CC BY
60
УДК 58.071
ФУНГИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ ПЕЩЕР
© Ш. Р. Абдуллин1*, В. Б. Багмет1, Л. Ю. Кузьмина2, А. С. Рябова2, Т. А. Назарова1
1Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, Заки Валиди, 32.
2Институт биологии Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 69.
*Email: [email protected]
Проведена оценка взаимоотношений между 2 штаммами микроводорослей Mychonastes homosphaera и Nitzschia palea с грибами рода Fusarium, выделенными из различных пещер России. Выявленные отношения изменялись от нейтральных до отрицательных - отмечена фун-гицидная активность некоторых микроводорослей.
Ключевые слова: пещеры, микроводоросли, Mychonastes homosphaera, Nitzschia palea, Fusarium, взаимоотношения, фунгицидная активность
Введение
Пещеры - уникальные экосистемы со специфическим по видовому составу биологическим разнообразием [1-8]. По преобладанию различных пищевых цепей они делятся на гетеротрофные, фо-тотрофные, хемотрофные и амфитрофные [2]. В состав биоты пещер входят различные организмы, в том числе водоросли и микромицеты [1, 4]. Однако характер их взаимоотношений в подземных условиях изучен недостаточно. Это может представлять не только теоретический, но и практический интерес, так как в настоящее время в биотехнологии все чаще используются фунгициды естественного происхождения, выделяемые из различных микроорганизмов и растений, что способствует снижению их отрицательного влияния на окружающую среду. Некоторые цианобактерии и микроводоросли обладают фунгицидной активностью [6, 8], в том числе и к фитопатогенным грибам, это представляет значительный интерес для получения новых природных антигрибных препаратов. Цель работы - оценка взаимоотношений между 2 штаммами микроводорослей и грибами рода Fusarium, выделенными из различных пещер России.
Материалы и методы
Для предварительных исследований антагонистической активности были выбраны штаммы двух видов водорослей из музея культур лаборатории альгологии БашГУ: Mychonastes homosphaera Шт115 (соскоб со стены, привходовая часть, Дудкинская штольня, г. Уфа) и Nitzschia palea Пк10ж (донные отложения из ручья Наклонный, пещера Геологов 2, Пермский край). В качестве тест-объектов были использованы штаммы микромицетов из музея культур лаборатории прикладной микробиологии ИБ УНЦ РАН: Fusarium oxysporum IB-St-8, F. oxysporum IB-St-13, F. sporotrichoides IB-St-17, (скальные обнажения, очаг биогенной коррозии кальцита, пещера Шульган-Таш, Республика Башкортостан).
Культуры микроорганизмов поддерживали на средах: водоросли на 2% агарозной минеральной среде №6 [3], грибы - на картофельно-сахарозном агаре [5].
Водоросли засевали на половину чашки Петри с опытной средой (2% агарозная среда №6 с добавлением 1% глюкозы) методом штриха, и инкубировали в люминостате в течение 2 суток при комнатной температуре. Затем в чашки с подросшими колониями водорослей на линию границы подсевали уколом культуры микромицетов. Вторая половина чашки Петри оставалась пустой для наблюдения за поведением гриба и направлением его роста. Контролем являлись культуры грибов, культивируемые на опытной среде без водорослей, посеянные на линию границы. Раздельное и совместное культивирование микромицетов и водорослей продолжалось в люминостате в течение 7 суток при комнатной температуре.
Результаты и их обсуждение
Все исследуемые штаммы грибов хорошо росли и развивались на опытной среде. В контрольных вариантах (без водорослей) микромицеты (Fusari-um oxysporum IB-St-8, F. oxysporum IB-St-13, F. sporotrichoides IB-St-17) росли по всей поверхности среды.
Совместное культивирование микромицета F. sporotrichioides IB-St-17 с изучаемыми культурами водорослей (M. homosphaera Шт115 и N. palea Пк10ж) показало отсутствие, каких либо реакций со стороны гриба и водорослей.
Штамм микромицета F. oxysporum IB-St-13 оказался чувствительным к присутствию M. homo-sphaera. Колонии этой водоросли уже на третий день совместного культивирования с микромице-том вторглись на половину среды с грибом, оттесняя границу его роста к противоположной части чашки. Это позволяет предположить, что штамм водоросли M. homosphaera Шт115 выделяет в среду
ISSN 1998-4812
Вестник Башкирского университета. 2014. Т. 19. №4
1217
вещества фунгистатической природы, тормозящие жизнедеятельность микромицета.
Рост гриба F. oxysporum IB-St-8 подавлялся при совместном культивировании с культурой водоросли N. palea Пк10ж. В присутствии диатомей окраска мицелия гриба становилась коричневой, тогда как в контрольном варианте была ярко-розовой. Между культурами наблюдалась четкая стерильная зона.
При совместном культивировании водоросли N. palea Пк10ж и микромицета F. oxysporum IB-St-13 каждая культура росла на своей половине среды, с четкой границей между колониями микроорганизмов.
Нужно отметить, что при совместном культивировании со всеми штаммами изученных микро-мицетов клетки водоросли Nitzschia palea Пк10ж выделяли слизь, что в чистой культуре штамма водоросли ранее не наблюдалось. Возможно, в состав этой слизи входят вещества фунгицидной и фунги-статической природы диатомей.
