Seened täidavad olulist ökoloogilist rolli, olles lagundajad maismaa ökosüsteemides. Seente ja bakterite koostöös toimuvad biokeemilised protsessid mullas. Seejuures lagundavad nad üheskoos mitmeid keerukaid ühendeid, samuti võivad seenega seotud bakterid pärssida patogeene ja keskkonnatoksiinide mõju. Seni on tähelepanu all olnud seenefarmides majanduslikku kahju põhjustavad bakterid ja nende ohjamine.

Mari Pent uuris molekulaarselt ja kultuuri-viimise meetodil bakterikoosluse struktuuri ja funktsioone kandseente viljakehades. Lisaks vaatles ta peremehe ja keskkonna mõju, näiteks mullakeskkonna rolli seene mikroobikoosluse kujunemisel.

"Valdav osa kübara ja jalaga seeni, sealhulgas ka enamik tuntud söögiseeni, kuulub kandseente hõimkonda. Igal seeneliigil on iseloomulik mikroobikooslus, samuti erinevad lagundajaseente ja taimedega sümbioosis elavate mükoriisaseente viljakehade bakterikooslused," selgitab Pent.

Suhte bakteritega otsustavad seene geenid

Sarnaselt inimestele, loomadele ja taimedele mõjutab seenega seotud mikroobikooslust värske doktori sõnul ka seene genotüüp. "Kokkuvõttes selgus, et seene enda tegurid, mis võivad kõige otsesemalt mõjutada erinevate seenerühmade keemilisi omadusi, mängivad seene viljakehaga seotud bakterikoosluse kujunemisel suuremat rolli kui keskkonnategurid," tõdeb ta. Samas on ligikaudu pooled seene viljakehi asustavatest bakteritest pärit ümbritsevast mullast.

Seene viljakeha mõju bakterikooslusele on suurem kui keskkonnal. Tõsi, enamik seene bakteritest pärineb mullast, mille happelisus on seene viljakeha bakterikooslust enim mõjutav keskkonnategur. Samas on koosluse kujunemisel olulisem roll sugulusel teiste seentega, aga ka seene eluviisil.

Penti uuring tuvastas esmakordselt, et sarnaselt teiste päristuumsete organismidega, sõltub seeneliigi bakterikoosluse struktuur ja toime suuresti seene genotüübist. Samuti leidis värske doktor, et viljakeha keemiline koostis mõjutab olulisel määral seene bakterikooslust.

Koostöös Uppsala ülikooli teadlastega, kes tegelesid aasnööbiku genoomi ja evolutsiooni uurimisega, keskendus Pent seene mikroobide uurimisele. "Töö käigus jõuti arusaamani, et sama andmestikuga saab analüüsida seene mikroobikooslusi ja sellega ma tegelesingi," ütleb ta. Aasnööbik on tema sõnul eriline liik, kuna moodustab seeneringe, mis koosnevad arvukatest sama genotüübiga viljakehadest. Seen on söödav ja teda leiab Eesti haljasaladel ja aedadeski.

"Lisaks aasnööbikule uurisin ka teisi Eesti metsades leiduvaid seeni, näiteks kukeseent," märgib Pent.

Valdav osa seene bakterite funktsionaalsetest geenidest on seotud süsinikühendite, aminohapete, valkude, kofaktorite (valguvaba keemiline ühend – toim) ja vitamiinide ainevahetusega. Seega võib baktereid koos peremeesseenega käsitleda kui terviklikku organismi ehk holobionti, kus osapooled täidavad kindlaid ülesandeid. Seen-bakter suhete edasine uurimine on Penti sõnul igal juhul oluline mõistmaks paremini nende rolli erinevates keskkondades.

Seene funktsionaalsed omadused varieeruvad sõltuvalt genotüübist ja seetõttu võivad erineva genotüübiga seened eelistada kindla toimega baktereid, kelle olemasolul ei ole seenel teatud geene vaja või ei tee need geenid mitte midagi. Näiteks on teada, et seenes toodavad mitmeid mükotoksiine ja antibiootikume hoopis neis elavad bakterid.

"Mõistesse "seenemürgistus" peab suhtuma kriitiliselt, kuid kui toksiin saab sisse söödud seenega, siis otseselt vale see mõiste ka ei ole," arutleb Pent. Olukorda, kus toksilisi ühendeid seenes toodavad seene asemel tegelikult bakterid, on tema sõnul tuvastatud peamiselt taimpatogeensete seente puhul. "Samas, kuna seente ainevahetust ja eriti seente-bakterite seoseid on sel tasemel vähe uuritud, võivad mitmed praegu seentele omistatud toksiinid ja muud ühendid tõepoolest olla toodetud bakterite poolt," tõdeb ta.

Penti töö viitab, et seente ja bakterite seosed on tõenäoliselt kujunenud evolutsiooni vältel, nagu on tuvastatud ka taimede ja loomade ning neile omaste mikroobikoosluste puhul. Sellest tulenevalt on seene mikroobikooslusel, sarnaselt teiste päristuumsete organismidega, tõenäoliselt sama oluline roll. Selle rolli selgitamine aga vajab edasisi uuringuid.

Mari Pent kaitses doktoritöö "Bacterial communities associated with fungal fruitbodies" Tartu Ülikoolis 15. detsembril 2020, tööd juhendasid Kadri Põldmaa ja Mohammad Bahram.