CC BY
34разницы в участии виргинильных и старых генеративных растений, соответственно13,5% и 12,6%.
В ценопопуляции Calamagrostis epigeii в возрастном составе также находилось пять онтогенетических групп, где наибольшее участие принимали g2 растения - 37,4%, а также установлена значительная роль молодых генеративных растений - 30,3%.
В ассоциации Caricetum gracilis в ценопопуляции Carex acuta в онтогенетической структуре отмечены три онтогенетические группы генеративного периода, где наибольшее участие принимали средневозрастные генеративные растения - 55,1%. Участие молодых генеративных составило 25,6%, старых генеративных - 19,3%.
Рассматривая ассоциацию Poo - Festucetum pratensis видно, что ценопопуляция Poa pratensis включает пять онтогенетических групп с наибольшим участием g2 растений - 41,6 %, а виргинильных - 25,8%, в участии остальных онтогенетических групп не наблюдалось резкого различия. В ценопопуляции Festuœ pratensis отмечено также пять онтогенетических групп с преобладанием g2 растений - 42,2%. Минимальное участие принимали имматурные растения - 6,1%. Участие виргинильных составляло 20%, молодых генеративных - 21%.
Таким образом, в онтогенетической структуре изучаемых ценопопуляций видов -доминантов преобладали средневозрастные генеративные растения.
Список литературы
1. Дайнеко Н.М. Онтогенетическая структура видов-доминантов луговых экосистем пойменного луга р. Сож Гомельской области I Н.М. Дайнеко, С.Ф. Тимофеев, С.В. Жадько II Проблемы популяционной биологии: материалы XII Всероссийского популяционного семинара памяти Николая Васильевича Глотова (1939 - 2016), Йошкар-Ола, 11-14 апреля 2017 г. Йошкар-Ола: ООО ИПФ «Стринг». С. 68-70.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БАЗИДИАЛЬНОГО ГРИБА STEREUM HIRSUTUM В ПОВЕРХНОСТНОЙ КУЛЬТУРЕ
Калько Е.И.
Калько Елена Ивановна - аспирант, кафедра биотехнологии, Полесский государственный университет, г. Пинск, Республика Беларусь
Аннотация: биотехнология требует применения строго сбалансированных условий для максимального выхода конечных продуктов. В статье представлены результаты исследования биологических особенностей и перспективной оценки выращивания базидиомицетов, лечебных грибов Stereum hirsutum в биотехнологических целях. Ключевые слова: базидиомицеты, лекарственные грибы, поверхностное культивирование, мицелий.
УДК 60:582.284.3
Введение. Для массового получения лекарственных препаратов и биологически активных веществ из грибов может применяться как сбор плодовых тел в природе, так и биотехнологические приемы культивирования ex situ [1, 2]. Основой для экстракции могут являться как плодовые тела, получаемые по нестерильной технологии, так и мицелий, получаемый в чистой культуре [3-5].
В естественной среде обитания плодовое тело S. hirsutum (Willd.: Fr.) Gray сначала распростерто по поверхности субстрата в виде корочки охристого, желто -бурого
цвета. Впоследствии край корочки отгибается и формируется шляпка, тонкая, приросшая боком или сидячая, с волнистым краем. Поверхность шляпок опушенная, волосистая, с концентрическими зонами. У основания серо-охряная, буро-коричневая, к краю светлее, желтоватая или охряная. После морозов, зимой и весной имеет серовато-буроватый цвет со светлым краем. Мякоть очень тонкая, кожистая, жесткая, желто-охряная, почти без запаха. Нижняя поверхность шляпки (спороносный слой) гладкая, матовая, с концентрическими полосами, желтовато-оранжевая, позднее охряная и сероватая [6, с. 296] (рис. 1).
Рис. 1. S. hirsutum (Willd.) Gray
Стереум жестковолосистый распространен по всей лесной зоне. Встречается на древесине отмерших и иногда живых лиственных (дуб, осина, береза) и хвойных пород (сосна), на пнях, ветках, на обработанной древесине. Часто повсеместно, большими группами черепитчато расположенных плодовых тел. Вызывает белую гниль заболонной древесины, в начале разложения древесина буроватая или розовая. Сапрофит, может быть паразитом на поврежденных деревьях [7, с. 15]. Плодоносит в зависимости от региона с июня по декабрь или круглый год.
Близкий вид стереум войлочковый (S. subtomentosum) отличается бархатистой или почти голой поверхностью шляпки. Сходные по размерам и окраске трутовики родов кориолус (Coriolus) и трихаптум (Trichaptum) отличаются трубчатым спороносным слоем с порами [6, с. 297].
С середины ХХ века гриб стереум жестковолосистый становится объектом биотехнологии. Из плодовых тел S. hirsutum выделены биоактивные вещества, обладающие антиоксидантными [8-10], противоопухолевыми [11, 12] и антимикробными свойствами [13-15]. Метаноловый экстракт плодовых тел, а также фильтрат культуральной жидкости S. hirsutum показали высокую антибактериальную активность по отношению к Klebsiella pneumonia, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis и различным видам Micrococcus. Из свежих плодовых тел S. hirsutum выделены эпидоксистеролы 1, 2, 3, 4 и 5, они токсичны для Mycobacterium tuberculosis и малярийного плазмодия, проявляют цитотоксичность по отношению к раковым клеткам различных линий. Лабораторные испытания показали активность полисахаридов против саркомы-180 и карциномы Эрлиха [6, с. 297].
