоящего исследования. Показано, что группу средиземноморско-кавказских видов представляют Peniophora laeta, отдельные представители родов Ceriporia, Fomitopsis и др., при этом их распространение не ограничивается данным физико-географическим регионом, но характеризуется большим числом находок по сравнению с Восточной, Центральной или Северной Европой. К преимущественно внеевропейским видам можно отнести Botryobasidium curtisii, описанный с территории Ирана, распространенный в Закавказье и отмеченный в ходе реализации проекта лишь второй находкой для России с территории Северного Кавказа. С помощью программного пакета QGIS создан тематический слой «Aphyllophoroid fungi of Dagestan», основанный на привязке выявленных таксонов ксилобионтных афиллофороидных грибов к зафиксированным географическим координатам. Исследования первого года реализации проекта не только принесли новые данные о видовом составе, особенностях распространения и молекулярно-генетическом маркировании видов грибов, но и во многом заложили основу для дальнейших экологических и филогеографических исследований.

 

Публикации

1. Волобуев С.В. APHYLLOPHOROID FUNGI OF THE «SAMURSKIY» NATIONAL PARK (DAGESTAN) Микология и фитопатология, - (год публикации - 2020)

2. Волобуев С.В., Иванушенко Ю.Ю. Aphyllophoroid fungi (Basidiomycota) on juniper in the Gunib Plateau, inner-mountain Dagestan Czech Mycology, - (год публикации - 2020)

3. Иванушенко Ю.Ю., Исмаилов А.Б., Волобуев С.В. ПЕРВЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТРУТОВЫХ ГРИБАХ ПЛАТО ГУНИБ (РЕСПУБЛИКА ДАГЕСТАН) Материалы XXI Международной научной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа и юга России», С. 163-166 (год публикации - 2019)


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
По итогам второго года исследований получены новые сведения о видовом разнообразии, молекулярно-генетических характеристиках и особенностях распространения ксилобионтных афиллофороидных грибов на территории Республики Дагестан и Кавказа в целом. В ходе экспедиционных выездов были проведены специальные микологические обследования лесных экосистем на территории Дагестанского заповедника в пределах федерального государственного природного заказника «Тляратинский» (Тляратинский район, 1500–3900 м), на территории национального парка «Самурский» (Магарамкентский район, –15–30 м), в окрестностях с. Ерси (Табасаранский район, 690-700 м), на территории природного парка «Верхний Гуниб» (Гунибский район, 1600–2000 м). В ходе полевых исследований решались задачи: (1) инвентаризации видового состава афиллофороидных грибов с охватом максимально разнообразных типов местообитаний (в Табасаранском и Тляратинском районах); (2) сбор образцов на пробных площадях с учетом размерных характеристик и стадий разложения древесного субстрата (Гунибский район); (3) мониторинг местообитаний охраняемых видов афиллофороидных грибов (Магарамкентский район). В общей сложности была собрана и обработана коллекция из 412 гербарных образцов плодовых тел афиллофороидных грибов, пополнивших основной фонд Микологического гербария БИН РАН (LE). В результате микроморфологического изучения образцов было идентифицировано 148 видов афиллофороидных грибов из 14 порядков класса Agaricomycetes и 1 порядка класса Dacrymycetes, в том числе 72 вида выявлено на территории плато Гуниб, 69 видов – в Тляратинском заказнике и 53 вида – для буковых лесов в окрестностях с. Ерси (Табасаранский район). Из них новыми для Республики Дагестан и Северо-Восточного Кавказа оказались 52 вида, в том числе 15 видов указываются впервые для всей территории Кавказа. Молекулярно-биологический анализ образцов афиллофороидных грибов (экстракция ДНК, амплификация, секвенирование по Сэнгеру) позволил получить за второй год реализации проекта 85 новых нуклеотидных последовательностей ITS1-5.8S-ITS2 области ярДНК. Основная часть работ была проведена на оборудовании ЦКП БИН РАН. В результате проведенного филогенетического анализа были получены необходимые основания и описан новый для науки вид пороидного гриба – Meruliopsis faginea Volobuev & Ismailov, голотип которого собран в рамках экспедиционных исследований 2020 года в Табасаранском районе Республики Дагестан. Проведены молекулярно-филогенетические исследования образцов афиллофороидных грибов из сложных в таксономическом отношении видовых комплексов из Ceriporia purpurea-группы, Peniophorella praetermissa-комплекса и Postia caesia-комплекса, представители которых впервые в рамках реализации данного проекта выявлены на территории Северо-Восточного Кавказа. Изучены хорологические особенности и подготовлены электронные картосхемы распространения (в программной среде QGIS) для 23 модельных видов базидиомицетов. Из них виды Boidinia parva и Postia yanae ранее были известны только из типовых местообитаний, которые находятся на территории Азии (Северо-Восточный Китай и Республика Саха (Якутия) (Россия) соответственно), а вид Ceriporia torpida – только из отдельных регионов Европы (Чехия, Финляндия, Эстония, территория Среднерусской возвышенности (Липецкая и Орловская области)). Таким образом, были скорректированы видовые составы групп типично европейских и преимущественно внеевропейских видов афиллофороидных грибов, обитающих на Кавказе.

 

Публикации

1. Crous P.W., Cowan D.A., ..., Волобуев С.В., ..., Groenewald J.Z. Fungal Planet description sheets: 1182–1283 Persoonia, - (год публикации - 2021)

2. Волобуев С.В. A contribution to the aphyllophoroid funga (Basidiomycota) of the Tlyaratinsky protected area (Dagestan) Микология и фитопатология, - (год публикации - 2021)

3. Волобуев С.В., Иванушенко Ю.Ю., Исмаилов А.Б. Diversity and ecology of poroid fungi (Agaricomycetes, Basidiomycota) on the Gunib Plateau, Dagestan South of Russia: Ecology, Development, - (год публикации - 2021)


Возможность практического использования результатов
Полученные результаты проекта (референсные нуклеотидные последовательности ДНК из собранных образцов плодовых тел грибов) могут найти практическое применение в разработке и совершенствовании диагностических систем для определения грибных агентов биологического разрушения деревянных конструкций и материалов, развивающихся на стерильной (вегетативной) стадии в виде мицелия, лишенного необходимых для микроскопической идентификации таксономически значимых структур.