Ксилотрофные базидиомицеты в чистой культуре

Среди значительных коллекций высших базидиальных грибов в странах ближнего зарубежья следует, прежде всего, отметить созданную в 1970-х годах коллекцию Института ботаники им. М.Г. Холодного НАН Украины; Она отнесена к категории объектов национального достояния Украины и имеет государственную финансовую поддержку. Большое внимание уделяется созданию в Коллекции таксономического и штаммового разнообразия преимущественно съедобных и лекарственных макромицетов. К концу 2001 г. в Коллекции поддерживалось более 750 штаммов, которые относятся к 200 видам 98 родов. Важным направлением работы Коллекции является интродукция в культуру и сохранение генофонда редких видов шляпочных грибов и таких, которые исчезают вследствие чрезмерного сбора населением. За последние годы большое внимание уделялось созданию биоразнообразия лекарственных грибов, которые в Коллекции представлены свыше 100 видами. Виды, относящиеся к родам: Pleurotus, Agaricus, Lentinus, Oudemansiella, Flammulina, Hericium, Piptoporus, Omphalotus, Schizophyllum, Ganoderma, Laetiporus, Lycoperdon, Coprinus, Macrolepiota и пр. представлены в Коллекции значительным штаммовым разнообразием (Каталог колекцii…2001).

Основу коллекции культур высших базидиальных грибов кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова составляют культуры рода Agaricus, а также представлены культуры многих видов дереворазрушающих базидиомицетов (Гарибова и др., 2007).

В последнее время активно обсуждается необходимость издания и своевременного пополнения каталогов культур. Каталоги коллекций культур являются ключевым звеном во взаимодействии коллекций культур с профессиональным сообществом с одной стороны, сообществом потенциальных пользователей культурами и информацией о них – с другой. Позиция профессионального сообщества кратко выражена в тезисе комитета Всемирной Федерации коллекций культур (WFCC) по коллекциям, находящимся под угрозой исчезновения: “нет каталога – нет и вопроса о существовании коллекции” (http://www.sevin.ru/collections/microcoll/reg. 28.html). С точки зрения пользователей, все большее значение приобретают сводные каталоги, позволяющие в ходе одного “электронного визита” оценить весь спектр доступных культур и информации о них – в том числе по странам, регионам и т.д. Участие в составлении сводных каталогов позволяет сотрудникам коллекций автоматически отслеживать и устранять случаи дублирования культур в поддерживаемых фондах, реагировать на те быстрые изменения, которые непрерывно происходят в таксономии и номенклатуре поддерживаемых микроорганизмов. В последние годы с целью облегчения поиска необходимых для исследования культур грибов, была разработана специализированная база данных, получившая название FungalDC–Fungal Diversity in Culture Collection (разнообразие грибов в коллекциях культур). База данных содержит информацию о 24563-х видах и 16843 родах грибов, представленных в 10-м издании микологического словаря (http://www.indexfungorum.org/ Names/Fundic.asp). Особенность новой базы, размещенной на сайте Всероссийской коллекции микроорганизмов (www.vkm.ru\fungal DC. htm) в том, что она содержит списки видов грибов, поддерживаемых в фондах 260 коллекций мира, что позволяет пользователям сразу получать информацию о наличии нужных культур и выбрать коллекцию, наиболее удобную для получения штаммов (Озерская и др., 2010).

В предисловии ко второму изданию каталога коллекции культур базидиомицетов LE (BIN) Ботанического Института им. В.Л. Комарова, говорится: «Коллекции живых культур грибов – уникальный фонд грибных организмов, выделенных из природных экосистем. В коллекциях поддерживаются в живом состоянии представители различных таксонов в их фено- и генотипическом разнообразии. Сохраняемые культуры – важнейший источник для морфологических, физиологических, биохимических и генетических исследований, которые являются основой для развития фундаментальной и прикладной науки… а также открывают возможности для реинтродукции редких и исчезающих видов грибов в естественные сообщества» (Psurtseva et al., 2007). Прикладное и общетеоретическое значение коллекций мицелиальных культур грибов разных систематических групп сложно переоценить. Базидиальные макромицеты – одна из самых уязвимых групп по отношению к антропогенному воздействию. Исследователи, работающие с этими организмами, отмечают, что высшие базидиомицеты – это группа мицелиальных, слабо спорулирующих или совсем не спорулирующих (отсутствие анаморф) грибов и поэтому для их выделения, поддержания в коллекциях требуются особые подходы и методы (Гарибова и др., 2007). О важной роли коллекций чистых культур для решения проблемы сохранения биоразнообразия свидетельствуют тематический сборник «Биоразнообразие микроорганизмов: роль центров микробных ресурсов (ed. Kirsop, 1994), выпущенный Всемирной федерацией коллекций культур (WFCC), (цит. по Озерской, 1996) и справочник «Европейские коллекции культур: микробное разнообразие в надежных руках» (ed. M.L. Suchko, 1995), опубликованный Европейской организацией коллекций культур (ECCO), (цит. по Кочкиной, 1996). Таким образом, коллекция – это и способ сохранения генофонда редких и исчезающих видов, скрининга штаммов с ценными свойствами и материал для проведения селекционной работы. В этой связи, особую роль способны сыграть региональные коллекции, представительство культур в которых формируется в основном из характерных для региона видов. Региональные особенности формируют параметры экосистем, что определяет спектр видов микобиоты, их характерные трофические связи (Гарибова, Ильина, 2009). На этом основании можно предполагать нахождение штаммов с уникальными свойствами, отличающими региональные образцы от таковых иного происхождения. Кроме того, нередко возникают ситуации, когда при составлении региональных Красных книг в статус редких попадают виды, для которых территория данного региона представляет собой либо границу ареала (что определяет пессимальные условия), либо их представительство носит экстразональный характер. Включение таких видов в состав коллекции для изучения их экологических особенностей не только в природных, но и в лабораторных условиях, позволит выяснить их истинный статус.

