CC BY
70
10. Zimnyakov, V. M. Modernization of agricultural production: challenges and mechanisms / Zimnyakov V. M., Sergeyev A. Yu. / / Niva Povolzhya. - 2012. - № 4 (25). - P. 101-104.
11. Zimnyakov, V. M. Dairy product subcomplex of the region (Theory, methodology, practice): dis. ... doctor of econ. sciences / V. M. Zimnyakov. - M., 2009. - 350 p.
12. Serdobintsev, D. V. Improvement of the mechanism of interaction of agricultural and processing enterprises of dairy product subcomplex of the Volga region / D. V. Serdobintsev, Ye. V. Druzhinina // Vestnik of Saratov state agrarian university in the name of N. I. Vavilov. - 2011. - No. 8. - P. 40-44.
13. Cheverov, V. I. Necessary measures to support the branch until 2020 after joining the WTO / V. I. Cheverow // Syrodeliye I maslodeliye. - 2012. - No. 1 - P. 4-6.
14. Russian statistical Yearbook. 2015: stat. sat - Moscow: Rosstat, 2015.
15. Federal state statistics service [Electronic resource]. URL: http://www. gks. EN/ (accessed 10.05.2015).
УДК 663.15+ 57.083.13 582.84
ГРИБЫ РОДА MORTIERELLA - ПРОДУЦЕНТЫ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЕ
Д. Ю. Ильин, канд. биол. наук, доцент; Г. В. Ильина, доктор биол. наук, профессор; С. А. Сашенкова, канд. биол. наук, доцент
ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, e-mail: g-ilyina@yandex. ru
Статья содержит информацию о возможностях и приемах лабораторного культивирования мицелиальных грибов - продуцентов полиненасыщенных жирных кислот. Исследования, положенные в основу работы, касались установления трофических потребностей культур, оптимальных условий для их жизнедеятельности; выявления уровня интенсивности обменных процессов, протекающих в мицелии; выяснения продуктивных возможностей имеющихся в коллекции штаммов. Описаны культурально-морфологические свойства штаммов грибов рода Mortierella, которые поддерживаются в коллекции мицелиальных культур кафедры биологии животных и ветеринарии ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА. Определен жирнокислот-ный состав мицелия изученных видов и штаммов. Установлены штаммы - потенциальные продуценты арахидоновой кислоты. Отработаны пути получения поверхностной и глубинной культуры. Интенсивность накопления глубинного мицелия и характер глубинного роста существенно отличаются у разных штаммов. Разработаны приемы косвенной оценки продуктивных качеств мицелия. Десатуразная активность штаммов грибов рода Mortierella неоднозначна и иллюстрирует интенсивность метаболизма культуры (что выражается в продуктивности). Установлено, что продуктивность штаммов обратно пропорциональна интенсивности накопления биомассы, поскольку наиболее продуктивные штаммы характеризуются низкой интенсивностью роста в глубинной культуре. Показано, что для продуктивных штаммов характерен пеллетный рост, что вообще является распространенным явлением для высокопродуктивных штаммов - продуцентов БАВов. При оценке продукции арахидоновой кислоты показано, что ее содержание в мицелии разных видов и штаммов варьировало от 14,0 до120,0 мг/г воздушно-сухого мицелия. Отмечается целесообразность проведения селекционной работы, в результате которой возможно получение высокопродуктивных изолятов.
Ключевые слова: полиненасыщенные жирные кислоты, чистая культура, биотехнология, мицелий, арахидоновая кислота, ферменты десатуразы.
Введение.
Актуальными на сегодняшний день отраслями биотехнологии являются биоконверсия различного рода отходов производства, сельского и лесного хозяйства, промышленное получение ценных метаболитов микроорганизмов (витаминов, органических кислот, ферментов, других биологически активных веществ - БАВов). Современные медицина и сельское хозяйство в своей практике все чаще обращаются к веществам естественного происхождения,
полученным в ходе биологического синтеза [1, 2]. В частности, большой интерес представляют ненасыщенные жирные кислоты, в том числе арахидоновая кислота (цис-5, цис-8, цис-11, цис-14 - эйкозатетраеновая кислота). Она является самым важным из метаболитов линолевой кислоты и главным компонентом комплексных липидов животной ткани. Арахидоновая кислота служит одним из важнейших предшественников такой серии гормоноподобных веществ, как простагландины [3, 4]. Простаг-
Нива Поволжья № 1 (38) февраль 2016 21
ландины имеют высокую иммуномодули-рующую фармакологическую активность и являются в настоящее время объектом интенсивного изучения.
