Средствами метагеномного анализа предполагается оценить видовое разнообразие ксилобионтных грибов и бактерий на массовом ветровале многовидового древостоя широколиственного леса в заповеднике “Калужские засеки”. Леса заповедника являются уникальными по своему многовидовому составу, возрасту деревьев и относительно большой территории; они являются "референсными территориями" для охраны лесного биоразнообразия и экосистемного управления лесами в подзоне умеренных лесов. Крупные древесные остатки (валежная древесина) играют важную роль в круговороте питательных веществ в качестве временного запаса углерода и макро- и микроэлементов, которые становятся доступными для биоты в процессе деструкции валежа. Понимание факторов, влияющих на процесс разложения древесины, необходимо для оценки способности лесов секвестировать углерод, что является одним из ключевых вопросов для решения проблем, связанных с изменением климата. Грибы и бактерии являются основными деструкторами валежа, при этом сообщества ксилотрофных грибов высоко разнообразны и включают редкие и исчезающие таксоны. Несмотря на высокую значимость исследований процессов разложения древесины, их детальный анализ стал возможным только в последние годы благодаря появлению новейших методов анализа природных экосистем, методов оценки их разнообразия и функционирования. Одним из таких новейших методов являются метагеномные исследования, позволяющие провести анализ разнообразия грибов не только по плодовым телам, но и выявить их скрытое разнообразие, провести анализ бактериального сообщества, развивающегося в валежной древесине. Новизна и оригинальность исследования определяются как комплексным характером предложенных методов (экологии биосистем, микологии и структурной геномики), так и уникально широким набором объектов исследования. Впервые для валежной древесины, образованной вследствие естественного единовременного нарушения многовидового широколиственного леса - массового ветровала, будут применены методы метагеномного анализа для выявления сообществ ксилобионтных грибов и бактерий для образцов восьми видов деревьев (Quercus robur, Fraxinus excelsior, Tilia cordata, Ulmus glabra, Acer platanoides, Populus tremula, Betula pendula и Picea abies) на пяти стадиях разложения. Существенной задачей проекта является ДНК-баркодинг макромицетов на основе секвенирования плодовых тел, собранных в местообитаниях, где будет проведен отбор проб для метагеномного анализа, и о которых отсутствует информация в референсных базах данных по нуклеотидным последовательностям. Секвенирование по Сэнгеру свежесобранных образцов плодовых тел грибов, которые развиваются непосредственно в изучаемых местообитаниях, позволит сформировать массив эталонных нуклеотидных последовательностей и сократить число «безымянных» OTU при интерпретации результатов метагеномного секвенирования. В заключение проекта будет проведена оценка разнообразия грибов и бактерий и анализ взаимосвязей разноообразия и состава ксилобионтов с таксономической принадлежностью и степенью деструкции древесного субстрата, а также его физико-химическими характеристиками.