1.2 Трофические потребности ксилотрофных базидиомицетов в условиях чистой культуры

Культуры базидиомицетов, выделенные из естественных мест обитания и культивируемые затем в лабораториях, попадают при этом, как правило, в несвойственные для них условия существования. В лабораториях большинство микроорганизмов поддерживается и изучается в виде чистых культур, то есть в таком состоянии, в котором эти организмы природе никогда не встречаются. Развитие грибов в природном субстрате происходит зонами, микроколониями, в окружении организмов других видов. Многие клетки, споры вегетативного, бесполого и полового спороношения адсорбируются механическими частицами, находятся в иммобилизованном состоянии, обладая при этом свойствами, отличными от свободно живущих клеток. Отличие состоит также и в том, что при культивировании организмов в виде чистых культур исключается возможность влияния на них других организмов, не проявляется благоприятное или, наоборот, вредное действие продуктов жизнедеятельности других организмов, продуктов распада отмерших клеток других видов. В условиях лабораторного культивирования микроорганизмы нередко попадают в исключительно благоприятные условия питания; для них подбираются оптимальная температура развития, благоприятная для роста влажность, кислотность среды и другие факторы, которых организм обычно не имеет в естественных местах обитания.

Организмы, выделенные из природы и перенесенные в лабораторные условия, – это, по выражению Виноградского, «одомашненные, тепличные организмы» (Егоров, Самуилов, 1997; Егоров, 1988).

При культивировании грибов в лабораториях обычно имеет место развитие их в ограниченном пространстве. Все это способствует тому, что физиологическая деятельность микроорганизмов, находящихся в условиях лабораторного культивирования, значительно отличается от их деятельности при развитии, например, на древесном субстрате.

Таким образом, при лабораторном культивировании микроорганизмов на проявление их физиолого-биохимического потенциала могут влиять совершенно иные факторы, другие закономерности по сравнению с теми, которые имеют место в природе. Условия, искусственно создаваемые для развития организмов, можно легко контролировать, что позволяет определять роль и влияние отдельных факторов на рост, развитие изучаемого микроба и проявление им различных биохимических, в том числе и продукционных свойств.

К числу наиболее существенных факторов, оказывающих влияние на проявление ценных свойств микроорганизмов, реализацию их природного потенциала относятся состав среды, концентрация протонов водорода, редокс-потенциал, температура культивирования, методы совместного выращивания двух или большего числа видов микроорганизмов и другие факторы, иными словами, весь сложный комплекс условий культивирования микроорганизмов. При этом к важнейшим факторам, определяющим активность гетеротрофных организмов, следует отнести, прежде всего, наличие в среде элементов питания. Оптимальный состав питательной среды для каждого продуцента (биомассы или вторичных метаболитов) или коллекционной культуры может быть определен двумя способами: эмпирический и построение математической модели с использованием пакетов компьютерных программ. Последний способ, как наиболее объективный и статистически точный является более предпочтительным (Егоров, 1988). Основной принцип составления рецептур питательных сред – удовлетворение физиологических потребностей микроорганизмов. В каталогах культур и в определителях указаны эти потребности, а также оптимальные значения рН и температуры. Задача специалиста, оптимизирующего состав среды для конкретного штамма – продуцента целевого продукта, – выбрать из перечня источников углерода, азота, фосфора и других веществ наиболее оправданные в экономическом и экологическом отношении компоненты. С этой целью проводят лабораторные опыты, желательно с использованием методов математического планирования эксперимента. Отдельным, не менее важным вопросом является разработка питательных сред для коллекционных культур. Здесь требуется, с учетом индивидуальных особенностей сохраняемых культур, не только создать соответствующие условия температуры и влажности, способствующие замедлению процессов метаболизма, но подобрать «пролонгированные» источники питательных веществ, компоненты которых должны обеспечивать защиту от окислительного стресса и обеспечивать существование живой культуры в течение длительного времени (Ильин, Ильина, 2003).

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.