Вплоть до конца XX века мортиерелло-вые грибы (зигомицеты) были известны специалистам как сапрофиты, не имеющие народнохозяйственного значения. Однако в последние десятилетия установлено, что виды этого рода перспективны в биотехнологии, являясь продуцентами арахидоно-вой и других полиненасыщенных жирных кислот [4]. Это одни из немногих природных продуцентов арахидоновой кислоты. Гриб Mortierella alpina известен как один из продуцентов указанного вещества, метаболиты которого и сама кислота получили широкое распространение в растениеводстве, медицине, ветеринарии и т. д. [5].
Целью настоящей работы стало изучение характеристик штаммов грибов этого рода, имеющихся в коллекции мицелиаль-ных культур, а также выявление их продуктивного потенциала. Для достижения цели работы необходимым было решение следующих задач: установление трофических потребностей культур, оптимальных условий для их жизнедеятельности; выявление уровня интенсивности обменных процессов, протекающих в мицелии; выяснение продуктивных возможностей имеющихся в коллекции штаммов.
Методика исследований.
Объектами исследования стали штаммы пяти видов грибов рода Mortierella: M. alpina, M. isabellina, M. elongata, M. verticil-lata, M. hyalina, поддерживаемые в коллекции мицелиальных культур кафедры биологии животных и ветеринарии ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА. Использованы 3 штамма, относящиеся к виду M. alpina: штамм № 1 выделен из почв Тверской области, штамм № 2 - из почв заповедника Аскания-Нова, штамм № 3 - из почв в районе побережья Белого моря. Исследованы два штамма M. isabelina. Остальные виды представлены в коллекции по одному штамму каждый.
Использовались общепринятые методы работы с мицелиальными культурами [6]. Глубинное культивирование проводилось на круговой качалке со скоростью вращения 225 об/мин, эксцентриситет 2,5 см. Питательная среда (среда Чапека модифицированная) помещалась в 500 мл колбы Эрленмейера в количестве 50 мл. Инокуляция осуществлялась в два этапа: сперва производился посев кусочком ага-ризованной среды, обросшим мицелием, с целью наработки жидкой вегетативной
массы. Затем через 48 ч культивирования при температуре 22°С производили рассев жидкого вегетативного материала, который в количестве 10 % от объема субстрата вносился в ферментационную среду идентичного состава (среда Чапека модифицированная). Процесс ферментации осуществлялся в течение 144 ч при тех же условиях.
Для косвенной оценки интенсивности метаболизма проводили и полуколичественное определение активности ферментов десатураз [7]. Для этого использовали индикатор нитросиний тетразолий, который при восстановлении превращается в синий формазан. Краситель добавляли в агари-зованную питательную среду в концентрации 0,001 %.
Продуктивный потенциал гриба определяли при помощи методов газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл - 2000М». Метиловые эфиры жирных кислот получали непосредственно из навески сухой биомассы гриба. Для этого предварительно высушенный мицелий гриба обрабатывали 10 %-ным раствором хло-роводорода в метаноле. Переэтерифици-рованные эфиры экстрагировали гексаном и подготовленную таким образом пробу вносили в инжекторную камеру хроматографа. Использовали внутренний стандарт (фенилпальмитат), 3-метровую насадочную колонку, неподвижную фазу - 5 %-ный по-лиэтиленгликольсукцинат, инертный сорбент «Хроматон - N-AW». Разделение метиловых дериватов жирных кислот проводили в изотермическом режиме при 170°С.
В процессе работы велась фотодокументация. Математическую обработку данных производили с использованием функций Excel 2007, а также с помощью программы для обработки и анализа данных «Statistica 10.0».
Результаты и их анализ.
