Sieniyhteisön lajiston ja monimuotoisuuden muutos puun lahotessa



Samankaltaiset tiedostot
Sienet ovat boreaalisten metsien tärkeimpiä kuolleen

Aineisto ja inventoinnit

Metsien uhanalaiset: kehityssuuntia, toimenpiteitä ja haasteita

Suomen metsävarat

Lahon aste Yhteensä Pysty- Maa- Yhteensä Pysty- Maa-

Jakaumamallit MELA2009:ssä. MELA käyttäjäpäivä Kari Härkönen

Helsingin luonnon monimuotoisuus. Kääpien merkitys luonnon toiminnassa. Kaarina Heikkonen, Sami Kiema, Heikki Kotiranta

H e l s i n g i n l u o n n o n m o n i m u o t o i s u u s. Kääpien merkitys luonnon toiminnassa. Kaarina Heikkonen, Sami Kiema, Heikki Kotiranta

Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomiinsinöörin tutkintoa varten Espoossa

Lahopuu ja sen lisääminen metsiin Yksi merkittävin ero luonnonmetsien ja talousmetsien välillä on lahopuun määrässä.

Juurikäävän torjunta tulevaisuudessa Tuula Piri

Puun kasvu ja runkomuodon muutokset

Metsäluonnon suojelu. Metsäakatemia Paloma Hannonen

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Lounais-Suomen metsäkeskuksen alueella

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Keski-Suomen metsäkeskuksen alueella

Tree map system in harvester

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Etelä-Savon metsäkeskuksen alueella

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Pirkanmaan metsäkeskuksen alueella

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Etelä-Pohjanmaan metsäkeskuksen alueella

Energiapuun mittaus ja kosteus

Lajiston palautuminen ennallistamisen jälkeen: lahopuun määrän ja ympäröivän maiseman vaikutukset

Hakkuutähteiden korjuun vaikutukset kangasmetsäekosysteemin ravinnemääriin ja -virtoihin. Pekka Tamminen Metsäntutkimuslaitos, Vantaa 26.3.

Metsänuudistamisen laatu Valtakunnan Metsien Inventoinnin (VMI) tulosten mukaan

Kannonnoston vaikutukset juurikääpä- ja tukkimiehentäituhoihin sekä lahopuulajistoon

Eri metsänhoitomenetelmien rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Kaakkois-Suomessa

Perinteisen puuntuotannon rinnalle on viime

METSO-seuranta: suojeluun tulevien kohteiden inventoinnit

Alueelliset hakkuumahdollisuudet

Bioenergia, Bioenergia, lisääntyvät hakkuut ja monimuotoisuus monimuotoisuus

Syyskylvön onnistuminen Lapissa

Metsäpatologian laboratorio tuhotutkimuksen apuna. Metsätaimitarhapäivät Anne Uimari

Sami Kiema puunhoidon työnjohtaja Helsingin kaupungin Stara, Läntinen kaupunkitekniikka Viikki

Energiapuun korjuun hyödyt ja haitat metsien terveydelle

Taimikonhoidon vaikutus. Taimikonhoidon vaikutus kasvatettavan puuston laatuun

Harvennus- ja päätehakkuut. Matti Äijö

Suomalainen ja ruotsalainen mänty rakennuspuusepän-, sisustus- ja huonekalutuotteiden raaka-aineena

VMI9 ja VMI10 maastotyövuodet

Lahopuu ja tekopökkelöt: vaikutukset lahopuukovakuoriaislajistoon. Juha Siitonen, Harri Lappalainen. Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimintayksikkö

Suomen metsien kasvihuonekaasuinventaario

Mikä on taimikonhoidon laadun taso?

Kangasmaiden lannoitus

Metsäsuunnittelusta metsän suunnitteluun puuntuotannon rinnakkaistavoitteiden turvaaminen. Puukauppaa yksityismetsänomistajien kanssa vuosittain

Juurikääpä- ja tukkimiehentäituhot kuriin kantojen korjuulla totta vai tarua?

