Zusammenhang zwischen Stresstoleranz, Diversität und katabolischer Vielseitigkeit schwermetallgestresster Bodenpilze

Stelzer, Michael

Bakterien verlieren unter Schwermetall (SM)-Stress Fähigkeiten zum Abbau energetisch schwer abbaubarer aromatischer Säuren und können so besser überleben. Die Frage war, ob Pilze eine ähnliche Überlebensstrategie verfolgen oder andere Mechanismen der Toleranz / Resistenz besitzen. Die Diversität von vier Pilzgemeinschaften in zwei annähernd neutralen Acker- und zwei sauren Naturböden, von denen jeweils einer mit SM kontaminiert war, wurde mit Hilfe eines kombinierten Verfahrens aus Bild- und Clusteranalyse ermittelt. Die SM-Kontamination führte nur im Ackerboden zu einer signifikanten Reduktion der Artenvielfalt. Unterschiede zwischen den Naturböden waren nur bei gleichen Probenahmezeitpunkten gesichert. Der Einfluss von SM-Stress auf die Wuchsleistung war nur bei Isolaten aus Ackerböden signifikant. Im Gegensatz zu Bakterien war die Zahl der Abbaufähigkeiten von Pilzen aus SM-Böden gegenüber verschiedenen Substraten nicht signifikant reduziert. Dies gilt für Gemeinschafts- und Artebene. An SM nicht adaptierte Stämme von P. fellutanum bildeten bei Kultur in SM-haltigen Medien deutlich weniger Zellmasse, aber erhöhte Konzentrationen von SH-Gruppen, während SM-resistente Stämme die Biomassebildung weniger reduzierten, aber die Synthese von SH-Gruppen nicht erhöhten. Eine Mehrsynthese von SH-Gruppen wurde als Metallothioneinbildung zur SM-Detoxifikation interpretiert. Während alle Pilze durch ihre Fähigkeit zur Bildung von SH-Gruppen eine konstitutive Toleranz gegenüber SM besitzen, muss die Repression dieser Fähigkeit in Gegenwart von SM als Resistenz bezeichnet werden.

Bacteria lose under heavy metal (HM)-stress capabilities for the degredation of aromatic acids that enables them to survive easier. The question appeared whether fungi have a similar survival strategy or posses other mechanisms of tolerance / resistance. The diversity of four fungi communities from two nearly neutral arable soils and two acidic natural soils, of which one was contaminated with HM, was determined by using a combined method of image analysis and cluster analysis. Only in arable soil the HM contamination lead to a significant reduction of the species richness. Differences within the natural soils only were sure at same time the samples were taken. The influence of HM-stress on the growing capacity was only in fact of isolates from arable soils significant. In contrast to bacteria the number of degradation capabilities of fungi from HM-soils concerning different substrates was not significantly reduced. This is valid for the community and the species level. Phyla of P. fellutanum which are not adapted at HM formed in culture on HM-containig media remarkable less cell mass but increased concentration of SH-groups, in opposite to HM-resistant phyla which showed less reduction of biomass production, but haven't increased the synthesis of SH-groups. An additional synthesis of SH-groups has been interpreted as production of metallothioneins for detoxification of HM. While all fungi are possessing a constitutive tolerance for HM by the ability to produce SH-groups, the repression of this capability in presence of HM has to be named resistance.

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Stelzer, Michael: Zusammenhang zwischen Stresstoleranz, Diversität und katabolischer Vielseitigkeit schwermetallgestresster Bodenpilze. 2002.

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