Наши исследования показали, что изученные виды и штаммы обладают специфическими культурально-морфологически-ми свойствами и предъявляют неоднозначные требования к питательным средам. Из большого спектра плотных питательных сред (агар на основе отвара зерна, синтетические среды Райстрика, Чапека, Сабуро и др.) оптимальной средой для длительного культивирования и хранения всех штаммов оказался картофельно-глюкозный агар (КГА) (табл. 1). Среди исследованных штаммов обнаружено три быстрорастущих, которые являются представителями видов M. alpina и M. elongata. Их скорости роста составляют порядка 8,0... 12,0 мм/сут, отме-
Средняя скорость роста мицелия грибов рода Mortierella на разных питательных средах*
(24°С, три повторности, р<0,05)
Вид, штамм Агаризованные питательные среды
Натуральные Синтетические
ПА КГА Райстрика Чапека Сабуро
M. alpina, № 1 10,2б±0,11 12,06±0,10 10,0З±0,0З 10,12±0,0б 11,09±0,07
M. alpina, № 2 8,ЗЗ±0,05 9,82±0,10 8,14±0,01 8,28±0,05 9,12±0,0З
M. alpina, № 3 10,1З±0,0З 12,00±0,09 10,04±0,05 10,0б±0,03 11,78±0,12
M. isabellina, М-1 5,22±0,0З 5,63±0,01 4,б2±0,10 4,54±0,11 4,05±0,11
M. isabellina, М-2 2,41±0,0З 3,01±0,07 1,З5±0,10 1,б2±0,10 1,84±0,10
M. elongata, El-13 10,ЗЗ±0,12 12,04±0,07 8,б4±0,09 10,З1±0,0З 11,б1±0,33
M. verticillata, V-13 2,47±0,01 2,бб±0,02 2,1 б±0,03 2,21±0,07 6,94±0,10
M. hyalina, № 1 4,1 б±0,0б б,99±0,10 3,б7±0,07 4,ЗЗ±0,01 7,29±0,07
*курсивом выделены максимальные для культуры показатели средней скорости роста
туральной жидкости сложности не представляет.
В ходе экспериментов по изучению возможностей получения биомассы мицелия проводили поверхностное культивирование на жидких питательных средах. На среде, содержащей глюкозу, пептон и набор микроэлементов, за 30 суток культивирования штаммы изученных видов образовали различные объемы биомассы мицелия (рис. 1, 2).
Результаты показывают, что относительно небольшое количество воздушно-сухого мицелия получено за довольно длительный период выращивания. Культивирование на поверхности среды не требует затрат электроэнергии, однако разница в концентрации кислорода в разных частях мицелиальной колонии (в поверхностном и погруженном мицелии) затормаживает развитие культуры [8].
В этой связи на следующем этапе исследований было осуществлено глубинное культивирование штаммов изученных видов.
Глубинные условия культивирования отличаются от поверхностных рядом характеристик: отсутствует дифференциров-ка мицелия на поверхностный и субстратный, культура равномерно распределяется в массе питательного вещества, интенсивность обеспечения культуры кислородом равномерна и регулируема. Все перечисленное создает оптимальные условия для получения биомассы мицелия, который легко отделяется от культуральной жидкости фильтрацией и может быть использован в качестве материала для анализа продуцируемых жирных кислот.
Процесс ферментации осуществлялся в течение 144 ч, после чего биомасса мицелия отфильтровывалась и высушивалась на воздухе до постоянной массы.
В ходе культивирования получены данные, свидетельствующие о наличии
Нива Поволжья № 1 (3S) февраль 2016 23
чается развитый воздушный мицелий белого цвета, однако для штамма M. elongata характерна выраженная войлочность. Указанные штаммы грибов изученного рода в целом устойчивы к внешним воздействиям, в условиях холодильника не проявляют признаков деградации в течение 6... 9 месяцев хранения. В более поздние сроки хранения наблюдаются признака деградации: мицелий желтеет, появляется бурый экссудат. Медленнорастущие штаммы видов M. isabeШna, M. verticШata, M. hyalina характеризуется порошкообразным желтоватым мицелием, который быстро стареет с признаками деградации и выраженной экссудацией. Штамм M. verticШata - единственный из культур, предпочитающий натуральным питательным средам синтетические (среду Сабуро).
Рис. 1. Поверхностная культура штамма M. alpina № 2, 30 суток культивирования
Для определения содержания жирных кислот в мицелии изученных видов необходимо получение достаточного количества материала. С этой целью целесообразно выращивание культур на жидких питательных средах, поскольку отделение мицелия для приготовления навески от куль-
характерных особенностей глубинного роста мицелия штаммов разных видов. Морфологически глубинный мицелий большинства видов представлен пеллетами. Наиболее продуктивными в отношении вегетативной биомассы оказались культуры видов М. а!р1па (штаммы № 1 и № 3), а также штамм М. в!опда(а, Е1-13. В целом, выявлено, что глубинное культивирование мицелия грибов изученного рода более перспективно по сравнению с поверхностным, поскольку биомасса мицелия, полученного на том же объеме среды и в более короткие сроки, существенно больше (рис. 3).