Выводы
Таким образом, выявлены различные типы взаимоотношений между исследуемыми видами водорослей и некоторыми грибами р. Fusarium из
пещер. Для изучения механизмов способности водорослей продуцировать фунгистатические и фун-гицидные вещества, а также характера поведения при этом фузариевых грибов необходимы дальнейшие подробные исследования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдуллин Ш. Р. Цианобактерии и водоросли пещеры Шульган-Таш (Каповой): автореф. дис. ... канд. биол. наук. Уфа, 2005. 16 с.
2. Абдуллин Ш. Р. Разнообразие трофической структуры экосистем пещер // Успехи современной биологии. 2014. Т. 134. №2. С. 192-204.
3. Громов Б. В. Коллекция культур водорослей Биологического института Ленинградского университета // Труды Петергоф. биол. ин-та ЛГУ. Л., 1965. Т. 19. С. 125-139.
4. Кузьмина Л. Ю., Галимзянова Н. Ф., Абдуллин Ш. Р., Рябова А. С. Микробиота пещеры Киндерлинская (Южный Урал, Россия) // Микробиология. 2012. Т. 81. № 2. С. 273-281.
5. Сёги Й. Методы почвенной микробиологии. М.: Колос, 1983. 296 с.
6. Сиренко Л. А., Козицкая В. Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. Киев: Наук. думка, 1988. 256 с.
7. Culver D. C., Pipan T. The Biology of Caves and Other Subterranean Habitats. New York: Oxford University Press, 2009. 272 p.
8. Galal H. R. M., Salem W. M. and Nasr El-Deen F. Biological Control of Some Pathogenic Fungi using Marine Algae Extracts. Research Journal of Microbiology. 2011. No. 6. P. 645-657.
Поступила в редакцию 05.12.2014 г.
ANTIFUNGAL ACTIVITY OF SOME CAVE MICROALGAE © Sh. R. Abdullin1*, V. B. Bagmet1, L. Yu. Kuzmina2, A. S. Ryabova2, T. A. Nazarova1
1Bashkir State University 32 Zaki Validi St., 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
2Institute of Biology Ufa Scientific Centre of Russian Academy of Sciences 69 October Ave., 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
Phone: +7 (937) 162 63 90.
*Email: [email protected]
The modem trends in biotechnology show that fungicides of natural origin, isolated from various microorganisms and plants, are increasingly used, and this fact contributes to the reduction of their negative influence on the environment. Some microalgae show fungicidal activity to phytopatogenic fungi as well. This is of considerable interest because new natural fungicide drugs can be obtained. The purpose of our study is a preliminary estimation of relationship between the two strains of microalgae (Mychonastes homosphaera (Chlorophyta), and Nitzschia palea (Bacillariophyta)), isolated from various caves in Russia, to the fungi of the genus Fusarium (Fusarium oxysporum IB-St-8, F. oxysporum IB-St-13, F. sporotrichoides IB-St-17), isolated from Shulgan-Tash cave. There were revealed, that Mychonastes homosphaera negatively affected the growth of F. oxysporum IB-St-13, Nitzschia palea negatively affected the growth of F. oxysporum IB-St-8. Relations between F. sporotrichioides IB-St-17 and M. homosphaera, F. spo-rotrichioides IB-St-17 and N. palea, F. oxysporum IB-St-13 and N. palea were neutral. Thus, identified relations changed from neutral to negative (antifungal activity of some microalgae). However, further detailed investigations are necessary for the study of algae's ability to produce fungicidal and fungistatic substances.
Keywords: caves, microalgae, Mychonastes homosphaera, Nitzschia palea, Fusarium, relations, antifungal activity.
Published in Russian. Do not hesitate to contact us at [email protected] if you need translation of the article.
REFERENCES
1. Abdullin Sh. R. Tsianobakterii i vodorosli peshchery Shul'gan-Tash (Kapovoi): avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Ufa, 2005.
2. Abdullin Sh. R. Uspekhi sovremennoi biologii. 2014. Vol. 134. No. 2. Pp. 192-204.
3. Gromov B. V. Trudy Petergof. biol. in-ta LGU. L., 1965. Vol. 19. Pp. 125-139.
4. Kuz'mina L. Yu., Galimzyanova N. F., Abdullin Sh. R., Ryabova A. S. Mikrobiologiya. 2012. Vol. 81. No. 2. Pp. 273-281.
5. Segi I. Metody pochvennoi mikrobiologii [Methods of Soil Microbiology]. Moscow: Kolos, 1983.
6. Sirenko L. A., Kozitskaya V. N. Biologicheski aktivnye veshchestva vodoroslei i kachestvo vody [Biologically Active Substances of Algae and Water Quality]. Kiev: Nauk. dumka, 1988.
7. Culver D. C., Pipan T. The Biology of Caves and Other Subterranean Habitats. New York: Oxford University Press, 2009.
8. Galal H. R. M., Salem W. M. and Nasr El-Deen F. Biological Control of Some Pathogenic Fungi using Marine Algae Extracts. Research Journal of Microbiology. 2011. No. 6. Pp. 645-657.
Received 05.12.2014.
