Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы






Скачать 175.6 Kb.
НазваниеТема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы
Дата публикации01.06.2015
Размер175.6 Kb.
ТипДокументы
e.120-bal.ru > Документы > Документы
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Гимназия №73 «Ломоносовская гимназия»

Выборгского района Санкт-Петербурга

Тема работы: Влияние базидиомицетов - продуцентов антибиотиков

на дереворазрушающие грибы

Работу выполнила: Палаус Евгения Игоревна, ученица 10.2 класса

Руководители: Баринова Катерина Владимировна, старший лаборант лаборатории биохимии грибов Ботанического института имени В.Л.Комарова;

Лихачева Татьяна Вячеславовна, учитель химии, преподаватель курса ОИД

Введение

Базидиомицеты обладают большим фармакологическим потенциалом и являются перспективными продуцентами биологически активных веществ (БАВ). Спектр биологической активности метаболитов базидиальных грибов достаточно широк. Грибами синтезируется большое количество веществ, обладающих бактерицидным, фунгицидным, противоопухолевым, противовоспалительным и иммуностимулирующим. В настоящее время активно проводится скрининг различных видов и штаммов базидиальных грибов с целью поиска наиболее активных продуцентов БАВ.1 Однако, в сравнении с исследованиями, проведенными на микромицетах и бактериях, количество данных о биологической активности базидиальных грибов относительно невелико.2 Антимикробные и, в частности, антифунгальные свойства известны для многих видов базидиальных грибов.

Актуальность работы

Кроме практического значения с целью поиска новых продуцентов для разработки лекарственных средств, исследования в данной области важны и для лучшего понимания функциональной роли антибиотических веществ для выживания базидиомицетов в природных экологических сообществах. Необходимость изучения афиллофороидных дереворазрушающих грибов вызвана тем, что остается малоизученной их экология и география, поэтому данная работа призвана частично восполнить имеющиеся пробелы.

В данной работе более подробно будет рассмотрена антифунгальная активность метаболитов базидиомицетов относителтьно дереворазрушающих грибов, которые вызывают гнилевые болезни древесины, уничтожая деревянные сооружения, и причиняют значительный экономический ущерб лесной промышленности - перспективному и активно развивающемуся последнее время сектору экономики России. Поэтому скрининг базидиальных грибов на наличие антимикробной активности является актуальной задачей и в настоящее время.

Цель и задачи

Целью данной работы было исследование влияния базидиальных макромицетов из коллекции культур LE-BIN, продуцирующих биологическ активные ввещества с антифунгальным действием на тест-культуры, представленные штаммами дереворазрушающих грибов. В работу были взяты штаммы базидиальных грибов, как известных по литературным данным и собственным предварительным исследованиям, так и новых, ранее не изученных на антифунгальную активность видов. Для этого были поставлены такие задачи, как изучение научной литературы по данной теме, а также изучение влияния метаболитов и самого мицелия базидиальных грибов, продуцирующих антибиотики на дереворазрушающие грибы.

Научная новизна

Впервые проведено исследование совместных культур штаммов дереворазрушающих грибов Laetiporus sulphureus и Phellinus tuberculosus со штаммами базидиальных макромицетов, продуцирующих антибиотики Flammulina Velutibes,Piptoporus betulinus, Oudemansiella mucida.Получены данные об особенностях взаимодействия исследуемых штаммов.

Практическая значимость

Коллекция культур базидиомицетов Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (LE-BIN),на базе которого проводился эксперимент, сохраняет и поддерживает большое видовое и штаммовое разнообразие макромицетов, в основном, с территории России и стран бывшего СССР. Благодаря этому знания, полученные из результатов данного опыта, обладают потенциалом практического применения на территории нашей страны. Поиск и изучение штаммов, обладающих биосинтетическим потенциалом, которые могут найти применение в биотехнологии и медицине является одной из задач работы с коллекционным фондом.

Методы исследования

В процессе практического этапа работы применялись такие методы исследования, как: экспериментальный метод, вывидение чистой культуры, сравнительный метод, описательный метод, электронная микроскопия
Главва 1. Дереворазрушающие (Ксилотрофные) грибы

Дереворазрушающие грибы относятся к копытообразным гомобазидиомицетам (Приложение Б).

    1. Базидиомицеты

Для определения положения базидиомицетов в царстве грибов и их разновидностей на основании прочитаной литературы была составлена схема (Приложение, схема 1).

