Научная статья на тему 'СТУПЕНЧАТЫЙ ОТБОР ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ПО ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КОЛОНИЙ ГРИБА TRICHODERMA VIRIDE'

СТУПЕНЧАТЫЙ ОТБОР ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ПО ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КОЛОНИЙ ГРИБА TRICHODERMA VIRIDE Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
107
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРИБЫ / TRICHODERMA VIRIDE / ЦЕЛЛЮЛАЗЫ / СЕЛЕКЦИЯ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Шубаков А.А., Володин В.В., Володина С.О., Мартынов В.В.

В работе представлены результаты проведенного ступенчатого отбора высокопродуктивных по целлюлазной активности колоний гриба Trichoderma viride ВКПМ 13/10 (F-120). Для получения и отбора колоний T. viride 13/10 использовали плотные питательные среды, в которых источниками углерода являлись растворимые субстраты (2 % сахароза, 2 % натрий-карбоксиметилцеллюлоза) и нерастворимые, трудногидролизуемые субстраты (фильтровальная бумага Ватман № 1 и целлюлоза производства «Монди Сыктывкарский ЛПК»). Целлюлазную активность колоний T. viride 13/10 оценивали по осахариванию фильтровальной бумаги. В результате проведенной по разработанной нами схеме селекции штамма T. viride 13/10 удалось увеличить целлюлазную активность штамма по сравнению с его исходной активностью в 6,2-7,0 раза. Дальнейшая селекция, особенно с использованием мутагенных факторов, может еще более повысить уровень синтеза целлюлаз культурой гриба T. viride.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Шубаков А.А., Володин В.В., Володина С.О., Мартынов В.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STEP-BY-STEP SELECTION OF HIGHLY PRODUCTIVE BY CELLULASE ACTIVITY COLONIES OF FUNGUS TRICHODERMA VIRIDE

The paper presents the results of the stepwise selection of highly productive by cellulase activity colonies of the fungus Trichoderma viride ARCIM 13/10 (F-120). To obtain and select T. viride 13/10 colonies, dense nutrient media were used, in which the carbon sources were soluble substrates (2 % sucrose, 2 % sodium carboxy-methyl cellulose) and insoluble, hardly hydrolyzeble substrates (Whatman No. 1 filter paper and cellulose produced by JSC «Mondi Syktyvkar Timber Industry Complex»). Cellulase activity of T. viride 13/10 colonies was assessed by saccharification of filter paper. As a result of the selection of the T. viride 13/10 strain carried out according to the scheme developed by us, it was possible to increase the cellulase activity of the strain in comparison with its initial activity by 6,2-7,0 times. Further selection, especially with the use of mutagenic factors, can further increase the level of cellulase synthesis by the culture of the fungus T. viride .

Текст научной работы на тему «СТУПЕНЧАТЫЙ ОТБОР ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ПО ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КОЛОНИЙ ГРИБА TRICHODERMA VIRIDE»

УДК 577.15:579.8

Б01 10.19110/1994-5655-2021-5-72-77

Й.Й. ШУБАКОВ, В.В. ВОЛОДИН, С.О. ВОЛОДИНА, В.В. МАРТЫНОВ

СТУПЕНЧАТЫЙ ОТБОР ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ 00 ЦЕЛЛЮЛА300Й АКТИВНОСТИ КОЛОНИЙ ГРИБА ТШНООЕШ ШШЕ

Институт биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН,

г. Сыктывкар

shubahov.anatol@mail.ru, vladimirl31035@yandex.ru, svetlana20664@yandex.ru, mar7inov.v@yandex.ru

A.A. SHUBAKOV, V.V. V0L0DIN, S.O. VOLODINA, V.V. MARTYN0V

STEP BY STEP SELECTION OF HIGHLY PRODOCTIVE BY CELLOLASE ACTIVITY COLONIES OF FUNGUS TRIERRRERMA

MIRE

Institute of Biology, Federal Research Centre Komi Science Centre, Ural Branch, RAS,

Syktyvkar

Аннотация

В работе представлены результаты проведенного ступенчатого отбора высокопродуктивных по целлюлазной активности колоний гриба Trichoderma viride ВКПМ 13/10 (F-120). Для получения и отбора колоний Т. viride 13/10 использовали плотные питательные среды, в которых источниками углерода являлись растворимые субстраты (2 % сахароза, 2 % на-трий-карбоксиметилцеллюлоза) и нерастворимые, трудногидролизуемые субстраты (фильтровальная бумага Ватман № 1 и целлюлоза производства «Монди Сыктывкарский ЛПК»). Целлюлазную активность колоний Т. viride 13/10 оценивали по осахариванию фильтровальной бумаги. В результате проведенной по разработанной нами схеме селекции штамма Т. viride 13/10 удалось увеличить целлюлазную активность штамма по сравнению с его исходной активностью в 6,2-7,0 раза. Дальнейшая селекция, особенно с использованием мутагенных факторов, может еще более повысить уровень синтеза целлюлаз культурой гриба Т. viride.

