Тестирование экологической безопасности гетероциклических халькогенсодержащих аминосоединений на базидиомицетах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тестирование экологической безопасности гетероциклических халькогенсодержащих аминосоединений на базидиомицетах

Аннотация

базидиомицет метаболит акридон

Проведено культивирование базидиомицетов Lentinula edodes, Ganoderma lucidum и Ganoderma applanatum в присутствии добавок акридона, его производных и феноксазина на агазированной плотной среде. Определены скорости роста культур и биомассы базидиомицетов в присутствии гетероциклических халькогенсодержащих аминосоединений и в контроле. Выявлены метаболиты, продуцируемые L. edodes, G. lucidum и G. applanatum в присутствии добавок, методом газо-жидкостной хроматографии с масс-селективным детектированием.

Выпуск: №3 / 2017 (июль-сентябрь)

УДК: 57.044, 57.017.64

Автор(ы): Учаева Инна Михайловна кандидат химических наук, доцент, кафедра "Природная и техносферная безопасность", Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. Цивилева Ольга Михайловна доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук, г. Саратов Спицына Марина Александровна студентка, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Страна: Россия

Библиографическое описание статьи для цитирования: Учаева И. М. Тестирование экологической безопасности гетероциклических халькогенсодержащих аминосоединений на базидиомицетах Lentinula edodes, Ganoderma lucidum и Gganoderma applanatum [Электронный ресурс] / И. М. Учаева, О. М. Цивилева, М. А. Спицына // Научное обозрение : электрон. журнал. - 2017. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 МГц ; 128 Мб ; 10 Мб ; Windows XP/Vista/7/8/10 ; Acrobat 6 х.

В качестве тест-объектов для оценки состояния окружающей среды могут использоваться различные биологические тест-системы: бактерии, лишайники, водоросли, растения, грибы и другие, которые позволяют проводить экологические исследования по биоиндикации и биотестированию.

Биотестирование чаще всего проводится при использовании микроскопических грибов, в том числе почвенных. Подобные исследования, проводимые на базидиомицетах, немногочисленны. Акридон, его производные и феноксазин имеют применение в качестве лекарственных веществ, перспективных пестицидов [1-3]. Цель настоящей работы состояла в выявлении возможности использования культур базидиомицетов Lentinula edodes, Ganoderma lucidum и Ganoderma applanatum на агазированной среде в качестве тест-систем для оценки экологической безопасности гетероциклических халькогенсодержащих аминосоединений на примере акридона, его производных и феноксазина.

В качестве инокулята (посевного материала) использовали 14-суточные культуры Lentinula edodes F-249, Ganoderma lucidum 1315, Ganoderma applanatum SIE1304, выращенные на чашках Петри с агаризованным пивным суслом (4^o по Баллингу) при 26^o C в термостате. При культивировании мицелия L. edodes, G. lucidum и G. applanatum также использовали сусло-агаровую среду. Концентрация аминосоединений в среде выращивания составляла 10^-4 моль/л.

Были изучены некоторые характеристики роста культур на чашках Петри: зональность колоний гриба, структура, степень выраженности плотности и воздушности мицелия, окраска (пигментация) мицелия (рис. 1.)

Рис.1. Внешний вид мицелия на плотной питательной среде (21 сутки).

1- G. lucidum, 2- L. edodes, 3- G. applanatum

Изученным штаммам на первых этапах роста не свойственно проявление зональности. Позднее, к 7-м суткам, появляется выраженная зональность роста у G. applanatum. В процессе роста мицелий имеет равномерно-пушистую структуру. Редко, к 9-м суткам или позднее, формируются мицелиальные тяжи с узелками как показатель старения мицелия. Выраженная зональность роста наблюдается также у L. edodes на 12-е сутки и на 17-е сутки у G. lucidum. Окраска мицелия от белой у L. edodes до светло-желтой у G. lucidum и G. applanatum.

Контроль ростовых характеристик осуществлялся путем определения диаметров колоний (рис.2-4) и скорости их роста в течение 3-21 суток. По окончании выращивания (21 сутки) проведена оценка биомассы культур.

Колонии L. edodes являются самыми медленнорастущими. Скорость роста G. applanatum в ходе контроля является наибольшей. Особенно на начальном этапе (7 суток) она превышала скорость роста L. edodes в среднем в 5 раз. G. lucidum растет быстрее L. edodes в 2 раза.

