CC BY
11
DOI 10.31588/2413-4201-1883-247-3-218-222
УДК 619:087:635.8.582.281.21
БИОРАЗНООБРАЗИЕ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБОВ В РАЙОНАХ ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ
Потехина Р.М.1 - к.б.н., Ларина Ю.В.2 - к.б.н., Сагдеева З.Х.1, Мишина Н.Н.1 - к.б.н., Титова В.Ю.1 - к.б.н., Валиев А.Р.1 - к.б.н.
1ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» 2ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана»
Ключевые слова: микромицеты, плесневые грибы, биоразнообразие, микотоксины, почвенный субстрат, сельскохозяйственные животные, птицы
Keywords: micromycetes, mold fungi, biodiversity, mycotoxins, soil substrate, farm animals,
birds
Основной причиной возникновения аллергической патологии в больших городах, являются плесневые грибы, контаминирующие: почву, воду, стеновые конструкции, воздушную среду помещений. По статистическим данным последних 5 лет, наблюдается прирост аллергических заболеваний, вызванных мицелиальными грибами рода Aspergillus, Penicillium - на 15 % [1]. К агрессивным микромицетам, вызывающим аллергию, относят: Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium. Плесневые грибы в процессе своей жизнедеятельности, выделяют особые метаболиты - микотоксины, которые способны не только накапливаться в организме, но и обладают канцерогенным, иммунотоксическим, нейротоксическим, мутагенным и тератогенным действиями [2, 5]. Содержание мицелиальных грибов в атмосферном воздухе зависит от сезонности и времени года [4]. Особенно повышенная концентрация плесневых грибов наблюдается в летне-осенний период. Виды плесневых грибов рода Aspergillus выделяют более 16 микотоксинов одновременно. Споры особо опасных микромицетов, проникая в дыхательные пути, организм человека и животных, попадают в благоприятную среду температурного режима и влажности [6, 7]. Прекрасно обосновываясь в дыхательных путях и в альвеолах легких, грибы рода Aspergillus выделяют
аллергены, приводящие к легочным и онкологическим заболеваниям.
Заболевания, вызываемые
плесневыми грибами, наносят
значительный урон здоровью человека, сельскохозяйственных животных и птиц.
Материал и методы исследований. В работе использовали почвенные образцы из разных районов города Чебоксар. В Чувашской Республике преобладают дерново-среднеподзолистые и дерново-слабоподзолистые почвы. Субъективно были отобраны пробы с 4-х участков в каждом населенном пункте по 3 пробы каждой. Почву отбирали выборочно, в отдельный двойной пакет, в которых транспортировались в лабораторию. Почвенные субстраты хранили в морозильнике при -20 °С, до проведения микологических исследований. Для определения общего числа грибов (ОЧГ) готовили суспензию одного грамма почвенного образца в 10 мл стерильной воды с температурой 250 С, с периодичным взбалтыванием в течении 10 минут при 160 об/мин. Полученные десятикратные разведения почвенной суспензии разводили: 1:10, 1:100, 1:1000. С каждой пробирки с разведением почвенного субстрата высевали по 1 мл на агаризированную питательную среду Чапека с желчью. Состав питательной среды Чапека с желчью: сахароза - 30 г; натрий азотнокислый - 2 г; калий фосфорнокислый однозамещенный - 1 г;
магний сернокислый - 0,5 г; калий хлористый - 0,5 г; железо сернокислое закисное - 0,01 г; желчь медицинская -100 мл; вода дистиллированная - 1000 мл; агар-агар - 25 г; рН 5,0-5,5. Посевы
изолятов инкубировали при температуре 26 0С в течение 7 суток. Подсчет суммарного количества грибов в 1 г материала определяли по формуле:
Х = Ес:( 0,1^1 +0,01^2 + 0,001^3)
где: Х - суммарное число грибов, выраженное количеством колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г продукта; Ес - сумма колоний на всех чашках, подсчитываемая в посевах всех трех последовательно разведенных взвесей; V!- объем взвеси 1 (разведение10-1); V2-объем взвеси 2 (разведение 10-2); Vз - объем взвеси 3 (разведение 10-3).