Ключевые слова:

грибы, Trichoderma viride, целлюлазы, селекция

Abstract

The paper presents the results of the stepwise selection of highly productive by cellulase activity colonies of the fungus Trichoderma viride ARCIM 13/10 (F-120). To obtain and select T. viride 13/10 colonies, dense nutrient media were used, in which the carbon sources were soluble substrates (2 % sucrose, 2 % sodium carboxy-methyl cellulose) and insoluble, hardly hydroly-zeble substrates (Whatman No. 1 filter paper and cellulose produced by JSC «Mondi Syktyvkar Timber Industry Complex»). Cellulase activity of T. viride 13/10 colonies was assessed by saccharification of filter paper. As a result of the selection of the T. viride 13/10 strain carried out according to the scheme developed by us, it was possible to increase the cellulase activity of the strain in comparison with its initial activity by 6,2-7,0 times. Further selection, especially with the use of mutagenic factors, can further increase the level of cellulase synthesis by the culture of the fungus T. viride.

Keywords:

fungi, Trichoderma viride, cellulases, selection

Введение

Ферментативный гидролиз целлюлозы происходит в результате последовательно-параллель-ного действия нескольких ферментов, входящих в

состав так называемого целлюлазного комплекса [1-4]. Целлюлазы, катализирующие гидролиз (5-1,4-гликозидных связей целлюлозы, принадлежат к группе гликозидгидролаз и состоят из трех основных типов ферментов: эндоглюканазы (КФ 3.2.1.4), целлобиогидролазы (КФ 3.2.1.91) и р-глюкозидазы (КФ 3.2.1.21). Эндоглюканазы неупорядоченно гид-ролизуют в целлюлозе р-1-4-гликозидные связи с образованием целлоолигосахаридов. Целлобиогидролазы отщепляют целлобиозу с нередуцирующих концов целлоолигосахаридов, а р-глюкозидазы, или целлобиазы, гидролизуют целлобиозу, высвобождая две молекулы глюкозы [1, 5, 6].

Наиболее известными и используемыми в промышленности продуцентами целлюлаз являются грибы рода Тпс1пос1егта (Т. гееэе/, Т. v¡r¡de). Они конвертируют целлюлозную биомассу до глюкозы, которая может быть использована для различных целей, таких как производство биоэтанола, в кормах для животных, в очистке сточных вод и пивоваренной промышленности [7, 8].

Одной из проблем промышленной биотехнологии является то, что многие штаммы-продуценты ферментов, в том числе и целлюлаз, в процессе периодических пересевов снижают свою активность. Это уменьшает выход целевого продукта и отрицательно сказывается на экономике производства. Решением данной проблемы является селекция высокопродуктивных штаммов-продуцентов ферментов [9].

То есть, наряду с поиском новых микроорганизмов с высоким уровнем биосинтеза внеклеточных ферментов, значительное развитие получили исследования по селекции более активных мутантов как новых, так и отобранных ранее [10].

Начало интенсивной селекции штаммов-про-дуцентов гидролитических ферментов было положено в 70-х г. XX в. работами Мандельс с сотрудниками, сообщившими о получении двух мутантов гриба Тпс1юс1егта гееэе/, обладавших высокой цел-люлазной активностью. Авторы использовали традиционный селекционный прием обработки штамма дикого типа мутагенными факторами в сочетании со ступенчатым отбором. В результате общую активность внеклеточных целлюлаз, образуемых этой культурой, удалось повысить сначала в два, а затем еще в 1,4 раза [11, 12].

Для получения высоких уровней активности внеклеточных ферментов целлюлаз проводят оптимизацию параметров ферментации микроорганизмов - продуцентов ферментов, включая состав питательной среды для культивирования, оптимальные время культивирования, рН среды и температура культивирования [13]. Для повышения выхода целлюлаз, их активности и стабильности используют различные методы селекции и мутагенеза [14, 15].