Ektomykorritsalliset lyhytjuuret ja kasvupaikan sekä puuston ominaisuudet kuusikoissa ja männiköissä

Laatua kuvaavien kasvumallien kehittäminen. Annikki Mäkelä, Anu Kantola, Harri Mäkinen HY Metsäekologian laitos, Metla

Juurikääpä eri-ikäisrakenteisissa metsiköissä

Hakkuumahdollisuusarviot

Helsingin puistojen kääpiä. Sami Kiema, Heikki Kotiranta ja Kaarina Heikkonen

NUORTEN METSIEN RAKENNE JA KEHITYS

Taimettuminen ja taimikon hoito männyn luontaisessa uudistamisessa Eero Kubin ja Reijo Seppänen Metsäntutkimuslaitos Oulu

Taimikonhoidon vaikutukset metsikön

Lajistoseurannat. Juha Siitonen. Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimintayksikkö

Sahayritysten raakaainehankintamahdollisuudet. Pohjois-Karjalassa

Vaihtoehtoisia malleja puuston kokojakauman muodostamiseen

METSO-ohjelman uusien pysyvien ja määräaikaisten suojelualueiden ekologinen laatu Uudenmaan alueella. Juha Siitonen & Reijo Penttilä Metla, Vantaa

Metsäluonnon monimuotoisuuden suojelun tasot Päättäjien 34. Metsäakatemia Maastojakso Etelä-Karjala

Eri-ikäisrakenteiset metsät ja monimuotoisuus

Tunne puuraaka-aineen lahoviat

Luontaiseen häiriödynamiikkaan perustuvat metsänkäsittelymallit hanke Timo Kuuluvainen, metsätieteiden laitos, HY

Kannot puunkorjuuta pintaa syvemmält

LAUSUNTO Hervanta-Vuoreksen metsäsuunnitelmaluonnokseen

Rauduskoivun pystykarsintakoe

Pinta-ala: 13,8 ha Omistaja: Vaasan kaupunki Kaavatilanne: Vaasan yleiskaavassa 2030 alue on virkistysaluetta (V), pääosin myös luo-aluetta.

Metsälaidunten sieni- ja sammallajisto. Kaisa Tervonen

Eri ikäisrakenteisen metsän kasvatus

Lisää kasvua ja monimuotoisuus

Etelä-Pohjanmaan metsäkeskuksen alueen metsävarat ja niiden kehitys

Metsäojitettu suo: KHK-lähde vai -nielu?

Venäjän tullipolitiikan vaikutus Suomen ja Venäjän väliseen metsäsektorin kauppaan

Viljelytaimikoiden kehitys VMI:n mukaan

Monimuotoisuus eri-ikäisrakenteisessa metsässä. Juha Siitonen Metla, Vantaa

Hirvet taimikoissa. Taimikonhoidon teemapäivä Joensuu Juho Matala.

Kestävää luontomatkailua

Yhteensä Mänty Kuusi

Metsätalouden ohjauskeinojen vaikutukset monimuotoisuuden turvaamiseen. Juha Siitonen Metla, Vantaa. Alustuksen sisältö

Mitä on ympäristövastuullinen metsätalous?

LIITO-ORAVASELVITYS 16X KALAJOEN KAUPUNKI. Hiekkasärkkien liikuntapuiston alue Liito-oravaselvitys

Porolaidunten mallittaminen metsikkötunnusten avulla

Kasvu- ja tuotostutkimus. Tutkimuskohteena puiden kasvu ja metsien kehitys. Luontaisten kasvutekijöiden vaikutukset. Männikköä karulla rämeellä

Kolin kansallispuiston luontopolut ENNALLISTAJAN POLKU OPETTAJAN JA OPPILAAN AINEISTOT. Toimittaneet Eevi Nieminen, Kalle Eerikäinen ja Lasse Lovén

Lounais-Suomen metsäkeskuksen alueen metsävarat ja niiden kehitys

Metsän kasvu eri hoitovaihtoehdoissa Annikki Mäkelä Ympäristötiedon foorum

Liitetaulukko 20. Puuston runkolukusarjat puulajeittain.

