Регистрация / Вход
Прислать материал

Изменение ростовых показателей микромицета Alternaria alternatа под влиянием лигногумата при разном обогащении среды углеводами

Сведения об участнике
ФИО
Федосеева Елена Васильевна
ФИО (на английском языке)
Elena V. Fedoseeva
Название организации
РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Информация о докладе
Вид доклада
Устный доклад
Секция
Биоиндикация и химический анализ в экологическом мониторинге
Название доклада
Изменение ростовых показателей микромицета Alternaria alternatа под влиянием лигногумата при разном обогащении среды углеводами
Соавторы доклада (ФИО, организация, город, страна)
Терехова Вера Александровна, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва, РФ; Сапункова Надежда Юрьевна, Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва, РФ; Бондаренко Ксения Сергеевна, Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва, РФ
Аннотация
В работе исследовали воздействие гуминового препарата (ГП, лигнонумата) на рост Alternaria alternatа в двух вариантах модифицированной среды Чапека, различающихся содержанием сахарозы (30 и 3 г/л). Установлено, что испытанные концентрации ГП (0,1 и 0,02 %) в обоих вариантах жидкой среды стимулировали накопление мицелия. На агаризованной среде высокое содержание сахарозы (30 г/л) лимитировало стимуляцию. В присутствии 0,1 % ГП на 10 сутки колонии были почти в два раза меньше, чем в контроле. На среде при дефиците легкодоступных углеводов (3 г/л) развитие колоний и спороношения гриба, возможно, происходило за счет труднодоступных углеродсодержащих компонентов (ГП и агар-агара), поскольку обе концентрации ГП не оказывали угнетающего действия на A. alternata.
Ключевые слова
микромицеты, гуминовые вещества, меланины, сахара
Введение

Почвообитающие грибы за счет внеклеточной продукции неспецифических окислительных ферментов активно вовлечены в процессы синтеза, трансформации и минерализации гуминовых веществ (Mirchink, 1988; Lindahl et al. 2007; Zavarzina, et al., 2011). Отмечается неодинаковая способность различных групп грибов к деградации гуминовых веществ и росту в их присутствии. Деградация лигнина и родственных соединений грибами из группы «белой гнили» происходит только в присутствии легко усваиваемого источника углерода, например, глюкозы (Zavarzina, et al., 2011). Некоторые виды микромицетов (например, Trichoderma atroviride) могут расти на средах с гуминовыми кислотами или углями, используя их как единственный источник углерода (Gramss et al., 1999; Silva-Stenico et al., 2007). При этом почвообитающие микромицеты является очень лабильной группой организмов, быстро реагирующей на изменение физико-химических параметров окружающей среды, в первую очередь, на изменение содержания органического вещества. Отклики микромицетов весьма разнообразны: от биохимических (активность ферментов, продукция метаболитов) до морфолого-культуральных (скорость роста колоний, время начала и интенсивность спороношения, пигментация и другие) (Билай, 1982). В работе исследовали реакцию чистой культуры микромицета Alternaria alternatа по ростовых показателям на присутствие в среде роста гуминовых веществ в зависимости от разной насыщенности среды сахарозой. 

Методы и материалы

Исследовали накопление биомассы мицелия, скорость роста колонии и интенсивность спороношения гриба в двух модификациях среды Чапека: вариант А) сахарозы - 30г/л; вариант Б) сахарозы - 3 г/л. В качестве дополнительного источника углерода в оба варианта среды Чапека вносили гуминовый препарат (ГП) - лигногумат (гумат калия из лигносульфоната) в конечных концентрациях (%): 0,02 и 0,1. В колбы двух вариантов опыта вносили ГП 0,02 % и 0,1 % до начала экспозиции среды с инокулюмом гриба, в третьем варианте ГП 0,02% вносили в среду после недельной экспозиции среды без добавок.   В качестве контроля рассматривались варианты среды Чапека с сахарозой без ГП. Развитие колоний (радиальную скорость роста) и спороношение оценивали на агаризованной среде Чапека в чашках Петри, предварительно добавив в расплавленную среду ГП. Замеры диаметра анализировали  на 5 и 10 сутки. Биомассу мицелия оценивали после 2-х недельного роста микромицета в жидкой среде Чапека в 250-мл колбах при постоянном перемешивании среды. Для определения сухого веса мицелий высушивали при температуре 115оС. Эксперименты проводили в трех-кратной повторности. 

Полученные результаты

Полученные результаты свидетельствуют, что внесение ГП стимулирует накопление биомассы мицелия A. alternatа (рис.1). При этом стимулирующий эффект неодинаково проявился в вариантах среды Чапека с разным содержанием сахарозы. При концентрации сахарозы 30 г/л не наблюдалось прямой зависимости между дозой вносимого ГП и эффектом стимуляции. В среде Чапека со сниженным (3 г/л) содержанием сахарозы больший стимулирующий эффект проявлялся при внесении 0,1% ГП и при внесении 0,02% ГП после недели роста без добавок, в то время как внесение в жидкую среду 0,02% ГП  до начала роста гриба вызывало стимуляцию не столь выраженную.

