WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

«УДК 579.22:582.28:66.081 В. В. ЩЕРБА, Т. А. ПУЧКОВА, Л. Т. МИШИН ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ИНДОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ СЪЕДОБНЫМИ И ЛЕКАРСТВЕННЫМИ ГРИБАМИ Институт микробиологии НАН Беларуси, e-mail: ...»

ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 3 2012

СЕРЫЯ БІЯЛАГІЧНЫХ НАВУК

УДК 579.22:582.28:66.081

В. В. ЩЕРБА, Т. А. ПУЧКОВА, Л. Т. МИШИН

ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ИНДОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ

СЪЕДОБНЫМИ И ЛЕКАРСТВЕННЫМИ ГРИБАМИ

Институт микробиологии НАН Беларуси,

e-mail: micompa@mbio.bas-net.by

(Поступила вредакцию 09.01.2012) Введение. Фитогормоны составляют биохимическую основу системы гормональной регуляции растительного организма. Они в достаточно низких концентрациях вызывают различные физиологические и морфологические изменения в чувствительных к их действию частях растений. Важнейшими группами фитогормонов являются ауксины, гиббереллины, цитокинины, этилен, абсцизовая кислота, брассиностероиды и др. Многие микроорганизмы, ассоциированные с растениями, могут синтезировать фитогормоны, которые необходимы как посредники в коммуникации между растением-хозяином и его микрофлорой [1–3].

Среди ауксинов наибольшей биологической активностью обладает индолил-3-уксусная кислота (ИУК), хотя известно, что в растениях имеются и другие вещества с ауксиновой активностью, которые в большинстве своем являются индолами, близкими по строению к ИУК. Они могут быть предшественниками ИУК или продуктами ее дальнейшей трансформации [4].

Способность к синтезу ИУК обнаружена у многих ризосферных и эпифитных бактерий, цианобактерий, дрожжей, фитопатогенных, микоризообразующих и дереворазрушающих грибов [5–8].



В связи с развитием экспериментальной микологии и практического грибоводства наблюдается повышение интереса к использованию фитогормонов при выращивании съедобных и лекарственных грибов. Различными авторами показано, что при их применении в условиях твердофазного культивирования повышалась скорость обрастания мицелием субстрата, наблюдалось более раннее образование и увеличение количества плодовых тел. Стимулирующее действие этих соединений установлено для Grifola frondosa, Calocybe indica, Lentinus edodes, L. sajor-caju, Pleurotus ostreatus, P. florida и др. [9–12].

Имеются сообщения о положительном влиянии фитогормонов при глубинном культивировании грибов. При их внесении в питательную среду наблюдалось не только увеличение количества мицелия, но и содержания в нем белка у Pleurotus sajor-caju [13], повышение образования экзополисахаридов у Phellinus linteus [14].

Показано, что в процесс цитодифференцировки и морфогенеза у грибов тесно связан с динамикой уровня эндогенных регуляторов роста, в том числе ИУК [15–17].

Однако публикации об образовании соединений индольной природы высшими базидиальными грибами, их влиянии на рост и образование плодовых тел, исследовании путей биосинтеза ИУК немногочисленны. Проведение исследований в данном направлении будет способствовать созданию практических разработок, направленных на интенсификацию получения грибной биомассы с высоким содержанием биологически активных веществ.

Цель исследования – изучение образования соединений индольной природы у грибов в условиях глубинного культивирования.

Объекты и методы исследования. В работе использовали грибы, относящиеся к отделам Basidiomycota (класс Basidiomycetes, роды Pleurotus, Lentinus, Ganoderma, Laetiporus, Schizophyllum, Trametes) и Ascomycota (класс Euascomycetes, род Morchella; класс Ascomycetes, род Cordyceps), которые хранятся в коллекции культур лаборатории экспериментальной микологии и биоповреждений Института микробиологии НАН Беларуси.