Обнаруженные в ходе поверхностного культивирования штаммовые особенности в пределах вида М. а!р'та сохраняются и в условиях глубинной культуры: также наиболее продуктивными штаммами оказались № 1 и № 3, а наименее продуктивным -№ 2. Относительно возросла продукция биомассы мицелия М. в!опда(а, Е1-13. Возможно, позитивную роль сыграла бо льшая доступность растворенного кислорода.
Основной целью дальнейших исследований стал качественный и количественный анализ полиненасыщенных жирных кислот и выявление зависимости их синтеза от культуральных особенностей проду-
Связь дегидрогеназной активности мицелия видов рода Mortierella с ростовыми показателями штаммов (на седьмые сутки культивирования, 24°С, три повторности, р<0,05)
Вид, штамм Показатели активности дегидрогеназ Ростовые показатели
Диаметр окрашенной зоны, мм Интенсивность окраски Средняя скорость роста на КГА, мм/сут Биомасса глубинного мицелия,г
M. alpina, № 1 50,22±0,21 Слабая 12,06±0,10 8,84±0,12
M. alpina, № 2 31,18±0,09 Интенсивная 9,82±0,10 4,50±0,07
M. alpina, № 3 63,10±0,11 Слабая 12,00±0,09 7,91 ±0,11
M. isabellina, М-1 47,30±0,11 Слабая 5,63±0,01 5,33±0,13
M. isabellina, М-2 18,48±0,16 Слабая 3,01 ±0,07 6,00±0,11
M. elongata, El-13 71,85±0,09 Слабая 12,04±0,07 10,2±0,12
M. verticillata, V-13 14,86±0,13 Интенсивная 2,65±0,02 2,81±0,03
M. hyalina, № 1 48,16±0,16 Интенсивная 6,99±0,10 3,80±0,06
цента. Определение жирнокислотного состава мицелия проводили методом газожидкостной хроматографии. Данная методика отработана нами при оценке жирно-кислотного состава мицелия макромицетов [9, 10]. Предварительно была проведена оценка десатуразной активности всех изученных культур с целью последующего сопоставления ее результатов с интенсивностью образования ненасыщенных жирных кислот. Синтез непредельных жирных кислот осуществляется при участии ферментов десатураз, относящихся к дегидрогена-зам. Арахидоновая кислота относится к классу полиненасыщенных жирных кислот, метаболический путь синтеза ее предусматривает обязательное участие этих ферментов. В связи с этим представляется вполне обоснованным при проведении селекционного процесса продуктивных по этому признаку штаммов использование специальных красителей, предназначенных для выявления активности дегидроге-наз. К такому типу красителей относится
группа солей тетразолия. Особенностью этих веществ является их способность акцептировать электроны различных субстратов, при этом краситель из бесцветного вещества превращается в окрашенные формазаны. В наших экспериментах был использован нитросиний тетразолий, который при восстановлении превращается в синий формазан [11-14].
Индикатор вносили в агаризованную питательную среду в ходе ее приготовления. Затем инокулировали застывший агар культурами изученных видов. Учет результатов эксперимента проводили при изучении локализации окрашенных зон и измерении их размеров.
В ходе эксперимента выявлено, что де-гидрогеназная активность штаммов неоднозначна: локализация окрашенных зон отмечается в разных участках мицелия, отличаются и размеры окрашенных зон.
Размеры окрашенных зон у разных штаммов отличаются и прямо коррелируют с интенсивностью роста культуры (табл. 2).
