Содержание к диссертации
Список используемых сокращений1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Систематическое положение изучаемых видов грибов
1.2 Характеристика грибов из родов Fomitopsis, Ganoderma, Trametes
1.2.1 Общая характеристика Fomitopsis officinalis
1.2.2 Общая характеристика Ganoderma applanatum
1.2.3 Общая характеристика Trametes versicolor
1.3 Культивирование афиллофоровых грибов
1.3.1 Питательные среды и условия культивирования высших базидиомицетов
1.3.2 Твердофазное культивирование высших базидиомицетов
1.3.3 Жидкофазное культивирование высших базидиомицетов
1.4 Мировой опыт практического использования высших базидиомицетов как продуцентов биологически активных веществ
1.4.1 Использование грибов рода Fomitopsis
1.4.2 Использование грибов рода Ganoderma
1.4.3 Использование грибов рода Trametes
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика изучаемых штаммов из родов Fomitopsis, Ganoderma и Trametes
2.2 Методы исследований
2.2.1 Выделение чистых культур ксилотрофных базидиомицетов и отбор штаммов
2.2.2 Изучение микроморфологических особенностей штаммов
2.2.3 Изучение культуральных особенностей штаммов в различных условиях культивирования
2.2.4 Изучение динамики накопления биомассы штаммами
2.2.5 Изучение биохимического состава мицелия и плодовых тел базидиомицетов
2.2.6 Подбор растительных субстратов для твердофазного культивирования
2.2.7 Изучение токсичности и зоопатогенности
2.2.8 Изучение химического состава культуральной жидкости
2.2.9 Изучение антимикробной активности метаболитов и водных экстрактов из мицелия и плодовых тел базидиомицетов
2.2.10 Изучение противоопухолевых свойств водных экстрактов из мицелия и плодовых тел базидиомицетов
2.2.11 Статистическая обработка полученных результатов
3 БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШТАММОВ АФИЛЛОФОРОВЫХ ГРИБОВ FOMTOPSIS OFFICINALIS, GANODERMA APPLANATUMH TRAMETES VERSICOLOR
3.1 Морфологические и культуральные особенности штаммов
3.2 Динамика накопления биомассы штаммами
3.3 Биохимический состав мицелия и плодовых тел базидиомицетов
3.4 Твердофазное культивирование штаммов
3.5 Токсичность и зоопатогенность штаммов
3.6 Антимикробная активность водных экстрактов из мицелия и плодовых тел базидиомицетов
3.7 Противоопухолевые свойства водных экстрактов из мицелия и плодовых тел базидиомицетов
ВЫВОДЫ
Введение к работе
Одним из приоритетных направлений развития современных микологии и биотехнологии является разработка технологий с использованием базидиальных грибов для получения биологически активных соединений, в том числе соединений, обладающих лечебными свойствами. Благодаря исследованиям последних десятилетий, стало известно, что базидиальные грибы являются продуцентами целого ряда биологически активных веществ: белков, липидов, полисахаридов, органических кислот, ферментов, витаминов и др.
Многие из этих соединений являются фармакологически активными и, по сравнению с продуктами химического синтеза, менее токсичны и более эффективны при применении в медицинской практике (Петров и др., 2006). В результате разработаны многочисленные запатентованные формулы биологически активных добавок на основе плодовых тел высших грибов.
Большинство работ по поиску и выделению биологически активных веществ базидиомицетов проведены с использованием плодовых тел. Известно, что биологически активные вещества высших грибов содержатся не только в базидиомах, но и в вегетативном мицелии гриба, получаемом путем жидкофазного и твердофазного культивирования. Важным преимуществом получения биомассы мицелия с помощью биотехнологических методов являются: неограниченная возможность и безотходность производства препаратов, недефицитность сырьевых ресурсов.
Несмотря на то, что общий объем публикаций, посвященный базидиомицетам, чрезвычайно велик, в нем мало работ по исследованию биологической активности плодовых тел в сравнении с биологической активностью вегетативного мицелия. Кроме того, в настоящее время малочисленны сведения о химическом составе мицелия и плодовых тел многих дереворазрушающих грибов, в том числе представителей из родов Fomitopsis, Ganoderma и Tram- etes и биологически активных веществах, которые в них содержатся.
