Assembly structure of endophytes in northern wild berry fruits : special focus on bilberry Vaccinium myrtillus L.
Nguyen, Phuong (2025-03-21)
© University of Oulu, 2025. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited. © Oulun yliopisto, 2025. Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202502261844
Kuvaus
Tiivistelmä
Wild berries are important natural resources in northern Europe due to their economic and therapeutic value. The microorganisms (mainly bacteria and fungi) inhabiting the wild berry fruit tissues (so called endophytes) are largely unknown, although they likely have a close interaction with the host and can be important mutualists. In general, endophytes can provide several benefits to the host, such as promoting plant growth, enhancing tolerance against biotic or abiotic stress, improving fruit quality, and closely interacting with the host via metabolic crosstalk. Understanding the diversity and driving factors affecting the endophytic communities is crucial because a balanced endophytic community is mandatory to ensure plant health. A change in the endophytic composition could disrupt the balance and negatively impact the host plant. In this thesis, I assess the impacts of both internal (host species, fruit developmental stages and phenolic composition) and external (climatic regions, weather conditions and soil properties) factors on the endophytes of wild berry fruits, with a special focus on fungal endophytes and bilberry Vaccinium myrtillus L. Two other studied wild berry species, lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) and crowberry (Empetrum nigrum L.), were included to test the impact of host species and host phenolic composition. I used marker gene and high-throughput sequencing to examine the endophytic composition, along with Liquid Chromatography-Mass Spectrometry to analyze the phenolic compositions of the berries. I found that wild berry fruits host a larger proportion of cultivable fungal than bacterial endophytes. The structure of fungal communities differed between host berry species and host developmental stages. Furthermore, there was a strong link between the host phenolic and fungal community composition. The climatic region affected the diversity of the fungal endophytic communities, specifically higher fungal diversity in bilberries was found in the south compared to the north of Finland. Among abiotic factors, weather conditions during the growing season rather than soil properties affected the diversity and structure of the fungal endophytic communities.
Luonnonmarjat ovat taloudellisten ja lääkinnällisten arvojensa vuoksi tärkeitä luonnonvaroja Pohjois-Euroopassa. Luonnonmarjojen hedelmäsolukossa elävät mikro-organismit (pääasiassa bakteerit ja sienet, joita kutsutaan endofyyteiksi) ovat suurelta osin tuntemattomia, vaikka niillä on todennäköisesti läheinen vuorovaikutus isännän kanssa, ja ne voivat olla tärkeitä symbiontteja. Yleensä endofyytit voivat tarjota useita etuja isäntäkasville, kuten edistää kasvien kasvua, parantaa sietokykyä bioottista tai abioottista stressiä vastaan, parantaa hedelmien laatua ja olla läheisessä vuorovaikutuksessa isäntäkasvin kanssa metabolisen vuorokeskustelun kautta. On tärkeää ymmärtää tekijöitä, jotka vaikuttavat endofyyttiyhteisöjen monimuotoisuuteen, sillä tasapainoinen endofyyttiyhteisö on edellytys kasvien terveydelle. Endofyyttiyhteisön koostumuksen muutokset voivat häiritä tasapainoa ja vaikuttaa isäntäkasviin negatiivisesti. Väitöskirjatyössäni arvioin sekä sisäisten (isäntälaji, hedelmän kehitysvaiheet ja fenolikoostumus) että ulkoisten tekijöiden (ilmastoalueet, sääolosuhteet ja maaperän ominaisuudet) vaikutuksia luonnonvaraisten marjojen hedelmien endofyytteihin, keskittyen erityisesti sieniendofyytteihin ja mustikkaan (Vaccinium myrtillus L.). Kaksi muuta tutkittua luonnonmarjalajia, puolukka (Vaccinium vitis-idaea L.) ja variksenmarja (Empetrum nigrum L.), otettiin mukaan tutkimukseen isäntälajin ja isännän fenolisen koostumuksen vaikutuksesta endofyyttiyhteisöihin. Käytin markkerigeeniä ja korkean suorituskyvyn sekvensointia endofyyttiyhteisöjen koostumuksen tutkimiseen sekä nestekromatografia-massaspektrometriaa marjojen fenolikoostumusten analysointiin. Havaitsin, että luonnonvaraisten marjojen hedelmissä on suurempi osuus viljeltävissä olevia sieniä kuin bakteeriendofyyttejä. Sieniyhteisöjen rakenne erosi marjalajin ja isännän kehitysvaiheen mukaan. Lisäksi fenolien ja sieniyhteisön kokoonpanon välillä oli vahva yhteys. Ilmastoalue vaikutti endofyyttisten sieniyhteisöjen monimuotoisuuteen, erityisesti etelässä mustikoiden sieniendofyyttien lajimäärä oli suurempi kuin Pohjois-Suomessa. Abioottisista tekijöistä sieni-endofyyttiyhteisöjen monimuotoisuuteen ja rakenteeseen vaikuttivat pikemminkin kasvukauden sääolosuhteet kuin maaperän ominaisuudet.
Original papers
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Martz, F., Koskimäki, J. J., Pirttilä, A. M., & Häggman, H. (2021). Host species shape the community structure of culturable endophytes in fruits of wild berry species (Vaccinium myrtillus L. , Empetrum nigrum L. and Vaccinium vitis-idaea L.). FEMS Microbiology Ecology, 97(8), fiab097. https://doi.org/10.1093/femsec/fiab097 https://doi.org/10.1093/femsec/fiab097
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Martz, F., Koskimäki, J. J., Toth, K., Ahonen, S. H. K., Häggman, H., & Pirttilä, A.-M. (2025). Dynamics of fungal endophytic communities in bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruits through development is shaped by host phenolic compounds. FEMS Microbiology Ecology, 101(1), fiae168. https://doi.org/10.1093/femsec/fiae168 https://doi.org/10.1093/femsec/fiae168
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Toth, K., Koskimäki, J. J., Häggman, H., & Pirttilä, A. M. (2024). Weather in two climatic regions shapes the diversity and drives the structure of fungal endophytic community of bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruit. Environmental Microbiome, 19(1), 7. https://doi.org/10.1186/s40793-024-00551-y https://doi.org/10.1186/s40793-024-00551-y
Osajulkaisut
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Martz, F., Koskimäki, J. J., Pirttilä, A. M., & Häggman, H. (2021). Host species shape the community structure of culturable endophytes in fruits of wild berry species (Vaccinium myrtillus L. , Empetrum nigrum L. and Vaccinium vitis-idaea L.). FEMS Microbiology Ecology, 97(8), fiab097. https://doi.org/10.1093/femsec/fiab097 https://doi.org/10.1093/femsec/fiab097
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Martz, F., Koskimäki, J. J., Toth, K., Ahonen, S. H. K., Häggman, H., & Pirttilä, A.-M. (2025). Dynamics of fungal endophytic communities in bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruits through development is shaped by host phenolic compounds. FEMS Microbiology Ecology, 101(1), fiae168. https://doi.org/10.1093/femsec/fiae168 https://doi.org/10.1093/femsec/fiae168
-
Nguyen, M.-P., Lehosmaa, K., Toth, K., Koskimäki, J. J., Häggman, H., & Pirttilä, A. M. (2024). Weather in two climatic regions shapes the diversity and drives the structure of fungal endophytic community of bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruit. Environmental Microbiome, 19(1), 7. https://doi.org/10.1186/s40793-024-00551-y https://doi.org/10.1186/s40793-024-00551-y
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [38865]