Цель работы - отбор высокопродуктивных по целлюлазной активности колоний штамма Тпс1по-с1егта ч'1пде ВКПМ Р-13/10 на основе трудногидро-лизуемых целлюлозных материалов - фильтровальная бумага и целлюлоза производства «Монди Сыктывкарский ЛПК».

Материалы и методы

Объект исследования - продуцент целлюло-литических ферментов штамм мицелиального гриба ТпсЬос1егта чШе ВКПМ 13/10 (Р-120). Культуру поддерживали на агаризованной среде Ролена-Тома (РТ) при температуре +4° С.

В качестве посевного материала использовали споровые суспензии Т. ч'1пде 13/10 в стерильной дистиллированной воде. Засев производили в расчете 0,5 мл споровой суспензии на 100 мл жидкой питательной среды. За основу была принята питательная среда Ролена-Тома (РТ) следующего состава (%): С4Н406(МН4)2 - 0,33; КН2Р04 - 0,2; К2304 - 0,02; Мд304х7Н20 - 0,02; кукурузный экстракт - 1,0; раствор микроэлементов - 0,1 мл на 100 мл среды. Раствор микроэлементов имел следующий состав (%): Мп304*5Н20 - 0,008; Си304х 5Н20 - 0,04; гп304х7Н20 - 0,08; Со(Ы03)2х6Н20 -0,01; Ре304х7Н20 - 0,1; (ЫН4)6Мо7024х4Н20 - 0,03; Н3В03- 0,006; СаС12х6Н20 - 0,1.

Другой питательной средой для культивирования Т. У1пде 13/10 служила разработанная нами среда, обозначенная как среда № 1, следующего состава (г/л): (1ЧН4)2304 - 5,0; Мд304*7Н20 - 0,5; КН2Р04 - 2,0; раствор микроэлементов - 0,1 мл на 100 мл среды. Раствор микроэлементов имел состав, аналогичный таковому для среды РТ.

Легкометаболизирумыми источниками углерода в среде для культивирования Т. ч'1пде являлись сахароза (2 %) или Ыа-карбоксиметилцеллю-лоза (Ыа-КМЦ, 2 %). Трудногидролизуемыми лигно-целлюлозными материалами служили фильтровальная бумага Ватман № 1 и целлюлоза производства «Монди Сыктывкарский ЛПК».

При получении плотной агаризованной среды к жидкой среде добавляли 3 % агара.

Культуру гриба выращивали в колбах при перемешивании (220 об/мин) с объемом питательной среды 100 мл при 24° С. Исходное значение рН среды было 5,0 без дальнейшего регулирования в процессе культивирования.

Общую целлюлазную активность по осахари-ванию фильтровальной бумаги (АФБ) определяли по методу Родионовой с соавт. [16]. Полоски фильтровальной бумаги размером 1 смхб см помещали в две стеклянные пробирки, в которые добавляли 1 мл 0,05 М натрий-ацетатного буфера (рН 5,0) и 1 мл соответствующе разбавленного ферментного раствора. Пробирки инкубировали в водяном термостате при 50 °С в течение 1 ч., после чего из каждой пробирки отбирали по 1 мл раствора и определяли в них редуцирующие сахара по методу Нельсона-Шо-моди [17, 18]. За одну единицу АФБ принимали такое количество фермента, которое освобождало при данных условиях из фильтровальной бумаги 1 мкмоль эквивалентов глюкозы за 1 ч.

Вес сухой биомассы определяли центрифугированием грибных культур в пробирках Эппен-дорфа, после чего пробирки высушивали до постоянного веса при 60 °С.

Цифровые данные в статье представляют собой средние величины, полученные в результате

трех независимо проведенных друг от друга экспериментов.

Результаты и обсуждение

Метод одно- и многоступенчатого отбора, применяемый в научных исследованиях при селекции высокоактивных продуцентов ферментов, довольно трудоемок и для получения штаммов со значительным увеличением активности ферментов требуется продолжительное время. Поэтому для ограничения числа вариантов, проверяемых в ходе отбора, создают селективные условия для первичной оценки мутантов по признаку, легче тестируемому, чем продуктивность культуры в отношении биосинтеза ферментов. В этом случае отбор мутантов проводят на агаризованных средах с трудноме-таболизируемым субстратом, основываясь на признаке размера колоний. У более крупных колоний затем проверяют активность ферментов [11, 19]. Поэтому в нашей работе в процессе ступенчатого отбора высокоактивных по целлюлазной активности колоний гриба Trichoderma viride в качестве трудно-метаболизируемых субстратов мы использовали фильтровальную бумагу Ватман № 1 и целлюлозу, произведенную на «Монди Сыктывкарский ЛПК».