Metsien hyödyntäminen ja ilmastonmuutoksen hillintä

ARVO ohjelmisto. Tausta

Metsälain mukaiset arvokkaat elinympäristöt

Suomen metsien inventointi

Pohjois-Suomessa luvuilla syntyneiden metsien puuntuotannollinen merkitys

Puu luovuttaa (desorptio) ilmaan kosteutta ja sitoo (adsorptio) ilmasta kosteutta.

Männyn laatukasvatus Jari Hynynen. Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

Kuolleen puuston määrä Etelä- ja Pohjois-Suomessa

Laatumäntyä erirakenteiskasvatuksella koesuunnitelma ja toteutus

Talousnäkökulmia jatkuvapeitteiseen metsänhoitoon

Tulevaisuuden tukki, laadutus- ja lajittelutarpeet

LATVUSMASSAN KOSTEUDEN MÄÄRITYS METSÄKULJETUKSEN YHTEYDESSÄ

Aluskasvillisuus, epiksyylisammalet ja -jäkälät, kääväkkäät ja kantojen lahoamisnopeus

Energiapuu ja ainespuun hakkuumahdollisuudet

MONTA-YHTEISTUTKIMUS

Pohjois-Karjalan metsäkeskuksen alueen metsävarat ja niiden kehitys

Transkriptio:

Sieniyhteisön lajiston ja monimuotoisuuden muutos puun lahotessa Metsätieteen päivä 4.11.2010 Tiina Rajala, Mikko Peltoniemi, Taina Pennanen, Raisa Mäkipää Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi

Sienet ovat boreaalisissa metsissä tärkeimpiä lahottajaorganismeja 2 Kuvat:E. Salo, M. Peltoniemi

Lahopuun määrä vähenee, erityisesti Etelä-Suomessa Lahopuuta keskimäärin Talousmetsissä <3 m 3 /ha Luonnontilaisissa metsissä 10-100 m 3 /ha Lähde: Luque & Vainikainen: Suomen VMI aineisto 3

Lahottajasienien diversiteetti vaarassa vähentyä Lahopuun määrän pieneneminen, luonnontilaisten metsien pirstoutuminen ja suurien tukkien väheneminen Kääpäsienistä 37% uhanalaisia (Rassi et al. 2001) Miten sienidiversiteetin väheneminen vaikuttaa lahotusprosessiin ja ravinnekiertoon pitkällä aikavälillä? Luonnontilainen metsä, Sipoo Talousmetsä, Heinola, UPM 4

Lahottajasienet tunnetaan puutteellisesti Sienidiversiteetin ja -lajiston dynamiikka sekä vaikutus lahotusnopeuteen tunnetaan huonosti Tietämys lahopuulla elävistä sienistä perustuu pääosin itiöemähavaintoihin ja sienten viljelyyn kasvatusmaljoilla Taulakääpä (Fomes fomentarius) itiöemä Juurikääpä (Heterobasidium parviporum) puhdasviljemä 5

"Sienilajiston monimuotoisuus ja sukkessio lahoavalla puulla" -hanke Tavoitteena tutkia lahopuulla elävän sienien sukkessiota Miten liittyy hajoamisprosessiin, sen nopeuteen, ja lahoavan substraatin laatuun? 6

Koealat: luonnontilaiset kaltaiset, kuusivaltaiset metsiköt Etelä- ja Keski-Suomessa Loppi Evo Lapinjärvi Loppi Rörstrand Petäjäjärvi Vesijako Kuvat: T. Rajala, E. Salo, 7

Puiden mittaukset ja paikannukset metsässä Laatu Elävä/kuollut, puulaji, pysty- /maapuu, kanto, kaatumistapa Sijainti Läpimitta, pituus M. Peltoniemi 8

