Биологические науки / 3.Микология и альгология

(аспирант) Иванова И.Е, (д.б.н.) Громовых Т.И.

Московский государственный университет пищевых производств

Влияние внешних факторов на рост и морфологию штаммов Laetiporus conifericola

Базидиомицеты являются источниками биологически активных соединений, имеющих значение для пищевой и фармацевтической промышленности. Особое значение имеют представители рода Laetiporus, паразитирующие на лиственных и хвойных породах деревьев. В научной литературе накоплено достаточно много сведений о биохимическом составе плодовых тел и мицелия представителей вида Laetiporus sulphureus. В их состав входят незаменимые аминокислоты, каротиноиды, полисахариды [1,2], которые обладают антиоксидантной, антимикробной [3] и противоопухолевой [4] активностью. Штаммы вида Laetiporus sulphureus имеют особенно большое значение как продуценты каротиноидных пигментов [5]. Все эти сведения относятся к штаммам, выделенным как паразитов лиственных пород. В настоящее время представители рода Laetiporus, паразитирующие на хвойных породах, относят к новому виду Laetiporus conifericola [6]. Сведения по оценке биохимического состава плодовых тел и мицелия штаммов этого вида отсутствуют. Однако для биотехнологии новые штаммы Laetiporus conifericola могут представлять практический и научный интерес для получения каротиноидов и ценной биомассы.

Как известно, при культивировании базидиомицетов на их жизненный цикл, характер роста, накопление различных веществ и биосинтез пигментов оказывают влияние состав питательной среды и внешние факторы, такие как температура, свет, рН влажность. В связи с этим, необходимо было изучить влияние внешних факторов среды на рост, развитие и биосинтез каротиноидных пигментов штаммов Laetiporus conifericola.

Исследования проводили со штаммами гриба Laetiporus conifericola MZ- 22, Ls 1-0 (штаммы вида Laetiporus conifericola депонированы как штаммы вида Laetiporus sulphureus), Ls C-Q, выделенными из плодовых тел пораженных древостоев лиственницы сибирской. На первом этапе исследований подбирали оптимальную агаризованную питательную среду. Штаммы культивировали на следующих средах: капустный агар, крахмало – аммиачный агар, дрожжевой агар, мальтс – агар, среда сабуро. Динамика роста на средах показала, что наилучшая из них- капустный агар. Среднесуточная скорость роста на ней варьировала от 5,42 до 9,02 мм/сут., минимальная скорость была на крахмало-аммиачной среде 0,5–6,77 мм/сут. По показателям ростового коэффициента (таблица 1) капустный агар можно аналогично считать наиболее благоприятной средой по сравнению с другими, приведенными выше, ростовой коэффициент на которых был ниже 200.

Таблица 1– Показатели роста штаммов Laetiporus conifericola на модифицированной капустной среде

Штамм	Среднесуточная скорость роста на питательной среде капустный агар с добавлением различных компонентов (мм/сут) Ростовой коэффициент*
	Капустный агар без добавок	опилки	соевая мука	молочная сыворотка
Ls 1-06	6,02±0,09	7,21±0,36	4,49±0,12	5,61±0,24
	64	61,2	72	130
MZ-22	9,02±0,07	10,63±0,27	11,22±0,27	11,09±0,16
	215	187	234	281
Ls C-Q	8,20±0,14	9,10±0,16	8,44±0,07	8,56±0,15
	114	76	144	182
*- Ростовой коэффициент измеряли, на 8- е сутки культивирования

Для повышения ростовых показателей штаммов Laetiporus conifericola проводили модификацию капустной среды путем добавления различных составляющих в количестве 1%: лиственничные опилки, соевая мука «сопролекс» и молочная сыворотка. Результаты исследований показали, что добавление в среду лиственничных опилок в питательную среду увеличивало скорость роста, однако снижало ростовой коэффициент, т.к мицелий формировался очень рыхлый (таблица 1).Следует отметить, что для штаммов MZ-22 и Ls C-Q скорость роста на средах с добавлением соевой муки и молочной сыворотки была одинаковой к концу срока культивирования.

Как видно из таблицы, самый высокий ростовой коэффициент, для всех штаммов отмечен на среде, содержащей молочную сыворотку (от 182 до 281).