Родовую идентификацию грибов определяли при первичном посеве. Чистую культуру гриба выделяли методом пересева выросших колоний полевых изолятов по Литвинову М.А. (1967) и Кириленко Т.С. (1977). Идентификацию колонии полевого изолята определяли при помощи атласа-определителя Саттон Д. с соавт. (2001). Выделенные особо-опасные изоляты тестировали на инфузориях Paramecium caudatum, по методике Спесивцевой Н.А. (1964); токсигенность выделенных изолятов - культивированием на искусственных и естественных субстратах. Для этого готовили суспензии на дистиллированной воде для определения токсических веществ выросших изолятов на среде Чапека. Мицелий гриба помещали в пробирку, делая соотношение 1:1 по объему с добавлением воды. Водные изоляты помещали в холодильник на 24 часа при 10 0С. После 24-часовой экспозиции брали 2 капли суспензии и помещали на предметное стекло и при помощи бинокуляра проводили оценку поведения парамеций. Учет результатов проводили в течение 2 часов. Критерии оценки биотестирования парамеций: токсичный - выживших 0-39 %; слаботоксичный - выживших 40-69 %; нетоксичный - выживших 70-100 %. Токсичность наиболее особо-опасных изолятов определяли аналогичным способом биотестирования на P.caudatum. Водный экстракт готовили из отдельной культуры выросшего на питательной среде гриба. Для агрессивных выделенных микромицетов рода Aspergillus наличие токсина подтверждали методом ИФА с
подозрением на микотоксины афлатоксин, охратоксин, стеригмацистин.
Токсикологическое исследование
проводилось в соответствии с ГОСТ Р 52337-2005. «Методы определения общей токсичности» на лабораторных животных -белых мышах и кроликах.
Результат исследований. Видовой состав полевых изолятов зависит от локации почвенных нагрузок, изменения могут быть связаны с нарушением растительного покрова почвы.
Проведенный микологический анализ отобранных проб почвы в районах города Чебоксары: Московского, Калининского, Ленинского и Марпасадского шоссе, показал содержание агрессивных полевых изолятов: Aspergillus fumigates 27 %, Aspergillus flavus 18 %, Aspergillus niger 7 %, Penicillium notatum 19 %, Fusarium spp. 10 %, Fusarium sporotrichioides 7 %, Mucor 2 %. Результаты исследований почвы представлены в таблице 1.
В Московском районе на набережной выделялись грибы A.fumigatus, A.niger, F.sporotrichioides. Биотестирование на простейших показало, что выживаемость у изолята гриба A.fumigatus составляет 30 %.
В Ленинском районе выделялись грибы A. flavus, Fusarium graminearum, A. fumigates. Биотест на простейших показал, что выживаемость парамеций при тестировании почвенного изолята A.flavus составила 74 %, Fusarium graminearum -83 %, A.fumigates - 73%. В районе Марпосадского шоссе выделялись в основном изоляты рода: Mucor, Penicillium, Tricoderma, биотестирование на P.caudatum
показало, что выживаемость на инфузориях опасных изолятов, протестированных на
составила 98-90 %. Результаты особо инфузориях, представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Микологическая оценка почвы города Чебоксары
Биотест на
№ пробы ОЧГ Выделенные грибы P.caudatum (выживших из 100%) pH
Московский район
1 13,1x103 ± 0,22 A. fumigates, A. flavus, B. Fusarium graminearum 39 7,67
2 18,3x103 ± 0,13 Fusarium spp. A.niger, 90 7,69
3 15,3x103 ± 0,24 A. fumigates, A. flavus 63 7,65
Кировский район
1 19,3x103 ± 0,11 Penicillium notatum, 93 7,23
Fusarium sporotrichioides.