Определение исходной целлюлазной активности гриба Trichoderma viride ВКПМ 13/10 (F-120). Исходная культура Т. viride 13/10 в течение более чем 20 лет хранилась в пробирках на скошенной агаризованной среде Ролена-Тома РТ с 2 % сахарозы при температуре +4 °С при регулярных пересевах на свежие питательные среды один раз в два-три месяца. В пробирку с культурой Т. viride

Таблица 1

Исходная общая целлюлазная активность по осахариванию фильтровальной бумаги (АФБ) штамма Trichoderma viride 13/10

Table 1

Initial total cellulase activity for saccharification of filter paper (FPA)of strain Trichoderma viride 13/10

Время, сутки Вес сухой биомассы,г/л АФБ,ед/мл Удельная АФБ,ед/мг с.б.

4 2,7 0,8 0,3

5 3,0 0,9 0,3

Таблица 2

АФБ отобранных no морфологическим показателям роста колоний Trichoderma viride 13/10 через двое суток культивирования в жидкой среде РТ с 2 % сахарозы

Table 2

FPA of Trichoderma viride 13/10 colonies selected according to morphological growth parameters after 2 days of cultivation ina liquid RT medium with 2 % sucrose

Колония Вес сухой биомассы, г/л АФБ, ед/мл Удельная АФБ, ед/мг с.б.

1-1 12,9 1,4 0,11

1-2 11,6 1,3 0,11

2-1 11,9 0,8 0,07

2-2 12,8 0,5 0,04

3-1 11,4 0,1 0,01

3-2 11,3 0,2 0,02

13/10 добавляли 5 мл стерильной дистиллированной воды с целью получения суспензии спор. Из пробирки со споровой суспензией Т. ^¡пде были засеяны колбы со 100 мл жидкой питательной среды РТ, содержащей в качестве источника углерода 2 % сахарозы. Засев производили из расчета 0,5 мл споровой суспензии на 100 мл среды. Культивирование проводилось на качалке (220 об/мин) при температуре 24 °С. Через 4 и 5 суток были определены вес сухой биомассы и в фильтратах культу-ральной жидкости - общая целлюлазная активность по осахариванию фильтровальной бумаги -АФБ (табл. 1).

Как видно из табл. 1, исходная целлюлазная активность культуры гриба Т. \ziride составляла 0,8-0,9 ед/мл АФБ, а удельная АФБ - 0,3 ед/мг с.б.

Культивирование Т. viride 13/10 на плотной агаризованной среде. На 1-м этапе ступенчатого отбора культуру гриба Т. \ziride рассевали в чашки Петри на поверхности плотной агаризованной среды РТ, содержащей в качестве источника углерода 2 % сахарозы, с целью получения изолированных колоний. Исходная споровая суспензия гриба была разведена в 10е раз. Затем отбирали по 0,1 мл разведенной споровой суспензии и растирали ее стерильным шпателем Дригальского в чашках Петри по поверхности плотной среды. Выращивание колоний проводили в термостате при 28 °С. Каждая отдельная спора Т. \ziride давала отдельную, изолированную колонию и через семь суток культивирования отбирали колонии визуально по морфологическим признакам (диаметр колонии) с наилучшими, и в качестве контроля - со средними и наихудшими показателями роста. Отобранные колонии были обозначены следующим образом: 1-1, 1-2 - колонии с наилучшими показателями роста; 2-1, 2-2 - со средними показателями; 3-1, 3-2 - колонии с наихудшими показателями роста.

Отобранные колонии Т. \ziride культивировали в жидкой питательной среде РТ с 2 % сахарозы. Предварительно из центра каждой колонии гриба микробиологической иглой были вырезаны диски с культурой, которые были перенесены в соответствующую колбу с жидкой средой РТ. После двух суток культивирования определяли вес сухой биомассы и общую целлюлазную активность (табл. 2).