Lahoasteen arviointi ja kääpäkartoitus Lahoaste Maakontakti ja etäisyys maahan Kääpälajisto (itiöemät) M. Peltoniemi M. Peltoniemi E. Salo E. Salo M. Peltoniemi 9

Koealat ja näytepuut 75 m 75 m ~600 kuusimaapuuta (dph >5 cm) laholuokista 1-5 valittiin näytepuiksi 10

Näytteenotto Puunäyte Pisimmän kappaleen puolivälistä Kuusilahopuut kaikista laholuokista Lisäksi Evolta kaikista puulajeista 11

Näytteenotto Puupuru Sienten DNA analyysi C:N suhde Kemialliset fraktiot Puukiekko Puun tiheys Dendrokronologinen analyysi M. Häyrynen 12

Puun fysikaalis-kemiallisen laadun analysointi Kemialliset fraktiot Vesi- ja etanoliuuttuvat Ligniini (Klason) N%, C:N suhde Puun tiheys Kosteus Myös dendrokronologinen analyysi (ikäarvio) 13

Sienilajiston DNA analyysit Totaali DNA/RNA eristys puupurusta Sieni-DNA:n PCR monistus Kuvat: M. Häyrynen 14

Sieniyhteisön DNA-profilointi DGGE (denaturoiva gradientti geelielektroforeesi) Sienilajit erottuvat toisistaan DNA-juoste profiilit kuvastavat yhteisön rakennetta DNA-juosteet voitiin leikata, sekvenssoida ja tunnistaa vertaamalla geenipankiin L 1 2 3 4 5 6 7 8 L 9 10 11 12 13 14 15 L Leikattiin irti ja sekvenssoitiin sienilajin tunnistus M. Peltoniemi 15

Mitä olemme löytäneet... 16

Puulajeilla erilaiset sieniyhteisöt Rajala et al. (2010) Can. J. For. Res. In Press Moniulotteinen skaalaus (NMDS): Sienet DNA:n perusteella Kääpäitiöemien perusteella (a) (b) Kuusi Haapa Kuusi Koivu Mänty Haapa Koivu Mänty 17

Askomykeetit yleisempiä lehtipuilla kuin havupuilla Rajala et al. (2010) Can. J. For. Res. In Press 18

Puulajeilla erilaiset sienilajit Rajala et al. (2010) Can. J. For. Res. In Press Suuri osa lajeista tuntemattomia. 19

Puun (kuusi) laadun muutos lahosukkessiossa Rajala et al., Manuscript in preparation 20

Sieniyhteisön rakenne on yhteydessä puun laatuun Rajala et al. Manuscript in preparation NMDS: kuusilahopuiden sieniyhteisö- (DGGE)profiilien perusteella 21

Sieniyhteisön rakenteen ja puun laadun välinen suhde (p-arvot) Rajala et al. Manuscript in preparation Sipoo Lapinjärvi Loppi Vesijako Tiheys 0.1794 0.0002 0.0002 0.0002 Laholuokka 0.0482 0.0002 0.0002 0.0002 Halkaisija 0.0294 0.0022 0.0546 0.2582 Maakontakti 0.0146 0.0076 0.0100 0.0166 Kosteus 0.0004 0.0002 0.0002 0.0002 C/N-suhde 0.0004 0.0002 0.0002 0.0002 Ligniini 0.0004 0.0002 n.d. n.d. EtOH uuttuvat 0.7088 0.0032 n.d. n.d. Vesi uuttuvat 0.0444 0.2018 n.d. n.d. Merkitsevät tekijät (punaisella) monen muuttujan varianssianalyysin mukaan. N.d., ei määritetty 22

Sienilajidiversiteetti lahopuulla Kääpäitiöemät paljastivat vain osan koko lajistosta 0-24 taksonia/0,1 g puuta 0-8 itiöemä/runko DNA:n perusteella suurin diversiteetti kaikkein lahoimmissa rungoissa DNA-DGGE:n resoluutiokyky äärirajoilla lahonneissa rungoissa? Ovaskainen et al. (2010) DNA Kääpä itiöemät 23