В ходе данной работы более конкретно будут рассмотренны дереворазрушающие грибы (относящиеся к копытообразным подкласса гомобазидиомицетовыц) а также базидиомицеты, обладающие антибактериальными свойствамии (несколько разновидностей гомобазидиомицетов)

1.2 Классификация

Особенности штаммов, исследуемых в данной работе

Laetiporus sulphureus (известен так же под названием Трутовик серно-жёлтый)

Базидиомицет, Относится к грибам-трутовикам из семейства полиповых.

Древоразрушающий гриб-паразит, поражающий такие деревья, как тополь, дуб, ива, липа, берёза, кедр, сосна, клён, орех, каштан, фруктовые деревья, реже хвойные деревья.

Название штамму дал американский микробиолог Пьер Балиард в 1789 году. “Laetiporus” означает наличе у данного базидиомицета ярких пор, а “sulphureus”-цвет серы

Вызывает красно-бурую деструктивную стволовую гниль и красно-бурую призматическую ядровую гниль. Поражает преимущественно ядровую часть ствола дерева, реже заболонь.

Стволовая гниль развивается обычно у старых деревьев. При сильном развитии гнили у поражённых деревьев сначала усыхают ветви, затем всё дерево. Заражение гнилью происходит через обломанные сучья, ожоги и раны на поверхности стволов. Laetiporus sulphureus способен продолжать своё развитие на мёртвой древесине несколько лет после гибели дерева. В Западной Сибири лиственницы, усохшие в связи с поражением ствола серно-жёлтым трутовиком составляют ~ 3—5 % от общего числа деревьев в лесу. Заражённость грибом, особенно в лиственничниках старше 200 лет, достигает 25 %. В высокогорных лиственничниках заражённость серно-жёлтым трутовиком незначительна.

Рисунок 10

Phellinus tuberculosus (Сливовый трутовик)

Произрастает исключительно на деревьях семейства розоцветных. Чаще паразитирует на сливе, алыче, вишне, черешне, абрикосе, черемухе, боярышнике, реже - на яблонях и грушах. Имеет мелкие плодовые тела, часто полураспростертые, образующие черепитчатые группы.

Данный трутовик растет на живых и сухостойных стволах многих лиственных породспособен развиваться даже на большой высоте. Не является агрессивным патогеном. Однако способен нанести значительный ущерб деревьям, страдающим от других факторов.

1.3. Методы борьбы с дереворазрушающими грибами

В настоящее время подавление роста и развития ксилотрофных гибов полностью не изучено. В этих целях активно используется лишь несколько штаммов базидиомицетов, самый известный из них - Триходермин — метоболит штамма Trichoderma viride(Триходерма зеленая), обладающий антифунгальным действием ,используется для защиты растений от фитопатогенов, вызывающих заболевания , антракнозом, аскохитозом, белой гнилью, вертициллезом, питиозом, ризоктониозом, серой гнилью, фитофторозом, фомозом и т. д.

Механизм действия триходермина основан на подавлении развития фитопатогенов грибом Trichoderma viride из порядка гипокрейных. Это подавление осуществляется прямым паразитированием, конкуренцией за субстрат, а также выделением биологически активных веществ, угнетающих развитие возбудителей заболеваний и тормозящих их репродуктивную способность.

Глава 2. Базидиальные грибы, продуцирующие антибиотики

2.1. Грибы – продуценты антибиотических веществ

Известно, что грибы способны синтезировать вещества различной химической природы, многие из которых обладают высокой биологической активностью. В последние годы активно ведется целенаправленный поиск грибов-продуцентов антибиотических веществ, обладающих антифунгальным, антибактериальным и антивирусным действием, для создания эффективных медицинских препаратов, способных подавлять вредоносных патогенов человека, животных и растений. Особый интерес представляет изучение возможностей получения и применения антибиотиков против агрессивных микромицетов, вызывающих биологические повреждения различных материалов, а также поражающих растения.

2.2. Штаммы базидиомицетов с антагонистическими свойствами

На основании анализа литературных данных составлен список базидиальных макромицетов, синтезирующих антибиотические вещества антифунгального действия (Приложение Таблица 1).

2.3. Изучение антибиотических веществ

Штаммы базидиальных продуцентов антибиотиков, исследуемые в данной работе

Piptoporus betulinus (Трутовик березовый)

Обладает противовоспалительными и антибактериальными свойствами

Из трутовика берёзового была извлечена полипореновая кислота — биологически активное вещество с ярко выраженным противовоспалительным действием. Тормозит развитие раковых опухолей, а также обладает антибактериальными свойствами. Использовался в медицинских и духовных целях во многих обществах, например пяти тысяч трехсот летний человек, обнаруженный в тирольском леднике, был найден с остатками Piptoporus betulinus, которые предположительно были использованы им для лечения от кишечных паразитов. 1

Oudemansiella mucida

Выяснено, что данный штамм обладает мощным фунгицидным действием, которое сдерживает или даже блокирует рост конкурентов. Такие, как стробилурин, оудемансин и муцидин, антифунгальные вещества, продуцируемые Oudemansiella mucida, обладают большим потенциалом использования в сельском хозяйстве, так как способны защищать посевы от микроскопических грибов, однако на данный момент не активно используются, потому что механизм их действия мало изучен.