Как видно из табл. 2, колонии с наилучшими морфологическими показателями роста синтезировали больше всего целлюлаз. АФБ их составляет 1,3-1,4 ед/мл, а удельная АФБ - 0,11 ед/мг сухой биомассы (с.б.). Несколько ниже целлюлазная активность была в фильтратах после культивирования колоний со средними показателями роста: 0,5-0,8 ед/мл АФБ и удельная АФБ -0,04-0,07 ед/мг с.б. Колонии с наихудшими морфологическими показателями роста обладали довольно низкой целлюлазной активностью на порядок ниже по сравнению с колониями с наилучшими морфологическими показателями роста: 0,1-0,2 ед/мл АФБ, удельная АФБ - 0,01-0,02 ед/мг с.б.

Таким образом, АФБ колоний с наилучшими морфологическими показателями роста увеличилась от исходной 0,7-0,8 до 1,3-1,4 ед/мл.

Исходя из полученных результатов, можно заключить, что у штамма Т. чШе 13/10 обнаруживается взаимосвязь между интенсивностью роста культуры и синтезом целлюлолитических ферментов. Чем более активный рост культуры на плотной среде, тем более интенсивно происходит синтез целлюлаз.

Культивирование Т. у1пс!е 13/10 на плотной агаризованной среде с трудногидролизуемым лигноцеллюлозным материалом. На втором этапе селекции культуры Т. \ziride 13/10, отобранные по морфологическим показателям роста, пересевали из колб в чашки Петри с агаризованной средой РТ, содержащей в качестве источника углерода трудногидролизуемый субстрат - фильтровальную бумагу Ватман № 1 (ФБ) или целлюлозу (Ц) производства «Монди Сыктывкарский ЛПК». В плотной среде вырезали лунки, в которые засевали культуры Т. v¡r¡de (1-1, 1-2, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2): по 0,2 мл культуры из колб в каждую лунку. После этого чашки Петри помещали в термостат для выращивания при 28 °С в течение 10 суток.

Таблица 3

АФБ выросших на плотной среде РТ с трудногидролизуемым субстратом колоний Trichoderma viride 13/10 через пять суток культивирования в жидкой среде РТ с 2 % сахарозы

Table 3

FPA of colonies of Trichoderma viride 13/10 grown on a dense RT medium with a hardly hydrolysable substrate after 5 days of cultivation in a liquid RT medium with 2% sucrose

Колония Субстрат Вес сухой биомассы, г/л АФБ, ед/мл Удельная АФБ, ед/мг с. б.

1-1 ФБ 6,2 2,0 0,32

1-2 ФБ 9,4 2,4 0,26

2-1 ФБ 7,0 0,7 0,10

2-2 ФБ 9,3 0,7 0,08

3-1 ФБ 7,1 0,1 0,01

3-2 ФБ 7,1 0,3 0,04

1-1 Ц 6,1 2,2 0,36

1-2 Ц 8,7 2,5 0,29

2-1 ц 7,7 0,8 0,10

2-2 Ц 7,9 0,9 0,11

3-1 Ц 7,6 0,2 0,03

3-2 Ц 6,9 0,4 0,06

Таблица 4 АФБ выросших на плотной среде № 1 с фильтровальной бумагой колоний Trichoderma viride 13/10 через пять суток культивирования в жидкой среде № 1 с 2 % Na-КМЦ

Table 4

FPA of colonies of Trichoderma viride 13/10 grown on a dense medium No. 1 with filter paper after 5 days of cultivation in a liquid medium No. 1 with 2 % Na-CMC

Колония Вес сухой биомассы, г/л АФБ, ед/мл Удельная АФБ, ед/мг с. б.

Т-1 4,2 2,8 0,67

Т-2 3,8 2,4 0,63

Т-3 4,5 3,3 0,73

Т^ 4,0 2,6 0,65

Т-5 4,1 2,5 0,61

Далее выросшие в лунках колонии пересевали в колбы с жидкой питательной средой РТ, содержащей в качестве источника углерода 2 % сахарозы. Через пять суток культивирования Т. \ziride на качалке были определены вес сухой биомассы и в фильтратах - общая целлюлазная активность (табл. 3).

Как видно из табл. 3, после выращивания Т. \ziride на плотной среде с трудногидролизуемым субстратом и дальнейшего культивирования колоний на жидкой среде РТ с 2 % сахарозы общая целлюлазная активность несколько увеличилась как в случае фильтровальной бумаги, так и в случае целлюлозы. АФБ колоний, отобранных по наилучшим морфологическим показателям роста, увеличилась до 2,0-2,5 ед/мл, что выше по сравнению с исходной активностью в 2,9-3,1 раза. АФБ других колоний повысилась незначительно.

Для дальнейшей селекции была отобрана колония 1-2 Т. \ziride 13/10, секретирующая в жидкой среде достаточно большое количество целлюлаз (АФБ 2,4 ед/мл).