Таблица 3
Общий жирнокислотный состав мицелия штаммов грибов рода Mortierella (три повторности, р<0,05)
Содержание сухой массы, мг/г
Жирная кислота a, .с a 1 a, .C a 2 a, in lp a 3 a, in el -Q a is to in el -Q a 2 CM ta, at g с S 2 ¿ -¿S ,a in t h 1
M. № M. № § S M. -1М M. -М M. El- § £ ¿ M. №
С 14:0 (миристиновая) G, 14 G,G9 G,G7 G,G9 G,16 G,2G G,G5 G,22
С16:0(пальмитиновая) G,77 G, 9G G, 7G G,56 G,62 G,S1 G,64 G,S7
С 16:1 (пальмитолеиновая) G, 17 G,44 G, 35 G,45 G,31 G,4G G,33 G,62
С 18:0 (стеариновая) G,G45 G, 65 G, 57 G,19 G,GS G,G5 G,14 G,4S
С 18:1 (олеиновая) 77,G 91,G 29,4 33,4 62,1 29,5 S3,3 56,2
С 18:2 (линолевая) G,16 G,37 G,17 G,2G G,14 G,2S G,77 G,56
С 18:3 (альфа-линоленовая) G,G4 G,49 G,3S G,41 G,62 G,11 G,94 G,43
С 20:4 (арахидоновая) 3S,2 122,G 21,G 5,14 4,1 S 29,5 72,3 69,4
С 24:0 (лигноцериновая) G,G12 G,G17 G,G1S G,GG12 G,G16 G,GG3 G,GG7 G,G9
Высококипящие компоненты S G,73 S G,6G S G,52 G,G3 G,G2 S G,62 S G,7G G,G4
Нива Поволжья № 1 (38) февраль 2016 25
Рис. 4. Содержание жирных кислот в мицелии разных видов и штаммов грибов рода Mortierella (три повторности, р<0,05)
Качественные же характеристики окрашенных зон демонстрируют, напротив, обратную корреляцию с интенсивностью роста. Для штаммов большинства видов характерны радиальные окрашенные круги, причем максимальная дегидрогеназная активность отмечена в тех участках колоний, где выражен воздушный мицелий, зоны бледные, равномерные, с нечеткими контурами. Для штамма № 2 M. alpinа, а также для культуры M. verticillata, V-13 визуально отмечаются наиболее яркие, четко ограниченные концентрические круги, совпадающие с участками, где выражены тяжи воздушного мицелия.
При помощи методов газожидкостной хроматографии был изучен жирнокислот-ный состав биомассы мицелия штаммов изученных видов рода Mortierella. В ходе исследований определен общий жирнокис-лотный состав и идентифицирован ряд жирных кислот (табл. 3).
Как видно из таблицы, наибольшее расхождение между штаммами в плане жирнокислотного состава обнаруживается для многих жирных кислот, в том числе и для арахидоновой кислоты. Следует отме-
тить, что во всех образцах содержится заметное количество высококипящих компонентов, по всей видимости, не являющихся высшими жирными кислотами.
Заметно, что доля ненасыщенных жирных кислот относительно значительна у штаммов M. alpina, № 2 и M. verticillata, V-13 (рис. 4). В спектре жирных кислот у первого названного штамма преобладает ара-хидоновая, у второго - олеиновая кислота.
Культура M. hyalina, № 1 также характеризуется сравнительно активным синтезом арахидоновой кислоты, которая преобладает в жирнокислотном спектре мицелия этого штамма на фоне более слабого представительства прочих жирных кислот.
Таким образом, установлено, что продуктивность штаммов обратно пропорциональна интенсивности накопления биомассы, поскольку высокопродуктивные штаммы характеризуется низкой скоростью роста поверхностного мицелия (табл. 1) и низкой интенсивностью накопления глубинного мицелия (рис. 3). Подобные закономерности нередко отмечаются у продуцентов антибиотиков [15]. При этом штаммы, характеризующиеся повышенной способнос-
тью к синтезу жирных кислот, продемонстрировали и высокую активность десатураз, в частности дегидрогеназ (табл. 2).
Относительно невысокие показатели содержания непредельных жирных кислот в мицелии некоторых штаммов нельзя считать «приговором» для этих культур. Само наличие продукта, пусть и в незначительной концентрации, свидетельствует о хорошем потенциале штаммов. Целесообразно проведение селекционной работы, использование приемов индуцирован-
ного мутагенеза, в результате чего возможно получение высокопродуктивных изо-лятов.
Вывод.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о существенном биотехнологическом потенциале изученных штаммов грибов рода Mortierella. Установленная связь между десатуразной активностью мицелия и продуктивностью культур может быть использована в ходе скрининга штаммов - продуцентов жирных кислот.