Для промышленного получения характерных для данного гриба биологически активных субстанций, необходимо воспроизводство дикорастущих грибов S. hirsutum in vitro. Все изложенное и определило актуальность нашей работы.
Целью данной работы явилось исследовать морфологические особенности базидиального гриба Stereum hirsutum (стереум жестковолосистый) в поверхностной культуре.
Материалы и методы. Работа выполнена на штамме S. hirsutum, выделенном в чистую мицелиальную культуру автором, под руководством доцента кафедры
биотехнологии Е.О. Юрченко в 2017 г. из плодовых тел, растущих на отмершей древесине лиственной породы, по методике [3, с. 36].
При поверхностном культивировании посев S. hirsutum осуществляли на плотную питательную среду [16, с. 17], культивировали в термостате при температуре 25±1°С, в темноте, в течение 14 дней, по методике [4, с. 119-120] повторность экспериментов четырехкратная.
Рост и развитие мицелия ежедневно оценивали органолептически, на 7-е и 14-е сутки исследовали морфологию. Морфологические особенности мицелия S. hirsutum анализировали с помощью микроскопа Olympus CX41.
На 3, 5, 7, 9, 14 сутки измеряли диаметр колонии, высоту колонии (мм) по методике [3, с. 43]. Отмечали плотность колонии по трехбалльной системе (1 -редкая, 2 - средняя, 3 - плотная). На основании полученных данных вычисляли ростовой коэффициент (РК) по формуле (1):
РК = d х h х g- t (1)
d - диаметр колонии, мм; h - высота колонии, мм; g - плотность колонии, балл; t - возраст колонии, сутки.
РК определяли, когда колония дорастала до краев чашки Петри. РК подразделяется на 3 группы: быстрорастущие РК > 100, растущие со средней скоростью РК = 50-100, медленнорастущие РК < 50.
Полученные результаты обработали статистически в программах «Statistika 6», «Excel 2010».
Результаты и методы исследования. При поверхностном культивировании мицелий S. hirsutum имел характерные для него морфологические особенности: коричневато-желтоватая пигментация мицелия и редкие пряжки, расположенные в мутовках (рис. 2).
Рис. 2. Морфологические особенности S. hirsutum in vitro
Среда существенного влияния на рост и развитие колоний не оказала. 5". hirsutum успешно развивался на агаризованной картофельно-сахарозной среде, через 2 дня кусочки плодового тела начинали опушаться растущим мицелием. Рост мицелия 5. hirsutum был отмечен на 8 день на всех чашках Петри, колония занимала на 12-14 день всю чашку Петри. Колонии 5. hirsutum, сформировавшиеся на среде, были образованы обильным мицелием бело-желтого цвета. Мицелий в центре колоний войлочный, к периферии тонкий, нежный. Реверс колонии белый с желтоватым оттенком. Пигмент в среду не проникает. Мицелий легко отделяется от субстрата (рис. 3).
Рис. 3. Рост мицелиальной колонии S. Ы^Шитпри поверхностном культивировании на
агаризованной среде
Для изучения линейного роста диаметр колонии измеряли в двух взаимно перпендикулярных направлениях на 3, 5, 7, 9, 14 сутки культивирования [17, с. 170]. В таблице 1 представлены полученные результаты линейного роста колонии 5". hirsutum при поверхностном культивировании на плотной питательной среде.
Таблица 1. Линейный рост колонии S. Ы^иШт при поверхностном культивировании на агаризованной среде,14 сут.
№ опыта Радиус колонии на 3,5,7,9,14 сутки роста, мм
3-сутки 5-сутки 7-сутки 9-сутки 14-сутки
Вариант 1 4,5 10,5 20,5 35,3 40,5
Вариант 2 4,3 10,0 20,0 34,0 40,0
Вариант 3 4,9 10,6 22,5 34,5 40,5
Вариант 4 5,0 10,8 23,0 35,0 40,5
Среднее 4,68± 10,48± 21,50± 34,70± 40,38±
значение 0,17 0,17 0,74 0,29 0,13
Вычисляли скорость линейного роста мицелиальных колоний, выраженную в виде дроби, где числитель это диаметр колонии, а знаменатель - возраст измеряемой колонии в сутках [18, с. 203]. В таблице 2 представлены полученные результаты скорости линейного роста колонии 5. hirsutum при поверхностном культивировании на плотной питательной среде, 3,5,7,9,14 сут.
Таблица 2. Скорость линейного роста колонии S. Ы^иШт при поверхностном культивировании
на агаризованной среде,14 сут.