Колонию 1-2 пересевали из колбы в чашки Петри с агаризованной средой № 1, содержащей в качестве источника углерода фильтровальную бумагу. В плотной среде вырезали лунки, в которые вносили по 0,2 мл жидкой культуры колонии 1-2 Т. \ziride 13/10. Чашки помещали в термостат при 28 С для выращивания колоний в течение 10 суток.

После этого визуально по морфологическим показателям роста и степени деструкции фильтровальной бумаги были отобраны пять колоний Т. у/лсУе: Т-1, Т-2, Т-3, Т-4, Т-5.

Далее отобранные колонии Т. \ziride пересевали в колбы с жидкой питательной средой № 1, содержащей в качестве источника углерода 2 % Ыа-КМЦ. Через пять суток культивирования при 28 °С были определены вес сухой биомассы и в фильтратах - общая целлюлазная активность (табл. 4).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как видно из табл. 4, общая целлюлазная активность по сравнению с колонией 2-1 не увеличилась для колонии Т-2 (АФБ 2,4 ед/мл), но у остальных четырех колоний активность возросла до 2,5-3,3 ед/мл.

На основании наибольшей целлюлаз-ной активности (АФБ - 3,3 ед/мл, удельная АФБ -0,73 ед/мг с.б.) для дальнейшей селекции была использована колония Т-3 Т. \ziride 13/10.

В последующих пяти проведенных циклах селекции колония Т-3 Т. \ziride 13/10 рас-севалась на плотную среду № 1 с фильтровальной бумагой. На основании степени гидролиза фильтровальной бумаги отбирались

наиболее активные колонии, АФБ которых проверялась при культивировании в колбах на жидкой среде №1 с 2 % Na-КМЦ.

В результате проведенных экспериментов была отобрана колония Т-36, обладающая наибольшей целлюлазной активностью (АФБ - 5,6 ед/мл, удельная АФБ - 1,4 ед/мг с.б.) по сравнению со всеми другими испытанными колониями Т. viride 13/10.

Культура Т. viride с наибольшей целлюлазной активностью была пересеяна в пробирки со скошенной агаризованной средой РТ для хранения при температуре +4 С. Полученная колония Т. viride с высокой целлюлазной активностью в лиофилизиро-ванном состоянии может храниться долгое время без снижения своей продуктивности.

Заключение

На основании проведенных исследований можно заключить, что в результате ступенчатого отбора высокопродуктивных по целлюлазной активности колоний гриба Trichoderma viride отобрана колония с высокой целлюлазной активностью. При этом, общая целлюлазная активность отобранной колонии штамма Т. viride ВКПМ F-13/10 по сравнению с исходной активностью была увеличена в 6,2-7,0 раза. Дальнейшая селекция, особенно с использованием мутагенных факторов, может еще больше повысить уровень синтеза целлюлаз культурой гриба Т. viride.

Исследования проведены в рамках темы НИР ГР NsAAAA-A 17-117121270025-1.

Литература

1. Клесов АЛ., Григораш С.Ю. Ферментативный гидролиз целлюлозы III. Закономерности образования глюкозы и целлобиозы при действии полиферментных целлюлазных систем на нерастворимую (природную) целлюлозу // Биоорг. химия. 1981. Т. 7. № 10. С. 1538-1552.

2. Fungal cellulases / С.М. Payne, B.C. Knott, H.B. Mayes, H. Hansson, M.E. Himmel, M. Sand-gren, J. Stahlberg, G.T. Beckham // Chem. Rev. 2015. Vol. 115. P. 1308-1448.

3. Roth J.C.G., Michele Hoeltz M., Benitez L.B. Current approaches and trends in the production of microbial cellulases using residual lignocellulosic biomass: a bibliometric analysis of the last 10 years // Arch. Microbiol. 2020. Vol. 202. P. 935-951.

4. An overview on the recent developments in fungal cellulase production and their industrial applications / A. Singh, S. Bajar, A. Devi, D. Pant // Bioresour. Technol. Rep. 2021. Vol. 14. Article 100652.

5. Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology / L.R. Lynd, P.J. Weimer, W.H. van Zyl, I.S. Pretorius // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002. Vol. 66. № 3. P. 506-577.

6. Kumar A., Gautam A., Dutt D. Bio technological transformation of lignocellulosic biomass in to industrial products: An Overview // Adv. Biosci. Bio technol. 2016. Vol. 7. P. 149-168.