Культуры грибов поддерживали на скошенном сусло-агаре (4°Б). Для глубинного культивирования грибов использовали глюкозо-пептонную среду (г/л: глюкоза-30,0; КН2РО4 1,0; К2НРО4 1,0; МgSO4 – 0,25; дрожжевой экстракт – 3,0). Грибы выращивали в колбах Эрленмейера на круговой качалке (180 об/мин). Температура культивирования – 24–26 °С. После выращивания грибов мицелий отделяли от культуральной жидкости фильтрованием. Для удаления экзополисахаридов культуральную жидкость замораживали в морозильной камере, а затем после размораживания центрифугировали. В супернатанте определяли ИУК по [18]. Для построения калибровочной кривой использовали различные концентрации ИУК. Cодержание индольных соединений в биомассе определяли по [19]. Для идентификации и количественного определения индольных соединений в пробах использовали метод UPLC на хроматографе «Siadz Nexera 30A».

В качестве стандартов применяли коммерческие препараты ИУК, триптофана, триптамина, индолацетамида, индола и 5-гидрокси-индолил-3-уксусной кислоты (5-ОН-ИУК) (производства компаний Flka и Aldrich).

Результаты и их обсуждение. Проведено сравнительное изучение образования ИУК в культуральной жидкости у 42 штаммов, относящихся к 10 видам съедобных и лекарственных грибов: Cordyceps militaris, Cordyceps sinensis, Morchella conica, Morchella esculenta, Ganoderma lucidum, Laetiporus sulphureus, Lentinus edodes, Pleurotus ostreatus, Trametes versicolor, Schizophyllum commune (табл. 1). Как видно из представленных данных, исследуемые штаммы накапливали 1,4–5,9 мг/л ИУК, что в пересчете на абсолютно сухую биомассу (АСБ) составило 0,13–0,42 мг/г. Наиболее активными продуцентами, образующими до 0,36– 0,42 мг/л ИУК, оказались штаммы ксилотрофных базидиомицетов S. commune, L. edodes и P. ostreatus. Среди исследуемых грибов-аскомицетов более высокое количество ИУК (0,21– 0,28 мг/л) образовывали C. sinensis и M. conica.

–  –  –

Проведено изучение соединений индольной природы, присутствующих в спиртовых экстрактах мицелия грибов S. commune, L. edodes и P. ostreatus, C. sinensis и M. conica (табл. 2).

Среди идентифицированных производных индола у большинства исследуемых грибов преобладал индол, количество которого составляло от 39,71 % (у P. оstreatus) до 100 % (у M. сonica).

В экстракте C. sinensis содержалось более высокое количество индолацетамида (56,04 %). Более широкий спектр индольных соединений идентифицирован у P. ostreatus (индол, триптофан, индолацетамид, 5-ОН-ИУК, ИУК, триптамин). 5-ОН-ИУК присутствовала у P. ostreatus в значительно более высоком количестве (27,1 %), чем у L. edodes 198 (0,22–0,81 %). ИУК в свободной форме (4,02 %) обнаружена только в спиртовом экстракте у P. ostreatus.

Т а б л и ц а 2. Соединения индольной природы в спиртовых экстрактах грибов

–  –  –

Особый интерес представляло изучение влияния состава питательной среды и условий культивирования на образование индольных соединений у съедобных культивируемых грибов P. ostrea. ostreatus (вешенка) и L. edodes (шиитаке). Экспериментально установлено, что лучшими источниками углерода для L. edodes оказались глюкоза и крахмал, где выход биомассы составил 8,5–10,7 г/л, а содержание ИУК находилось в пределах 4,2–5,9 мг/л и 0,49–0,55 мг/г АСБ. Максимальный выход биомассы гриба P. оstreatus наблюдался при использовании глюкозы, крахмала и дрожжевого экстракта в качестве компонентов питательной среды. Уровень ИУК в культуральной жидкости варьировал в пределах 1,9–5,6 мг/мл, что в пересчете на АСБ гриба соответствовало 0,16–0,53 мг/г.

Лучшим источником азотного питания оказался дрожжевой экстракт для L. edodes и сульфат аммония – для P. оstreatus. Оптимальными параметрами культивирования данных грибов для накопления ИУК явились: исходное значение кислотности среды – 5,5–6,0 и температура – 22–25 °С.