Поиск и выделение новых штаммов из этих родов открывает перспективы пополнения коллекций и даст возможность их использования в биотехнологии. Кроме того, остается мало изученным вопрос о возможности использовании штаммов базидиомицетов, выделенных в Сибири и других восточных регионах.
Цели и задачи исследования. Цель работы - изучение биологических особенностей и биохимического состава мицелия и плодовых тел ксилотрофных базидиомицетов Fomitopsis officinalis, Ganoderma applanatum и Trametes versicolor и разработка условий культивирования мицелия. В связи с целью были поставлены следующие задачи:
• создание коллекции культур ксилотрофных базидиомицетов и проведение скрининга штаммов;
• определение диапазона изменчивости штаммов F. officinalis, G. applanatum и Т. versicolor по морфолого-культуральным признакам и показателям роста при различных условиях культивирования;
• проведение сравнительной оценки биохимического состава вегетативного мицелия и плодовых тел базидиомицетов;
• изучение динамики накопления биомассы мицелия при поверхностном жидкофазном культивировании;
• изучение токсичности и зоопатогенности в отношении теплокровных животных;
• изучение антимикробной активности метаболитов и экстрактов из мицелия и плодовых тел в отношении условно-патогенных микроорганизмов;
• изучение противоопухолевой активности экстрактов мицелия и плодовых тел изучаемых штаммов;
• изучение возможности использования растительных отходов сельскохозяйственного и лесоперерабатывающего производства для выращивания мицелия штаммов.
Научная новизна.
1) Впервые проведен сравнительный анализ биохимического состава мицелия штаммов, выделенных из плодовых тел базидиомицетов Средней Сибири и Республика Тыва. Показано, что мицелий базидиомицетов Fomitopsis officinalis, Ganoderma applanatum и Trametes versicolor может быть использован для получения биологически активных соединений. В мицелии Fomitopsis officinalis идентифицировано биологически активное соединение агарициновая кислота.
2) Проведена оценка продуктивности штаммов Fomitopsis officinalis, Ganoderma applanatum и Trametes versicolor и показана возможность твердофазного культивирования изучаемых штаммов базидиомицетов на отходах лесоперерабатывающих и гидролизных производств.
3) Изучена антимикробная и противоопухолевая активность экстрактов плодовых тел и мицелия отобранных штаммов базидиомицетов в отношении клеток асцитной карциномы Эрлиха.
Практическая значимость работы. Создана коллекция штаммов базидиальных грибов Fomitopsis officinalis, Ganoderma applanatum и Trametes versicolor, которая может быть использована в работе по скринингу продуцентов для биотехнологических производств, перспективные штаммы Fomitopsis officinalis штамм Tyv-2006 и Ganoderma applanatum штамм G.a.-04 депонированы в ВКПМ. Разработаны оптимальные условия и среды для жидкофазного и твердофазного культивирования мицелия базидиомицетов. Полученные данные можно использовать для разработки лабораторных регламентов культивирования мицелия перспективных штаммов Fomitopsis officinalis, Ganoderma applanatum и Trametes versicolor.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на Международной школе-конференции «Генетика и селекция микроорганизмов (Москва-Пущино, 2006); II Международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2007); IV съезде биотехнологов России (Пущино, 2006); Всероссийской конференции аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование» (Ярославль, 2006г.); Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплекс. Проблемы и решения» (Красноярск, 2006, 2008); городской научнопрактической конференции «Развитие инновационной деятельности в промышленном комплексе города Красноярска», (Красноярск, 2007 г.); семинаре кафедры микологии и альгологии МГУ (Москва, 2008); семинаре кафедры химия пищи и биотехнологии Московского государственного университета прикладной биотехнологии (Москва, 2008); семинаре проблемной лаборатории Сибирского государственного технологического университета (Красноярск, 2008); Всероссийской конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», Пятигорск, 2009. Диссертация апробирована на заседании кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ.