2 16,3x103 ± 0,21 Mucor sp. 99 7,18
3 12,3x103 ± 0,08 Trichoderma veride 90 7,26
Ленинский район
1 10,3x103 ± 0,31 A. fumigates, A. flavus 89 7,28
2 10,3x103 ± 0,01 Fusarium avenaseum 87 7,22
3 15,3x103 ± 0,11 Fusarium graminearum, 49 7,36
Марпосадское шоссе
1 12,3x103 ± 0,15 Mucor spp. 90 7,51
2 18,3x103 ± 0,18 Penicillium spp. 99 7,43
3 18,3x103 ± 0,16 Trichoderma harzianum 86 7,40
Таблица 2 - Оценка токсичности изолятов грибов биотестированием на P. caudatum
Токсичные изоляты Время экспозиции, мин
15 30 60 120
A.fumigatus, % 89,9 60,8 58,5 30,7
A.flavus, % 93,2 90,2 89,4 86,1
F.sporotrichioides, % 98,1 94,9 90,1 82,7
При биотестировании на парамециях, полевой изолят А.Шт1§а1;ш показал высокую токсичность, при экспозиции 120 минут выживаемость Р.саиёаШт составила 30,7 %. Плесневый изолят А.Шт1§а1;ш, проявивший токсичный эффект, дополнительно протестировали на кроликах методом кожной пробы. По
зарегистрировано проявление первой и второй степени токсичности через 24 часа после втирания мицелия грибного экстракта. По истечении 48 часов наблюдалась первая степень токсичности, через 72 часа отмечали отсутствие видимых изменений на коже, что свидетельствует о нулевой степени токсичности (Таблица 3).
результатам кожной пробы
Таблица 3 - Оценка биотестирования токсичных изолятов грибов на кроликах методом кожной пробы
Выделенные изоляты Результат токсичности
24 ч 48 ч 72 ч
A. fumigatus (+) (+) (-)
Токсичность изолята рода токсигенностью. Токсигенность грибов
Aspergillus связана с его генетической оценивается различными методами,
основанными на биотестировании с применением культур клеток по показателям выживаемости,
макрофагальной активности, продукции (Jaksic et al., 2019). При этом выброс микотоксинов гриба зависит и от условий микроклимата, куда токсичные грибы могут попасть вместе с почвой, растениями, продуктами питания и т.д. (Gindullin A.I. et al., 2015).
Заключение. Плесневые грибы рода Aspergillus вызывают аспергиллез, поражая органы дыхания сельскохозяйственных животных и человека. Грибы рода Penicillium тоже являются сильнейшими аллергенами для человека. Уникальными свойствами обладают плесневые рода Trichoderma, образуя биологически активные соединения, они проявляют высокую антагонистическую способность, подавляя рост и размножение грибов рода Fusarium. В ходе проведенного микологического исследования были выделены особо-опасные изоляты рода Aspergillus (A.fumigates). Только сезонный и систематический микологический мониторинг способствует предотвращению сопутствующих легочных заболеваний.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Потехина, Р.М. Микологическая статистика загрязненности кормов по отдельным районам Поволжья
/ Р.М. Потехина, Э.И. Семенов, Л.Е. Матросова, К.Х. Папуниди // Вестник марийского государственного
университета, серия
«Сельскохозяйственные науки.
Экономические науки». - 2019. - Т.5. - № 2. - С. 197-203.
2. Сагдеева, З.Х. Оценка общей токсичности кормов Стерлитамакского района Республики Башкортостан / З.Х. Сагдеева // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана.
- 2019. - Т. 238. - C. 176-181.
3. Саттон, Д. Определитель патогенных и условно патогенных грибов / Д. Саттон, А. Фотергилл, М. Ринальди. -М.: Изд. «Мир», 2001. - 486 с.
4. Семенова, С.А. Оценка токсичности кормов по регионам Российской Федерации / С.А. Семенова, Р.М. Потехина, Э.И. Семенов [и др.] // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2015. - Т 224. - С. 196-199.
5. Gindullin, A.I. Influence of probiotics spas and biosporin at T-2 toxication of broiler chickens / A.I. Gindullin, T.A. Shamilova, D.A. Gindullina [et al.] // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. - 6 (4). - Р. 2142-2150.