7. An overview on fungal cellulases with an indus-

trial perspective / S. Sajth, P. Priji, S. Sreedevi, S. Behjamin // J. Nutr. Food Sci. 2016. Vol. 6. № 1. P. 1-13.

8. Microbial cellulases: A review on strain development, purification, characterization and their industrial applications / H. Sher, N. Zeb, S. Zeb, A. Ali, B. Aleem, F. Iftikhar, S.U. Rahman, M.H. Rashid //J. Bacterid. Mycol. 2021. Vol. 8. № 5. P. 1-15.

9. Zhang Y.H.P., Himmel M.E., Mielenz J.R. Outlook for cellulase improvement: Screening and selection strategies // Biotechnol. Adv. 2006. Vol. 24. № 5. P. 452-481.

10. Селекция мутантного штамма Aspergillus alliaceus — продуцента пектингидролаз / P.В. Михайлова, А.Г. Лобанок, Л.И. Сапунова, Ж.Ф. Шишко, И.Е. Зенкович // Прикл. био-хим. микробиол. 1998. Т. 34. № 1. С. 83-86.

11. Клесов АЛ Целлюлолитические микроорганизмы и ферменты // Итоги науки и техники. Серия Биотехнология. 1988. Т. 10. 224 с.

12. Клесов АЛ., Виноградова Л.Г. Биотехнология ферментативного превращения целлюлозы // Итоги науки и техники. Серия Биотехнология. 1988. Т. 12. 154 с.

13. Enchanced cellulase production of the Trichoderma viride mutated by microwawe and ultraviolet / X.-H. Li, H.-J. Yang, B. Roy, E.Y. Park, L.-J. Jiang, D. Wang, Y.-G. Miao // Microbiol. Res. 2010. Vol. 165. P. 190-198.

14. Mandels M., Weber J., Parizek R. Enhanced cellulase production by a mutant of Trichoderma viride // Appl. Microbiol. 1971. Vol. 21. P. 152-154.

15. Получение и свойства мутантов Penicillium verruculosum с повышенным образованием целлюлаз и ксиланаз / И.В. Соловьева, О.Н. Окунев, В.В. Бельков, А.В. Кошелев, Т.В. Бубнова, Е.Г. Кондратьева, АЛ Скомаровский, А.П. Синицын // Микробиология. 2005. Т. 74. № 2. С. 172-178.

16. Родионова НЛ, Тиунова НЛ., Фениксова Р.В. Методы определения целлюлазной активности // Прикл. биохим. микробиол. 1966. Т. 2. Вып. 2. С. 197-205.

17. Nelson N. A photometric adaptation of the determination of reducing sugars // J. Biol. Chem. 1944. Vol. 153. P. 375-380.

18. Somogyi M. A new reagent for the determination of sugars // J. Biol. Chem. 1945. Vol. 160. P. 61-68.

19. A novel strain of Trichoderma viride shows complete lignocel-lulolytic activities / K. Neethu, M. Rubeena, S. Sajith, S. Sreedevi, P. Priji, K.N. Unni, M.K.S. Josh, V.N. Jisha, S. Pradeep, S. Benjamin // Adv. Biosci. Biotechnol. 2012. Vol. 3. No. 8. P. 1160-1166.

References

1. Klesov АЛ., Grigorash S.Yu. Fermentativnyj gidroliz celljulozy III. Zakonomernosti obrazova-nija gljukozy i cellobiozy pri dejstvii polifer-mentnyh celljulaznyh sistem na nerastvorimuju (prirodnuju) celljulozu [Enzymatic hydrolysis of cellulose III. Regularities of the formation of glucose and cellobiose under the action of

polyenzyme cellulase systems on insoluble (natural) cellulose] // Bioorg. chemistry. 1981. Vol. 7. № 10. P. 1538-1552.

2. Fungal cellulases / C.M. Payne, B.C. Knott, H.B. Mayes, H. Hansson, M.E. Himmel, M. Sand-gren, J. Stahlberg, G.T. Beckham // Chem. Rev. 2015. Vol. 115. P. 1308-1448.

3. Roth J.C.G. Michele Hoeltz M., Benitez L.B. Current approaches and trends in the production of microbial cellulases using residual lignocel-lulosic biomass: a bibliometric analysis of the last 10 years // Arch. Microbiol. 2020. Vol. 202. P. 935-951.