RNA analyysi kohdistuu aktiivisiin sieniin Rajala et al., Submitted manuscript Sienidiversiteetin kasvu puutiheyden pienentyessä havaittiin selvemmin RNA analyysillä. L a d d e r DNA RNA DNA RNA DNA RNA Sample 1 Sample 2 Sample 3 L a d d e r DNA RNA DGGE geeli 24

Sienilajiston sukkessio lahon edetessä Basidiomykeetti:Askomykeetti suhde kasvoi. 25

Sienilajiston sukkessio lahon edetessä Coniophora, Phellinus Hyphodontia, Tylospora Tylospora, Russula Phellinus, Antrodia Coniophora, Phellinus 26

Sienten funktionaalisuuden muutos Valko- ja ruskolahottajat pääasiassa laholuokissa 1-4. Mykorritsat dominoivat lahosukkession lopussa. 27

Valko- ja ruskolahottajat, sekä mykorritsat kolonnisoivat laadultaan erilaisia substraatteja Symbolin koko viittaa N%. 28

Yhteenveto Sieniyhteisöt erosivat eri puulajeilla Askomykeetit yleisempiä lehtipuilla Sieniyhteisö muuttui puun lahotessa Puun tiheys, N, ligniini, kosteus ja etäisyys maanpintaan ovat voimakkaimmin yhteydessä sieniyhteisön rakenteeseen Basidiomykeettien osuus kasvoi Mykorritsasienet dominoivat lahosukkession lopussa Suuri osa sienistä oli tuntemattomia 29

Yhteenveto ja jatkotutkimukset DNA analyysit paljastivat, että lahopuissa elää monimuotoinen sieniyhteisö Variaatio koealojen sisällä ja välillä suurta Lajistotutkimus edellyyttää suurta näytemäärää ja tarkkoja menetelmiä DNA näytteiden 454 pyrosekvenssointi työn alla Mitä kolonnisaatioreittejä sienet käyttävät? Vertaamme sieniyhteisöjä lahoavissa puissa ja maassa Yhteistyö Prof. Otso Ovaskaisen tutkimusryhmän kanssa 30

Tutkimusryhmä Raisa Mäkipää (project leader) Taina Pennanen Mikko Peltoniemi Tiina Rajala 31

Kiitokset avusta Reijo Penttilä, Jenni Hottola, Ismo Erikson (kääpäinventointi) Erkki Salo, Timo Siitonen, Hilkka Ollikainen, Jukka Lehtimäki, Veijo Salo (maastotyöt) Satu Repo, Kerttu Nyberg, Arja Tervahauta, Kaarina Pynnönen, Satu Peltola, Tauno Luosujärvi (laboratorio/maastotyöt) Markku Tamminen, Esko Oksa (datan organisointi) Mona Lindfors, Joan Maspons, Paula Kärnä, Matias Häyrynen, Marie-Suzanne Mukakarera, Jessica Torstensson (harjoittelijat laboratoriossa) Suomen Akatemia, rahoitus (121606) 32

Kiitokset mielenkiinnosta! Sipoo, Rörstrand References: Rajala, T., Peltoniemi, M., Pennanen, T. & Mäkipää, R. 2010. Relationship between woodinhabiting fungi determinend by molecular analysis (denaturing gradient gel electrophoresis) and quality of decaying logs. Can. J. For. Res., in press. Rajala, T., Peltoniemi, M., Hantula, J., Mäkipää, R. & Pennanen, T. Fungal RNA reveals succession of active fungi during the decay of Norway spruce logs. Submitted manuscript. Ovaskainen, O., Nokso-Koivisto, J., Hottola, J., Rajala, T., Pennanen, T., Ali-Kovero, H., Miettinen, O., Oinonen, P., Auvinen, P., Paulin, L., Larsson, K.-H. and Mäkipää, R. 2010. Identifying wood-inhabiting fungi with 454 sequencing - what is the probability that BLAST gives the correct species? Fungal Ecology, 3: 274-283. 33