Изучена динамика накопления индолилпроизводных в культуральной жидкости шиитаке и вешенки, проведено сопоставление с интенсивностью ростовых процессов. Как видно из данных рис. 1, наибольшее накопление биомассы гриба L. edodes (8,2 г/л) наблюдалось на 15-е сутки культивирования, в то время как высокий уровень продукции производных индола отмечался в экспоненциальную фазу (5-е сутки). Среди идентифицированных индолпроизводных оказались триптофан и триптамин, содержание которых составило 12,9 мг/л и 1,97 мг/л соответственно. Затем происходило постепенное снижение их концентрации и к 17-м суткам оставалось практически на одном уровне: 2,5 и 0,18 мкг/мл (триптофан и триптамин соответственно). Отмечено наличие следовых количеств индол-3-карбоксиальдегида (0,012 мг/л) на 11-е сутки культивирования.

Гриб P. ostreatus отличался более высокой скоростью роста. Наибольшее количество биомассы (13,8 г/л) достигалось на 9–11-е сутки выращивания культуры (рис. 2). Невысокое количество индольных соединений, среди которых идентифицированы индол-3-карбоксиальдегид (0,57 мг/л) Рис. 1. Динамика роста гриба L. edodes и образования производных индола Рис. 2. Динамика роста гриба P. ostreatus и образования производных индола и ИУК (1,08 мг/л), наблюдалось в ранней экспоненциальной фазе роста гриба (3-е сутки).

Наиболее высокое накопление этих соединений в культуральной жидкости P. ostreatus (до 16,8 мг/л) отмечалось на 13-е сутки роста гриба. Дальнейшее культивирование гриба приводило к их исчезновению и появлению триптамина.

Таким образом, максимальное накопление индольных соединений отмечалось у L. edodes на 5-е сутки культивирования, у P. ostreatus – на 13-е сутки.

Заключение. Установлено, что съедобные грибы L. edodes и P. ostreatus на подобранных питательных средах и в оптимальных условиях культивирования продуцировали соединения индольной природы, такие, как индол, триптофан, индолацетамид, 5-ОН-ИУК, ИУК, триптамин.

Содержание их в биомассе исследуемых грибов коррелировало с накоплением в культуральной жидкости.

Литература

1. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. М., 1985.

2. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн Э. Современная ботаника. В 2-х т. М., 1990. Т. 1.

3. Романов Г. А., Медведев С. С. // Физиол. растен. 2006. Т. 53. С. 309–319.

4. Цавкелова Е. А., Климова С. Ю., Чердынцева Т. А. и др. // Прикл. биохим. и микробиол. 2006. Т. 42, № 2.

С. 133–143.

5. Каменева С. В., Муронец Е. М. // Генетика. 1999. Т.35, № 11. С. 1480–1494.

6. Yurekli F., Geckil H., Topcuoglu F. // Mol. R. 2003. Vol. 107. P. 305–309.

7. Мерзаева О. В., Широких И. Г. // Прикл. биохим. и микробиол. 2010. Т. 46, № 1. С. 51–57.

8. Wang X. Y., Wei X. L., Luo H. et al. // Mobiolog. 2010. Vol. 38, N 3. P. 176–179.

9. Alam N., Ruhul Amin S. M., Sarker N. C. // Baglad J. Moo. 2007. Vol. 1, N 1. P. 51–55.

10. VaughansWard K. // I. J. of Mdiial Moo. 2005. Vol. 7. P. 213.

11. Adenipecun C. O., Gbolagade J. S. // Pakia Joal of Niio. 2006. Vol. 6, N 5. P. 597–600.

12. Pani B. K. // Aia J. Ex. Biol. Si. 2011. Vol. 2, N 2. P. 328–331.

13. Mukhopadhyay R., Chatterjee S., Chaterjee B. P. et al. // Po Bioi. 2007. Vol. 40, N 3–4. P. 1241–1244.

14. Guo X., Zou X., Sun M. // Bioo Bio Eg. 2009. Vol. 32, N 5. P. 701–707.

15. Цивилева О. М., Лощинина Е. А., Макаров О. Е. и др. // Материалы VII Междунар. конф. «Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии». Мн., 2010. С. 174–176.

