Ability of selected wood-inhabiting fungi to degrade in vitro sapwood and heartwood of Nothofagus pumilio

Abstract

Los hongos son los principales descomponedores lignocelulolíticos de los bosques templados, y se clasifican en pudridores blancos o castaños, según puedan o no degradar la lignina junto con la celulosa y la hemicelulosa. En este trabajo, la descomposición de la madera de Nothofagus pumilio por parte de diferentes especies fúngicas fue investigada mediante ensayos in vitro. Bloques de albura y de duramen fueron individualmente expuestos a 11 especies fúngicas; la pérdida de peso seco fue determinada a los 75, 135 y 195 días, analizando comparativamente la habilidad de los hongos para colonizar y degradar este sustrato lignocelulósico correspondiente a ambos regiones del leño. Se realizaron cortes transversales de los bloques y se tiñeron separadamente con dos tipos de colorantes, rojo Congo y fluoroglucinol, que se asocian específicamente a celulosa y lignina, respectivamente. La mayoría de las especies mostraron un distinto desempeño en albura y en duramen. Rhizochaete brunnea, Aurantiporus albidus y Phanerochaete velutina produjeron las mayores pérdidas de peso seco en albura. Los dos últimos y Laetiporus portentosus produjeron las mayores pérdidas de peso seco en duramen, mientras que Rh. brunnea estuvo dentro de los peores descomponedores de este sustrato. En general, los pudridores blancos mostraron una mayor habilidad para degradar la albura, mientras que los pudridores marrones fueron mejores en duramen. Todas las especies que produjeron mayores pérdidas de peso seco en duramen crecen en el duramen de árboles vivos. Dentro de los pudridores blancos, dos patrones de acción fueron identificados: a) localizado, con zonas con degradación avanzada dentro de una matriz menos deteriorada; b) homogéneo, con una degradación uniforme. Nuestros resultados muestran que muchas especies tienen diferente desempeño en distintos sustratos, reforzando la importancia de analizar separadamente la descomposición de albura y duramen, algo que no se hace usualmente en este tipo de trabajos.

Fungi are the main decomposers of lignocellulose in temperate forests and are classified as either white- or brown-rot, based on the ability to degrade lignin along with cellulose and hemicellulose. In this work, the decomposition of Nothofagus pumilio wood by different wood-inhabiting fungal species was investigated through in vitro assays. Sapwood and heartwood blocks were individually exposed to 11 fungal species; the dry mass loss was determined after 75, 135, and 195 days of exposure, comparatively analyzing the fungal ability to colonize and degrade this lignocellulosic substrate corresponding to both parts of the wood. Transverse sections of the blocks were made and separately stained with two types of dyes, Congo red and phloroglucinol, that are specifically associated with cellulose and lignin, respectively. Most of the species showed a different performance in sapwood and heartwood. Rhizochaete brunnea, Aurantiporus albidus and Phanerochaete velutina produced the greatest mass losses in the sapwood. The last two and Laetiporus portentosus produced the highest dry mass losses in heartwood, while Rh. brunnea was among the worst decomposers of this substrate. White rots generally showed a higher ability to degrade the sapwood and brown rotters the heartwood. The fungal species producing greater dry mass losses in heartwood than in sapwood grow on heartwood of living trees. Among white-rot fungi, two modes of action were identified: a) localized degradation, with zones of advanced decay in a less deteriorated matrix, and b) homogeneous degradation, with uniform decay. Our results showed that many species have different performances in different substrates, reinforcing the importance of analyzing sapwood and heartwood decomposition separately, something not usually done in this kind of studies.