Таблица 2 - Показатели роста штаммов Laetiporus conifericola при различных значениях температуры

Штамм	Среднесуточная скорость роста при различных значениях температуры / Ростовой коэффициент*
	16 °С	20 °С	24 °С	28 °С	32 °С
Ls 1-06	4,86±0,22	6,44±0,33	6,50±0,03	6,02±0,09	5,2±0,03
	21	24	93	64	39,7
MZ-22	6,29±0,24	7,52±0,53	10,1±0,05	9,02±0,07	9,0±0,56
	82,5	93	215	215	171
Ls C-Q	5,24±0,44	6,72±0,45	8,51±0,05	8,20±0,14	7,55±0,15
	18,7	54	140	114	57
*- Ростовой коэффициент измеряли, на 8- е сутки культивирования

При изучении влияния температуры на культивирование штаммов Laetiporusconifericola было установлено, что наиболее оптимальная температура 24 ºС (таблица 2). Среднесуточная скорость и коэффициент роста уменьшались как при температуре ниже, так и выше значения 24 ºС.

Следует отметить, что для штаммов MZ-22 и Ls С-Q, не смотря на увеличение среднесуточной скорости роста, максимальный диаметр колоний на чашке Петри достигался одинаковый, как при температуре 24 °С, так и при 28 °С. Повышение температуры на 4 и 8 °С от оптимальной (т.е. 24 °С) было благоприятнее для развития штаммов Laetiporus conifericola, чем понижение ее до 16 и 20 °С. В связи с этим, штаммы этого вида следует считать мезофилами.

Изучение влияния рН среды проводили путем культивирования штаммов на капустном агаре, со следующими значениями этого показателя: 3,5;4,5; 5,5; 6,5 и 7,5.Исследования показали, что самые высокие показатели роста наблюдали при значении рН – 3,5, тогда как самые низкие – при рН 7,5. В среднем динамика роста штаммов Laetiporus conifericola при различных значениях рН отличалась мало, как и ростовой коэффициент. Можно утверждать, что исследуемые штаммы имеют большой диапазон роста, как в кислой среде, так и в слабо щелочной.

Влияние света на штаммы Laetiporus conifericola определяли по выходу биомассы и накоплению каротиноидов путем жидкофазного погруженного культивирования на свету c освещенностью 500 лк (с фотопериодом 12:12 час) и в темноте на оптимизированной для каждого штамма среде. Она представляла собой модифицированную стандартную питательную глюкозо-пептонную среду [2], в которой пептон заменяли на молочную сыворотку. По окончанию культивирования измеряли количество биомассы весовым методом и количество каротиноидов методом экстракции [6].

а б

Рисунок 1 – Влияние освещенности на прирост биомассы (а) и биосинтез каротиноидов (б) штаммами Laetiporus conifericola

В результате исследований установлено, что культивирование в условиях освещения оказывает положительное влияние на биосинтез каротиноидов и рост биомассы мицелия у всех штаммов Laetiporus conifericola. Так, выход биомассы увеличился в 1,2-2,3 раза, а накопление каротиноидов в 14-24 раза по сравнению с аналогичными параметрами при культивировании в отсутствии света (рисунок 1а и 1б). Полученная биомасса после культивирования в условиях света отличалась яркой красно-оранжевой окраской по сравнению с биомассой, полученной при культивировании без освещения: цвет мицелия которого был желтым и светло-оранжевым.

Таким образом, для культивирования штаммов Laetiporus conifericola оптимальной питательной средой является капустный агар c молочной сывороткой, а благоприятные условия: температура 24 ºС, значения рН 3,5-4,5 и условия освещенности.

Список литературы

1. Гвоздкова Т.С., Черноок Т.В., Пленина Л.В., Лопатенто Ю.С., Романовская Т.Р., Игнатенко С.В. // Успехи медицинской микологии. – 2005.Т.5. – С. – 257-259.

2. Hee Sun Hwang, Sung Hak Lee, Yu Mi Baek .// Appl Microbiol Biotechnol.-2008.-Р.419-429.

3. Aziz Turkoglu, Mehmet EminDuru, Nazime Mercan, Ibrahim Kivrak, Kudret Gezer //Food Chemistry. – 2007 –101, N-1З-P.267-273

4. Yoshikawa K. Bando, S., Arihara, E., Matsumura, S., Katayama// Chem. Pharm. Bull. 2001. V. 49. P.327-329

5. Lindner D.L., Banik M.T. // Molecular phylogeny of Laetiporus and other brown rot polypore genera in north America–2008-100, №3,-P.417-430

6. Капич, А.Н. Антиокислительная активность экстрактов мицелия ксилотрофных базидиомицетов / А.Н. Капич // Микология и фитопатология. – 1995. – Т. 29, № 5–6. – С. 35–40