Flammulina Velutipes (Опенок зимний)

Отличается морозоустойчивостью, чем объясняется незначительное число конкурентных видов. Фламулин, продуцируемый данным штаммом обладает противоопухолевыми, противовоспалительными свойствами, используется в медицине, впервые его свойствами заинтересовались, когда статистика показала значительную разницу в доли населения, пораженной раковыми опухолями между районами Японии, активно использующих и не употребляющих в пищу данные грибы. Есть сведения, что мякоть гриба может содержать небольшие количества нестойких токсинов.

Глава 3. Экспериментальная часть

Рисунок 12

Эксперимент по выявлению антифунгальной активности базидиомицетов проводился на базе лаборатории биохимии грибов Ботанического института имени В.Л.Комарова.

Рисунок 13

Для исследования антифунгальной активности были отобраны 3 штамма базидиальных макромицетов Flammulina Velutipes,Piptoporus betulinus и Oudemansiella mucida .

В качестве тест микроорганизмов были использованы Laetiporus sulphureus и Phellinus tuberculosus , из коллекции чистых культур лаборатории биохимии грибов Ботанического института имени В.Л.Комарова.

Рисунок 14

Условно весь эксперимент можно разделить на три основных этапа: Подготовка питательной среды, Выведение чистых культур и Совместное культивирование.

3.1. Этап 1. Подготовка питательной среды

Рисунок 15

Для проведения опыта была подготовлена агаризованная питательная среда из пивного сусла (рис.12). В процессе ее создания концентрированное сусло было профильтровано от осадка при помощи ваты, затем разбавлено водой для необходимой концентрации. Для роста данных штаммов грибов оптимальная кислотность питательной среды составляет 5,8 pH, кислотность была измерена pH-метром и доведена до нужного показателя путем добавления KOH (рис.13).

Рисунок 17

Рисунок 16

Для проведения эксперимента оптимально подходила плотная питательная среда. Для ее создания в получившийся раствор был добавлен агар-агар (продукт получаемый из водорослей образующий в водных растворах плотный студень) (рис.14). Так как Агар-агар не растворим в холодной воде, а полностью растворяется только при температурах от 95 до 100 градусов, полученная смесь была автоклавирована в течении 1,5 часа. Для этого среда была помещена в автоклав - аппарат для проведения различных процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного (рис.15).Застывшая среда была снова нагрета до температуры плавления и разлита по чашкам Петри (рис.16).

3.2. Этап 2.Выведение чистых культур

Рисунок 18

Далее, после остывания агаризованной среды в чашках петри, в каждую из них был помещен образец одного штамма из коллекции культур лаборатории биохимии грибов Ботанического института имени В.Л.Комарова (рис.17) .

Рисунок 19

Во избежание попадания в чашки Петри посторонних культур, рассаживание штаммов проходило в стерильных условиях. Перед открытием каждой пробирки с мицелием, ее горлышко нагревалось над спиртовкой, таким же образом обеззараживался пинцет для изъятия образцов (рис.18).После чего каждая чашка петри была заклеена изоляционной лентой в тех же целях.

Рисунок 20

Результаты раздельного роста культур показаны на рисунке 19.

3.3. Этап 3.Совместное культивирование

Рисунок 21

Исследование антифунгальной активности грибов проводилось методом совместного культивирования. Тест-культуры подсевали к базидиомицетам одновременно (рис.20). Реакцию взаимодействия совместно культивируемых штаммов наблюдали начиная с шестисуточного роста. Активные штаммы были отобраны для изучения антифунгальной активности при выращивании базидиомицетов в глубинной культуре.


Рисунок23
На шестом дне совместной культивации были получены результаты взаимодействия штаммов. Был измерен диаметр воздушного мицелия культур и расстояние между ними при помощи электронного штангенциркуля (рис 21), а так же было проанализировано взаимодействие колоний, результаты были занесены в таблицы (Приложение В-Д).