Рис.2. Динамика роста колоний L. edodes в течение 21 суток: 1 - акридон, 2 -- 1-карбоксиакридон, 3 -- АУК, 4-феноксазин, 5 - контроль

Рис.3. Динамика роста колоний G. lucidum в течение 21 суток: 1 - акридон, 2 -- 1-карбоксиакридон, 3 -- АУК, 4-феноксазин, 5 - контроль

Рис.4. Динамика роста колоний G. applanatum в течение 21 суток: 1 - акридон, 2 -- 1-карбоксиакридон, 3 -- АУК, 4-феноксазин, 5 - контроль

В присутствии аминосоединений культуры растут со скоростью, величина которой несколько ниже или близка к скорости роста колоний в контроле. Наибольшее ингибирующее воздействие оказывает феноксазин. Наблюдается снижение скорости роста колоний от 4,4 до 3,6 мм/сут при полном прекращении видимого мицелиального роста на 21-е сутки.

Акридон-N-уксусная кислота оказывает наибольший стимулирующий эффект на скорость роста, который сравним с контрольными результатами.

Наибольшая биомасса накапливается в присутствии акридон-N-уксусной кислоты, наименьшие показатели наблюдаются в присутствии акридона и 1-карбоксиакридона. Наиболее чувствительна к присутствию добавок аминосоединений культура L. edodes.

Представляло интерес изучить состав пула низкомолекулярных метаболитов грибов, формирующегося под действием экзогенных соединений (акридона, 1-карбоксиакридона, акридонуксусной кислоты и феноксазина). Выраженным биохимическим откликом на присутствие указанных соединений-добавок в агаризованной среде выращивания явились изменения внутриклеточного пула жирных кислот мицелия изученных базидиомицетов, о чем можно судить на основании данных, полученных с использованием метода газовой хроматографии с масс-селективным детектированием.

Хромато-масс-спектрометрическое исследование проводились на газовом хромато-масс-спектрометре Finnigan, модель Trace GC-DSQ.

В пересчете на одинаковую массу сухого мицелия гриба шиитаке, выращенного в присутствии акридона, состав мицелиальных экстрактов L. edodes F-249 характеризовался величинами площадей хроматографических пиков, превышавших соответствующие величины для опытов в отсутствие акридона, в десятки и сотни раз для разных жирных килот и их эфиров (преимущественно этиловых). Существует вероятность отнесения выявленнвх жирных кислот к числу компонентов фактора автолиза клеток при глубинном культивировании базидиомицета Как известно, аутостимуляторы автолиза (факторы d₂) имеют жирнокислотную природу [4].

Список использованных источников

1. Пат. 2135474 Российская Федерация. МПК C 07 D 219/06, C 07 H 5/06, A 61 K 31/435. Соли 1-дезокси-1-N-метиламиногексаспиртов с акридон-N-уксусной кислотой, обладающие иммуномодулирующей активностью, и лекарственное средство на их основе [Текст] / Травкин О. В. ; заявитель и патентообладатель Травкин О. В. - № 98115355/04 ; заявл. 19.08.1998 ; опубл. 27.08.1999. : ил.

2.Пат. 2118532 Российская Федерация. МПК A 61 K 31/73, A 61 K 31/435. Противоинфекционное, противовоспалительное и противоопухолевое лекарственное средство [Текст] /; заявители и патентообладатели Травкин О. В., Яковлева Е. В. - № 96106515/14 ; заявл. 10.04.1996 ; опубл. 10.09.1998. : ил.

3.Биологическая активность соединений ряда акридона: эксперимент и квантовохимическое рассмотрение / Н. С. Горшенина, И. М. Учаева, А. М. Панкратов, Ю. Д. Маркович, Т. И. Губина // Техногенная и природная безопасность - ТПБ-2011: Сб. науч. трудов Первой Всероссийской науч.-практ. конф., Саратов, 1-3 февраля, 2011. - Саратов : ИЦ “Наука”, 2011. - С. 38-41.

4.Роль алкилоксибензолов в адаптации Micrococcus luteus к температурному шоку / И. Ю. Степаненко, А. Л. Мулюкин, А. Н. Козлова, Ю. А. Николаев, Г. Н. Эль-Регистан // Микробиология. - 2005. - Т. 74, № 1.- С. 26-33.

Размещено на Allbest.ru