6. Dugova, O. Soil micromycetes and vegetation changes associated with vegetative cover destruction on chosen localities of Tatry Mountains-first approach / O. Dugova, M. Barancokova, J. Krajci // Ekologia. - 2013.
- Т. 3 2 . - J№. 2. - Р. 158-261.
7. Yumangulova, G.M. Effect of abiotic stressors on T-2-producing environmental isolates of Fusarium sporotrichioides / G.M. Yumangulova, E.I. Semenov, R.M. Potekhina [et al.] // Journal of Pharmacy Research. - 2017. - Vol. 11. - P. 1226-1229.
БИОРАЗНООБРАЗИЕ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБОВ В РАЙОНАХ ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ
Потехина Р.М., Ларина Ю.В., Сагдеева З.Х., Мишина Н.Н., Титова В.Ю., Валиев А.Р.
Резюме
Проведено исследование 12 почвенных проб в летний период по районам города Чебоксары. Цель исследований заключалось в проведении микологического анализа почвы и выделение особо опасных микромицет в городской среде. Были взяты пробы почвы с Московского, Калининского, Ленинского районов города Чебоксары и Марпосадского шоссе. pH почвенной среды города Чебоксары составила: Набережная Московского района - 7,67, Кировского - 7,23, Ленинского - 7,28, Марпосадское шоссе - 7,51. При микологическом анализе почвенных образцов на агаризированных средах Чапека, наибольшую концентрацию микромицетов зарегистрировали в образцах почвы из Московского района на Набережной, где концентрация грибов рода Aspergillus fumigates составила 27 %, грибов рода Fusarium sporotrichioides и Fusarium graminearum - 15 %о. В почве Ленинского района преобладали грибы рода Penicillium, их концентрация составила 23 %, Aspergillus flavus - 18 %. В почве Калининского района выделялись изоляты грибов рода Penicillium spp., и их концентрация составила - 7 %, Aspergillus flavus - 21 %. В почве с Марпасадского шоссе преобладали грибы рода Mucor sp. Тестирование на инфузориях Paramecium caudatum показало, что полевой изолят Aspergillus fumigates обладал токсичными свойствами, критерий оценки биотестирования составил 38 %. Aspergillus flavus при тестировании на инфузориях показал 78 % выживаемости.
BIODIVERSITY OF MOLD FUNGI IN THE AREAS OF THE CITY OF CHEBOKSARY
Potekhina R.M., Larina Yu.V., Sagdeeva Z.Kh., Mishina N.N., Titova V.Yu., Valiev A.R.
Summary
A study of 12 soil samples in the summer period in the districts of the city of Cheboksary was conducted. The aim of the research was to conduct a mycological analysis of the soil and isolate particularly dangerous micromycetes in the urban environment. Soil samples were taken from the Moskovsky, Kalininsky, Leninsky districts of Cheboksary and Marposadsky highway. The pH of the soil environment of the city of Cheboksary was: Embankment of the Moskovsky district - 7.67, Kirovsky - 7.23; Leninsky - 7.28; Marposadskoe highway - 7.51. In mycological analysis of soil samples on agarized media of Chapek, the highest concentration of micromycetes was recorded in soil samples from the Moskovsky district on the Embankment, where the concentration of fungi of the genus Aspergillus fumigates was 27 %, fungi of the genus Fusarium sporotrichioides and Fusarium graminearum was 15 %. The soil of the Leninsky district was dominated by fungi of the genus Penicillium, their concentration was 23 %, Aspergillus flavus - 18 %. Isolates of fungi of the genus Penicillium spp. were isolated in the soil of the Kalininsky district, and their concentration was - 7 %, Aspergillus flavus - 21 %. The soil from the Marpasad highway was dominated by fungi of the genus Mucor sp. Testing on Paramecium caudatum infusoria showed that the field isolate of Aspergillus fumigates had toxic properties, the evaluation criterion for biotesting was 38 %. Aspergillus flavus showed a 78 % survival rate when tested on infusoria.