4. An overview on the recent developments in fungal cellulase production and their industrial applications / A. Singh, S. Bajar, A. Devi, D. Pant // Bioresour. Technol. Rep. 2021. Vol. 14. Article 100652.

5. Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology / L.R. Lynd, P.J. Weimer, W.H. van Zyl, I.S. Pretorius // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002. Vol. 66. № 3. P. 506-577.

6. Kumar A., Gautam A., Dutt D. Biotechnological transformation of lignocellulosic biomass in to industrial products: An Overview // Adv. Biosci. Biotechnol. 2016. Vol. 7. P. 149-168.

7. An overview on fungal cellulases with an industrial perspective / S. Sajth, P. Priji, S. Sreedevi, S. Behjamin // J. Nutr. Food Sci. 2016. Vol. 6. № 1. P. 1-13.

8. Microbial cellulases: A review on strain development, purification, characterization and their industrial applications / H.Sher, N.Zeb, S.Zeb, A. Ali, B. Aleem, F. Iftikhar, S.U. Rahman, M.H. Rashid //J. Bacterid. Mycol. 2021. Vol. 8. № 5. P. 1-15.

9. Zhang Y. H.P., Himmel M.E, Mielenz J.R. Outlook for cellulase improvement: Screening and selection strategies // Biotechnol. Adv. 2006. Vol. 24. № 5. P. 452- 481.

10. Selekcija mutantnogo shtamma Aspergillus alliaceus - producenta pektingidrolaz [Selection of a mutant strain of Aspergillus alliaceus - a producer of pectin hydrolases] / RV. Mikhailova, A.G. Lobanok, L.I. Sapunova, Zh.F. Shishko, I.E. Zenkovich // Prikl. biohim. mikrobiol. [Appl. Biochem. Microbiol.]. 1998. Vol. 34. № 1. P. 83-86.

11. Klesov AA. Celljuloliticheskie mikroorganizmy i fermenty [Cellulolytic microorganisms and enzymes] // Itogi nauki i tehniki, serija Biotehno-logija [Results of Science and Technology, Biotechnology series] 1988. Vol. 10. 224 p.

12. Klesov AA., Vinogradova L.G. Biotehnologija fer-mentativnogo prevrashhenija celljulozy [Biotechnology of enzymatic transformation of cellulose] // Itogi nauki i tehniki, serija Biotehnologija [Results of science and technology, Biotechnology series]. 1988. Vol. 12. 154 p.

13. Enchanced cellulase production of the Tricho-derma viride mutated by microwawe and ultraviolet / X.-H Li., H.-J.Yang, B.Roy, E.Y. Park, L.-J. Jiang, D. Wang, Y.-G. Miao // Microbiol. Res. 2010. Vol. 165. P. 190-198.

14. Mandels M., Weber J., Parizek R. Enhanced cellulase production by a mutant of Trichoderma viride II Appl. Microbiol. 1971. Vol. 21. P. 152-154.

15. Poluchenie i svojstva mutantov Pénicillium ver-ruculosum s povyshennym obrazovaniem cellju-laz i ksilanaz [The selection and properties of Pénicillium verruculosum mutants with enhanced production of cellulases and xylanases] / I.V. Solovyeva, O.N. Okunev, V.V. Vel'kov, A.V. Koshelev, T.V. Bubnova, E.G. Kondratyeva, АЛ. Skomarovsky, A.P. Sinitsyn // Mikrobiologija. [Microbiology] 2005. Vol. 74. № 2. P. 172-178.

16. Rodionova NA., Tiunova NA., Feniksova R.V. Metody opredelenija celljulaznoj aktivnosti [Methods for determining cellulase activity] // Prikl. biohim. mikrobiol. [Appl. Biochem. Microbiol.]. 1966. Vol. 2. Issue 2. P. 197-205.

17. Nelson N. A photometric adaptation of the determination of reducing sugars // J. Biol. Chem. 1944. Vol. 153. P. 375-380.

18. Somogyi M. A new reagent for the determination of sugars 11 J. Biol. Chem. 1945. Vol. 160. P. 61-68.

19. A novel strain of Trichoderma viride shows complete lignocel-lulolytic activities / K. Nee-thu, M. Rubeena, S. Sajith, S.Sreedevi, P. Priji, K.N. Unni, M.K.S. Josh, V.N. Jisha, S. Pradeep, S. Benjamin // Adv. Biosci. Biotechnol. 2012. Vol. 3. No. 8. P. 1160-1166.

Статья поступила в редакцию 26.10.2021.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.