Рисунок 24

На восемнадцатый день роста культур были снова проведены измерения диаметра воздушного мицелия и проанализирован характер взаимодействия колоний. (Приложение Е- З)

Электронная микроскопия

Рисунок 25

Колонии штаммов Flammulina Velutibes (рис.23) и Laetiporus sulphureus (рис.24) были микроскопированны на электронном микроскопе Stemi 2000 Zeiss с сорокократным увеличением для наглядного изучения строения гифов базидиомицетов. На изображениях, полученных камерой AxioCam MRc 5,указан масштаб (50 и 20 микрон).

После чего были микроскопированны совместные культуры (рис.25-26), уже с меньшим увеличением электронного микроскопа, для изучения строения колоний и их взаимодействия. Было измерено расстояние между границами колоний, на изображении указан масштаб:2000 микрон.

Рисунок 26

В ходе электронного микроскопирования удалось наглядно представить информацию, описанную в теоритическом этапе данного исследования: строение колоний базидиомицетов, строение гифов и образование базидий, а также были обнаруженны мало изученные кристаллы, образующиеся при взаимодействии питательной среды и ферментов, выделяемых культурами (рис.24).

Заключение

В ходе нашей работы был проведен анализ литературы о взаимодействии базидиомицетов, продуцирующих антибиотики и ксилотрофных грибов, после чего информация из данных источников была подтверждена экспериментальным путем.

На основе количественных и качественных результатов, полученных при совместном культивировании тест-объектов Laetiporus sulfureus и Phellinus tuberculosus с базидиомицетами-продуцентами антибиотиков Flammulina velutipes ,Oudemansiella mucida и Piptoporus betulinus можно сделать вывод о том, что наибольшую антибиотическую активность по отношению к тест-объекту Phellinus tuberculosus проявляет штамм Piptoporus betulinus , а по отношению к культуре Laetiporus sulphureus - базидиомицет Flammulina velutipes. Таким образом, выявлены наиболее активные ингибиторы роста и развития ксилотрофных грибов Laetiporus sulfureus и Phellinus tuberculosus.

Полученные данные имеют перспективы использования при борьбе с дереворазрушающими грибами.

Приложение

А. Таблица 1Антибиотики базидиомицетов, обладающие антифунгальной активностью


вид гриба

продуцируемый антибиотик

источник

1

2

3

Agrocybe aegerita

агеретин

Semerdzieva, Veselsky1986

Agrocybe dura

агроцибин

Kavanagh, 1950

Crepidotus epibryus (=Pleurotellus hypnophilus)

гипнофилин

Kupka et al.,1981

Clitocybe illudens

иллудин М, S

Кожибски и др., 1969

Crepidotus fulvotomentosus

стробилурин Е

Захарычев, Коваленко, 1998

Cyphellopsis anomala

стробилурин D; F-1

Захарычев, Коваленко1998

Favolaschia spp.

стробилурины,оудемансины

Anke et al., 2004

фаволин

Anke et al., 1995

9-метоксистробилурин А, К

Захарычев, Коваленко1998

Gleophyllum sepiarium (=Lenzites sepiaria)

лензитин

Jong et al., 1989

Lachnella villosa

марасминовая кислота

Kupka ,1983

Lachnella sp.

марасминовая кислота

Kupka , 1983

Lampteromyces japonicus

иллудин М, S.

Semerdzieva, Veselsky,986

Lentinula edodes

кортинеллин

Jong et al., 1989

Marasmiellus ramealis (=Marasmius ramealis)

8-гидрокси-3-метилизокумарин

Semerdzieva, Veselsky1986


Marasmius conigenus

марасминовая кислота

Kupka, 1983

Marasmius scorodonius

скородонин

Anke ,1980

Mycena sanguinolenta

гидрокси - стробилурин D

Захарычев, Коваленко, 1998

Mycena sp.

9-гидрокси – оудемансин А

Kleinvachter et al., 1999

Oudemansiella mucida

муцидин (струбилурин А)

Subik., 1974; Anke et al., 1998; Nerud et al., 1982; Carlile et al., 2001

оудемансин

Anke et al., 1979; Vondracek et al, 1983

антибиотик ОМ-1

Jong et al., 1989

стробилурин Х

Захарычев, Коваленко, 1998

Oudemansiella radicata

оудемансин Х

Захарычев, Коваленко, 1998

Peniophora laeta

марасминовая кислота

Kupka et al., 1983

Perennioporia tenuis (=Poria corticola)

немотин, немотиновая кислота

Kavanagh et al., 1949; Кожибски и др., 1969

Polyporus biformis

биформин, биформиновая кислота

Robbins et al., 1947; Соломко, Дудка, 1985

Poria tenuis

немотин, немотиновая кислота

Kavanagh et al., 1949

Sparassis crispa

спарассол

Кожибски и др., 1969; Semerdzieva, Veselsky, 1986

Strobilurus tenacellus (ollybia tenacella)

стробилурин А,B,

Anke et al., 1977; Semerdzieva, Veselsky, 1986

Xerula longipes

стробилурин B,С.