№ опыта Скорость линейного роста на 3, 5, 7, 9, 14 сутки, мм/сут
на 3-сутки на 5-сутки на7-сутки на 9-сутки на 14-сутки
Вариант 1 3,0 4,2 5,86 7,84 5,79
Вариант 2 2,87 4,0 5,71 7,56 5,71
Вариант 3 3,27 4,24 6,43 7,67 5,79
Вариант 4 3,33 4,32 6,57 7,78 5,79
Среднее значение 3,12 4,19 6,14 7,71 5,77
± 0,11 ± 0,07 ± 0,21 ± 0,06 ± 0,02
В таблице 2 возможно проследить замедление роста с 10 по 14 сутки, из-за истощения питательных веществ в культуральной среде микроорганизмы переходят в стационарную фазу (синтезируются вторичные метаболиты).
Одной из важнейших, наиболее стабильных характеристик вида в культуре, является скорость роста культуры на агаризованной среде [3, с. 43]. В таблице 3 показаны результаты прироста колонии 5. hirsutum при поверхностном культивировании, 14-е сутки.
Таблица 3. Прирост мицелия S. hirsutum при поверхностном культивировании на агаризованной
среде,14 сут.
№ опыта Ростовой коэффициент 14-е сутки
Вариант 1 52,07
Вариант 2 54,8
Вариант 3 55,54
Вариант 4 53,8
Среднее значение 54,05± 0,75
По скорости роста S. hirsutum in vitro на агаризованной картофельно-сахарозной среде при температуре 25±1°С условно отнесен к среднерастущим (РК = 50 - 100).
Вывод. Таким образом, по скорости роста, формированию мицелия культура S. hirsutum при поверхностном культивировании является перспективным объектом биотехнологии для дальнейшего изучения и использования в качестве сырья для целенаправленного создания препаратов фармацевтического, косметического, пищевого и другого целевого назначения.
Список литературы
1. Petre M. (ed.) Mushroom biotechnology: Developmet and applications, Amsterdam et al.: Elsevier, 2016. 222 pp.
2. Popov A. [et al.] Hypocholesterolic effect of some higher basidiomycetes. Research progress in biotechnology. N.Y.: Nova Biomedical Books, 2008. Pp. 53-58.
3. Бухало А.С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. Киев: Наукова думка, 1988. 144 с.
4. Дудка И.А. Методы экспериментальной микологии. Киев. Изд. Нав. думка, 1982. 550 с.
5. Мюллер Э., Лёффлер В. Микология. М.: Мир, 1995. 343 с.
6. Вишневский М.В. Лекарственные грибы. Большая энциклопедия. Москва: Эксмо, 2014. 400 с.
7. Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. М.: Лесная промышленность, 1967. 276 с.
8. Lee J. [et al.] The antioxidant properties of solid-culture extracts of basidiomycetous fungi . J. Gen. Appl. Microbiol, 2013. Vol. 59. № 4. Pp. 279-285.
9. Yun B.S. [et al.] Sterins A and B new antioxidative compounds from Stereum hirsutum // J. Antibiot, 2002. Vol. 55. Pp. 208-210.
10. Qin H. [et al.] Cell factories of higher fungi for useful metabolite production // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol, 2016, Vol. 155. Pp. 199-235.
11. Bu M. [et al.] Natural bioactive sterol 5a, 8a-endoperoxides as drug lead compounds // Med. Chem, 2014. Vol. 4. Pp. 709-716.
12. Кочунова Н.А. Использование дереворазрушающих грибов класса Basidiomycetes в нетрадиционной медицине (Амурская область) // Бюлл. физиологии и патологии дыхания, 2014. Вып. 51. С. 112-117.
13. Kleinwachter P., Dahse H.M., Luhmann U., Schlegel B., Dornberger K. Epicorazine C, an antimicrobial metabolite from Stereum hirsutum HKI 0195. J. Antibiot, Tokyo, 2001. Vol. 54. № 6. Pp. 521-525.
14.Ma K.L., Bao J., Han T., Jin X., Yang F., Zhao S., Li F., Song M., Liu H. New benzoate derivatives and hirsutane type sesquiterpenoids with antimicrobial activity and cytotoxicity from the solid-state fermented rice by the medicinal mushroom Stereum hirsutum. Food Chemistry, 2014. Vol. 143. Pp. 239-245.
15. Rai MMycotechnology: present status and future prospects. New Delhi : I.K. International, 2007. 306 pp.
16. Калько Е.И. Экология и грибная биотехнология / Ecology and fungal biotechnology // International scientific review of problems and prospects of modern Science and education : XLII International scientific and practical conference : collection of scientific articles, Boston, USA. 25-26 February, 2018. Boston: Massachusetts printed in the United States of Amerika, 2018. Vol. 2 (44). P. 16-22.
17. Никитина В.Е., Маринина Н.А., Болдырев В.А., Озерова Р.А. Характеристика ряда дикорастущих штаммов вешенки с целью их использования в практическом грибоводстве // Бюлл. Ботанического сада СГУ, 2003. С. 169-176.
18. Бисько Н.А., Бухало А.С., Вассер С.П. и др. Под ред. Дудки И.А. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре. Киев: Наукова думка, 1983. 312 с.