16. Лощинина Е. А., Цивилева О. М., Никитина В. Е. и др. // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Вавиловские чтения – 2007». Саратов, 2007. С. 37–38.

17. Цивилева О. М., Лощинина Е. А., Никитина В. Е. // Вестн. КазНУ. Сер. биол. 2010. № 3 (45). С. 218–220.

18. Кравченко Л. В., Боровков А. В., Пшикрил З. П. // Микробиология. 1991. Т. 60, вып. 5. С. 927–932.

19. Кефели В. И., Турецкая Р. Х., Коф Э. М. и др. // Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиаторов, гербицидов. М., 1973. С. 7–21.

V. V. SHCHERBA, T. A. PUCHKOVA, L. T. MISHYN

CREATION OF INDOLE COMPOUNDS BY EDIBLE AND MEDICINAL MUSHROOMS

Summary Si of idoll-3-ai aid (IAA) b oo ig diviio Basidiomycota ad Ascomycota wa ivigad. I wa fod a ld oo i o of faio o ii glo-o di odd idol, oa, idolaaid, 5-O-IAA, IAA, ai. Oial lal odiio w

dfid fo aiv gow of L. edodes ad P. ostreatus (bioa ild ov 10 g/1) ad odio of idol ood:

4,27,5 g/1 ad 0,49–0,90 g/g d wig, 1,9–5,6 g/1 ad 0,16–0,53 g/g d wig aodigl. Maxial oaio of oa ad ai i l liqid of L. edodes ad P. ostreatus wa odd dig xoial gow a (b 5 da), idol-3-aboxaldd ad IAA ao ad ak val i P. ostreatus b 13 da of faio.






Похожие работы:

«Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области Нижегородское отделение Союза охраны птиц России Экологический центр "Дронт" Нижегородский государственный педа...»

«Утверждены Решением Комиссии таможенного союза от 18 ноября 2010 г. N 455 ЕДИНЫЕ ФОРМЫ ВЕТЕРИНАРНЫХ СЕРТИФИКАТОВ Форма N 1 (1) ТАМОЖЕННЫЙ СОЮЗ (2) _ (наименование уполномоченного органа в области ветеринарии госу...»

«Тема урока: "Подари эту розу поэту." (Цветы в творчестве А. А. Фета) Литературно-биологическая гостиная Цель проведения: -Расширить и углубить знания учащихся о творчестве А. А. Фета;-Обобщить знания о строении цветков, соцветий, их биологической...»

«Труды БГУ 2010, том 4, выпуск 2 Обзоры УДК 582.57:236:581.19:581.522.4 ПАЖИТНИК ГРЕЧЕСКИЙ (TRIGONELLA FOENUM GRAECUM L.) КАК ИСТОЧНИК ШИРОКОГО СПЕКТРА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Е.Д. Плечищик, Л.В. Гончарова, Е.В. Спиридович, В.Н. Решетников ГНУ "Центральный ботанический сад НАН Белару...»

«УДК 621.313.320 ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УКРАИНЕ Шевченко В. В., Лизан И. Я. Украинская инженерно – педагогическая академия, г....»

«ОПИСАНИЕ BY (11) 5555 РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ (19) ИЗОБРЕТЕНИЯ (13) C1 К ПАТЕНТУ 7 (51) B 24D 3/14 (12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО АБРАЗИВНОГО (5...»

«Дидактические игры по познавательному развитию (экологическое воспитание) для детей старшей группы компенсирующей направленности Игра ведущий вид деятельности в дошкольном возрасте. Дидактическая игра – явление многоплановое, сложное. Это и метод обучения, и форма обучения,...»

«Бутылин Павел Андреевич Роль конденсина в стабилизации ядрышкового организатора в процессе митотического деления у дрожжей Saccharomyces cerevisiae 03.00.25 – гистология, цитология, клеточная биология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на...»









 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.