Литература
1. Егоров, Н. С. Биотехнология. Книга 1: Проблемы и перспективы / Н. С. Егоров, В. Д. Самуилов. - М., 1987. - 159 с.
2. Егоров, Н. С. Биотехнология. Книга 2: Современные методы создания промышленных штаммов микроорганизмов / Н. С. Егоров. - М.: Изд-во «Высшая школа», 1988. - 208 с.
3. http://ifeelstrong. ru/nutrition/vitamins/ingridienty/arahidonovaya-kislota. html
4. The effect of pH, aeration, and temperature on arachidonic acid synthesis by Mortierella alpina / E. G. Dedyukhina, T. I. Chistyakova, A. A. Mironov et all. // Prikl. Biokhim. Mikrobiol. - 2015. - № 51(2), Mar.-Apr. - P. 243-250.
5. Efficient production of arachidonic acid by Mortierella alpina through integrating fed-batch culture with a two-stage pH control strategy / X. Li, Y. Lin, M. Chang et all. // Bioresour. Technol. - 2015. -№ 181, Apr. - Р. 275-282.
6. Бухало, А. С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре / А. С. Бухало. -Киев: Наукова думка, 1988. - 144 с.
7. Лось, Д. А. Структура, регуляция экспрессии и функционирование десатураз жирных кислот / Д. А. Лось // Успехи биологической химии. - 2001. - Т. 41. - С.163-198.
8. Ильина, Г. В. Эколого-физиологический потенциал природных изолятов ксилотрофных ба-зидиомицетов: дис.... докт. биол. наук / Г. В. Ильина. - 2011. - 432 с.
9. Проблемы сохранения видов ксилотрофных базидиомицетов, занесенных в Красную книгу Пензенской области // Д. Ю. Ильин, А. И. Иванов, М. И. Морозова и др. // Нива Поволжья. - 2012. -№ 4(25). - С. 20-26.
10. Влияние температурного стресса на развитие культур редких видов ксилотрофных базидиомицетов / Д. Ю. Ильин, Г. В. Ильина, С. А. Сашенкова и др. // Нива Поволжья. - 2013. -№ 4(29). - С.18-24.
11. Пирс, Э. Гистохимия / Э. Пирс. - М.: Издательство иностранной литературы, 1962. - 962 с.
12. Пацула, Ю. И. Способ определения функциональной активности нейтрофилов по реакции восстановления нитросинего тетразолия / Ю. И. Пацула, В. С. Власенко. - Патент РФ, 2011. - 8 с.
13. Вагнер, В. К. Количественная оценка теста восстановления нитросинего тетразолия / В. К. Вагнер, О. С. Насонкин, Н. Д. Борискина // Лабораторное дело. - 1989. - № 12. - С. 31-33.
14. Барыкина, Р. П. Основы микротехнических исследований в ботанике: справочное руководство / Р. П. Барыкина, Т. Д. Веселова, Х. Х. Джалилова. - М.: МГУ, 2000. - 127 с.
15. Беляева, Т. В. Оптимизация биосинтеза антибиотика фузидина с помощью комплекса генетических и физиологических методов: дис. ... канд. биол. наук / Т. В. Беляева. - М.: Изд-во НИИПМ, 1984. - 170 с.
UDK 663.15+ 57.083.13 582.84
FUNGI OF THE GENUS MORTIERELLA - PRODUCERS OF POLYUNSATURATED FATTY ACIDS IN PURE CULTURE
D.Yu. Ilyin, candidate of biological sciences, assistant professor; G.V. Ilyina, doctor of biological sciences, professor; S.A. Sashenkova, candidate of biological sciences, assistant professor
FSBEE HE Penza SAA, Russia, e-mail: g-ilyina@yandex.ru
The article deals with the information about possibilities and methods of laboratory cultivation of my-celial fungi - producers of polyunsaturated fatty acids. The research on which the work was based was concerned with the trophic requirements of cultures, optimum conditions for their vital activity; identification of the level of intensity of metabolic processes in fungi; reveal of productive opportunities available in strain collections.