Anke et al., 1983

Xerula melanotricha (=Oudemansiella melanotricha)

стробилурин А,B, оудемансин А,В

Anke et al., 1983


Б. Схема 1 Положение Базидиомицетов в классификации царства грибов

В. Таблица 2. Результаты совместного культивирования на шестом дне роста. Средний диаметр мицелия (мм) тест-объектов.





Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Контроль (чистая культура штамма)

Phellinus tuberculosus

31,2

33,1

30,0

32,3

Laetiporus sulphureus

51,0

51,8

52,6

60,5



Г. Таблица 3. Результаты совместного культивирования на шестом дне роста. Взаимодействие культур.





Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Phellinus tuberculosus

Расстояние между культурами 0,2-1 см

Расстьояние более 1см

В 1 из 3 случаев образуется ровная граница, в остальных -расстояние 1,5 см

Laetiporus sulphureus

Образуется ровная граница, подавления не наблюдается

Кульуры находятся на расстоянии 0,5 -1,5 см

Подавление роста не наблюдается,между культурами образуется ровная граница


Д. Таблица 4.





Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Контроль (чистая культура штамма)

Phellinus tuberculosus













Laetiporus sulphureus













Е.Таблица 5. Средний диаметр (мм) тест-кульур на 18 дне роста.




Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Контроль (чистая культура штамма)

Phellinus tuberculosus

31,3

32,4

26,3

78,1

Laetiporus sulphureus

30,8

42,1

31,1

90,0

Ж.Таблица 6.Характер взаимодействия культур




Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Phellinus tuberculosus

F.v. окружает P.t., наслаевается на него, образуется мицелиальный валик

Со стороны P.t. на границе образуется мицелиальный валик,из более пушистого мицелия

P.b. окружает P.t.,наслаивается на него

Laetiporus sulphureus

Подавление на расстоянии от 4,23 мм до 7,18 мм;образуется валик воздушного мицелия ближе к границе

Ингибирование на расстоянии от 3,53 до 5,16 мм; образуется валик воздушного мицелия, со стороны L.s. граница светлеет, а со стороны Oud.m.-темнеет

Образуется граница от 3,61 до 1,58 мм; со стороны P.b. граница твердеет, становится ярко-белой

З.Таблица 7.




Flammulina velutipes

Oudemansiella mucida

Piptoporus betulinus

Контроль (чистая культура штамма)

Phellinus tuberculosus













Laetiporus sulphureus
















1 Rosa et al., 2003, Bouçada de Barros, 2008

2 Lindequist et al., 2005

1 Capasso ,1998


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconТема работы
Тема работы: «Москва как «молодой» мфц: проблемы становления и перспективы развития»

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconМатрицы42. Тема Определители93. Тема Системы линейных уравнений144....
Контрольные работы по Линейной алгебре для студентов заочного отделения экономических специальностей: Методическая разработка. /...

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы icon28(253) Красная книга Новосибирской области: Животные. Растения и...
Красная книга Новосибирской области: Животные. Растения и грибы. – Новосибирск: арта, 2008. 527 с.: ил

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconТема: «Влияние глобализации на повседневную жизнь человека»
Темой моей исследования является влияние глобализации на повседневную жизнь человека. Глобализация охватывает наиболее важные аспекты...

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconУчебное пособие Содержание Введение Тема Теория социальной работы...
Тема Теория социальной работы как учебная дисциплина; научные основы социальной работы

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconП/п Наименование компакт диска учебного назначения
Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники. 1-2 четверть, 6 класс, Пономарева И. Н., Корнилова О. А., Кучменко B. C

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconПрограмма семинара
Тема доклада: Влияние социально-психологической и политической теории Юма на становление утилитаризма

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconТема Введение
Периодизация истории экономических учений. Влияние конкретного исторического этапа на экономическую мысль

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconБюллетень новых поступлений на абонемент лесохозяйственной литературы за январь 2014 года
Вредные и полезные грибы [Текст] / М. К. Хохряков. Изд. 2-е. Л. Колос, 1969. 112 с ил. 21к

Тема работы: Влияние базидиомицетов продуцентов антибиотиков на дереворазрушающие грибы iconТема магистерской диссертации (курсовой работы)
Цель работы: определить, в соответствии с какой целевой функцией происходит развитие каждого изучаемого региона






При копировании материала укажите ссылку © 2016
контакты
e.120-bal.ru
..На главную