Рис. 1. Биомасса (г/250 мл среды) микромицета Alternaria alternatа при росте в двух вариантах среды Чапека: А)  сахарозы -  30 г/л и Б)  сахарозы  3 г/л

 

По показателю радиального роста колонии A. alternatа эффекта стимуляции при внесении ГП не наблюдалось (рис.2). Напротив, достаточно выражен эффект угнетения. В наибольшей степени он проявился на агаризованной среде Чапека, насыщенной сахарозой, с внесением 0,1% ГП (рис. 2А). Вероятно, на обедненной углеродом среде гриб способен мобилизовать ферментный аппарат и потреблять его из труднодоступного субстрата. Согласно нашим данным, на «голодной» среде Чапека данные по радиальному росту A. alternatа схожи с таковыми на среде Чапека с 3 г/л сахарозой.

Рис.2. Диаметр колоний (в мм) микромицета Alternaria alternatа при росте на агаризованной среде Чапека в вариантах: А) сахарозы - 30 г/л и Б) сахарозы  - 3 г/л

 

Пропорционально диаметру и площади колонии развивалась и зона спороношения. На рисунке 3А заметно угнетение роста колонии и спороношения A. alternatа на агаризованной среде Чапека, насыщенной сахарозой, при  0,1% ГП. Тогда как, при том же содержании ГП на среде со сниженной концентрацией сахарозы колония того же возраста и по площади, и по зоне  спороношения больше (рис. 3Б).

 

Рис.3. Колонии микромицета Alternaria alternatа  с зоной спороношения на 10 день при росте на агаризованной среде Чапека с  0,1% ГП в вариантах:  А) сахарозы -  30 г/л и Б)  сахарозы  3 г/л.

Заключение

Таким образом, очевидно, что реакция микромицета на присутствие гуминового вещества различается в зависимости от условий среды. В жидкой среде исследованные дозы сахарозы не являются лимитирующими для стимулирующей активности гумата. На агаризованной же среде, где дополнительным источником углерода служит еще и агар-агар, и труднодоступные компоненты ГП, динамика исследуемых показателей роста иная.

Цитируемая литература
Gramss G., Ziegenhagen D., Sorge S. (1999) Degradation of soil humic extract by wood- and soilassociated fungi, bacteria, and commercial enzymes // Microbiol. Ecol. № 37. Р.140-151.
Lindahl BD, Ihrmark K, Boberg J, Trumbore SE, Hogberg P, Stenlid J, Finlay RD (2007) Spatial separation of litter decomposition and mycorrhizal nitrogen uptake in a boreal forest. New Phytol 173:611–620
Silva-Stenico ME, Vengadajellum CJ, Janjua HA, Harrison STL, Burton SG, Cowan DA (2007) Degradation of low rank coal by Trichoderma atroviride ES11. J Ind Microbiol Biotechnol 34:625–631
Zavarzina A.G., Lisov A.A., Zavarzin A.A., and Leontievsky A.A. Fungal Oxidoreductases and Humification in Forest Soils /G. Shukla and A. Varma (eds.)/ Soil Enzymology, Soil Biology, 2011, 22, - Р.207-229
Методы экспериментальной микологии. Справочник под ред. В.И. Билай, Киев «Наковва думка», 1982
Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 220с.
Благодарности
Представленная работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 16-34-00690 мол_а «Изучение трансформации гуминовых веществ микромицетами в загрязненных средах на основе спектральных методов анализа».
Авторы выражают благодарность сотрудникам кафедры микологии факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова д.б.н. Марфениной О.Е. и к.б.н. Ивановой А.Е. за предоставление культуры Alternaria alternatа.
Название, авторы, резюме (на английском языке)

Modifications of growth characteristics  of micromycete Alternaria alternata under   lignohumate in  different enrichment media by carbohydrates

Fedoseeva E.V. 1, Terekhova V.A. 2, Sapunkova N.Yu. 1, Bondarenko K.S. 1

1Pirogov Russian National  Research Medical University (RNRMU)

2A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution

The article describes  the effects of humic substances (HS, lignohumate) on  growth Alternaria alternata in two variants modified Czapeks medium differing with the content of sucrose (30 and 3 g / l).It is shown that the investigated concentration of  HS (0.1 and 0.02%) stimulated mycelium accumulation in both  modification  of the culture fluid. On the agar medium high content of sucrose (30 g / l) limited the stimulation. In the presence of 0.1% HS for the 10th days colonies were almost twice as less than in the control. The conclusion was drawn that both  concentration of HS did not have a depressing effect on the A. alternata. It is assumed that in the conditions of deficiency of easily digested carbohydrates development of colonies and sporulation of the A. alternata was due to large carbon-containing components (HS and agar-agar).