Нива Поволжья № 1 (38) февраль 2016 27
Cultural and morphological properties of strains of fungi of the genus Mortierella, which are supported in the collection of the mycelial cultures of the Department of animal biology and veterinary in FSBEE HE Penza SAA are described in the article. The fatty acid composition of mycelium of the studied species and strains is determined. The strains - potential producers of arachidonic acid are stated. The ways to get surface and deep culture are developed and tested. The intensity of accumulation of deep-seated mycelium and the nature of the underlying growth is significantly different in different strains. Methods of indirect estimation of productive qualities of the mycelium were developed.
Desaturase activity of strains of fungi of the genus Mortierella illustrates the intensity of metabolism of the culture (which is reflected in productivity). It is stated that the productivity of the strains is inversely proportional to the intensity of accumulation of biomass, as the most productive strains are characterized by low intensity of growth in deep culture. It is shown that for productive strains characteristic of pellet growth, which is common for highly productive strains - producers of BAVs When evaluating products of arachidonic acid it was shown that its content in mycelium of different species and strains ranged from 14,0 to 120,0 mg/g air-dried mycelium. It is reasonable to carry out breeding work, resulting in the possibility of obtaining high-yielding isolates.
Key words: polyunsaturated fatty acids, pure culture, biotechnology, mycelium, arachidonic acid, ferments of desaturase.
References:
1. Yegorov, N. S. Biotechnology. Book 1: Problems and prospects / N. S. Yegorov, V. D. Samuilov. -M., 1987. - 159 p.
2. Yegorov, N. S. Biotechnology. Book 2: Present methods of creation of industrial strains of microorganisms / N. S. Yegorov. - M.: Publishing house "Vysshaya shkola", 1988. - 208 p.
3. http://ifeelstrong. ru/nutrition/vitamins/ingridienty/arahidonovaya-kislota. html
4. The effect of pH, aeration, and temperature on arachidonic acid synthesis by Mortierella alpine / E. G. Dedyukhina, T. I. Chistyakova, A. A. Mironov et all. // Prikl. Biokhim. Mikrobiol. - 2015. - № 51(2), Mar.-Apr. - P. 243-250.
5. Efficient production of arachidonic acid by Mortierella alpina through integrating fed-batch culture with a two-stage pH control strategy / X. Li, Y. Lin, M. Chang et all. // Bioresour. Technol. - 2015. -№ 181, Apr. - Р. 275-282.
6. Bukhalo, A. S. Higher edible basidiomycetes in pure culture / A. S. Bukhalo. - Kiev: Naukova Dumka, 1988. - 144 p.
7. Los, D. A. Structure, regulation of expression and functioning of fatty acid desaturases / D. A. Los // Successes of biological chemistry. - 2001. - Volume 41. - P. 163-198.
8. Ilyina, G. V. Ecological and physiological potential of natural isolates of xylotrophic basidiomycetes: dis.... doctor. biol. sciences / G. V. Ilyina. - 2011. - 432 p.
9. Problems of conservation of xylotrophic basidiomycetes species listed in the Red book of Penza region / D. Yu. Ilyin, A. I. Ivanov, M. I. Morozova et.al. // Niva Povolzhya. - 2012. - № 4(25). - P. 20-26.
10. The effect of temperature on the development of the cultures of rare species xylotrophic basidiomycetes / D. Yu. Ilyin, G. V. Ilyina, S. A. Sachenkov ET.AL. / / Niva Povolzhya. - 2013. - № 4(29). - P. 18-24.
11. Pirs, E. The Histo-chemistry / E. Pirs. - M.: Foreign literature publishing house, 1962. - 962 p.
12. Patsula, Yu. I. Method of determining the functional activity of neutrophils by the reaction of restoring nitro-blue tetrazolium / Yu. I. Patsula, V. S. Vlasenko. - The patent of the Russian Federation, 2011. - 8 p.
13. Wagner, V.K. Quantitative assessment of the test of nitro-blue tetrazolium restoring / V.k. Wagner, O. S. Naonnkin, N.D. Boriskina, D. // Laboratornoye delo. - 1989. - No. 12. - P. 31-33.
14. Barykina, R. P. Fundamentals of micro-technical studies in botany: reference guide / R. P. Barykina, T.D. Veselova, Kh.Kh. Dzhalilova. - M.: MSU, 2000. - 127 p.
15. Belyayeva, T. V. Optimization of the biosynthesis of an antibiotic of fuzidinu with complex genetic and physiological techniques: dis. ... candidate of biol. sciences / T. V. Belyaeva. - M.: publishing house of the NIIPM, 1984. - 170 p.
