Введение к работе
Актуальность темы. Грибы рода Pleurotus широко распространены по всему земному шару и занимают второе место в мире по объему культивирования в промышленности. В искусственных условиях вешенка неприхотлива, обладает ценными вкусовыми качествами, выраженным «грибным» ароматом и широко культивируется в пищевых целях, а также является ценным объектом медицинской и фармацевтической промышленности, поскольку экстракты из мицелия и плодовых тел вешенки содержат различные биологически активные вещества, обладающие гиполипидемическим, противоаллергическим, гипотоническим, фунгицидным действиями (Макеева и др., 1998; Wang et al, 2005; Ни et al, 2006).
В природе вешенка обитает на различных породах живых и мертвых деревьев. Древесина состоит преимущественно из углеводов; она богата органическим углеродом, но бедна азотом, а значит, вешенка, как и все ксилотрофные грибы, развивается на древесине в условиях недостатка азота. В лабораторных условиях показана способность вешенки использовать клетки дрожжей, водорослей и бактерий, встречающихся на поверхности коры, в качестве дополнительного источника питания, а также активно захватывать нематод с помощью «ловчих» петель (Blanchette, Shaw, 1978; Hutchison, Barron, 1997; Barron, 2003). Большинство работ по исследованию механизмов взаимодействия вешенки с другими организмами проведены на Pleurotus ostreatus и описывают совместные культуры гриба, в основном, с бактериями, а также с некоторыми видами дрожжей и водорослей на агаризованных средах (Barron, 1988; Cho et al, 2003).
Данные о практическом использовании совместных культур вешенки с бактериями, например, для повышения урожайности культивируемых грибов, малочисленны, имеют коммерчески-прикладной характер (Никитина, 2003). Комплексные исследования взаимодействия различных видов рода Pleurotus с дрожжами на агаризованных средах и в процессе плодообразования ранее не проводились.
Цель работы: провести морфофизиологическое исследование совместных культур пяти видов рода Pleurotus и эпифитных дрожжей аскомицетного и базидиомицетного аффинитета и изучить влияние дрожжей на процесс плодоношения вешенки. Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
Описать макро- и микроморфологические признаки мицелия вешенки в совместных культурах с дрожжами на различных агаризованных средах.
Определить из круга дрожжей пищевые предпочтения для каждого из пяти видов вешенки на агаризованных средах.
Изучить влияние дрожжей, определенных как пищевые предпочтения, на процесс плодоношения пяти видов вешенки.
Определить оптимальное сочетание объема и концентрации суспензии клеток дрожжей, вносимых в субстрат, для получения максимальной биомассы плодовых тел вешенки.
Провести биохимический анализ плодовых тел вешенки при совместном культивировании с дрожжами (анализ аминокислотного состава плодовых тел и спектра летучих органических веществ, определяющих запах плодовых тел).
Научная новизна. В представленной работе впервые проведен комплексный анализ взаимодействия пяти видов рода Pleurotus с дрожжами, принадлежащими к разным систематическим группам. Изучены особенности макро- и микроморфологии мицелия в совместных культурах на агаризованных средах, выявлены специализированные структуры для контакта с дрожжевыми клетками (сосочковидные выросты, коралловидные гифы). Сосочковидные выросты образуются в присутствии как живых, так и мертвых клеток дрожжей, однако, формирование коралловидных гиф и образование контактов между гифами гриба и дрожжевыми клетками происходит только в присутствии живых клеток дрожжей. При росте на питательных средах, содержащих органические и неорганические источники азота и углерод, в присутствии клеток дрожжей мицелий вешенки использует доступные компоненты субстрата, то есть существует как сапротроф, и только в условиях острого недостатка азота и углерода (на голодном агаре) проявляет свойства паразита.
Полученные данные значительно расширяют и дополняют известную информацию о взаимодействии высших базидиальных грибов (на примере видов рода Pleurotus) и дрожжей в совместной культуре. Для P. citrinopileatus, P. djamor и P. eryngii данные о взаимодействии с дрожжами в совместной культуре получены впервые.
Практическая значимость работы. Предложен метод повышения урожая плодовых тел нескольких видов рода Pleurotus с использованием дрожжей. Определены параметры совместного культивирования видов рода Pleurotus с дрожжами, позволяющие ускорить рост мицелия гриба на субстрате и получить максимальный выход биомассы плодовых тел, а именно: сроки внесения суспензии живых клеток дрожжей, объем и концентрация суспензии дрожжей. Определены виды дрожжей, являющиеся пищевыми предпочтениями для каждого вида вешенки. Результаты проведенного исследования заложили основу для понимания морфофизиологических аспектов взаимодействия между различными видами грибов и дрожжей в искусственных условиях с целью последующего
использования совместных культур в процессе выращивания вешенки и других съедобных ксилотрофных грибов в условиях грибоводческого предприятия.
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006», «Ломоносов-2007» (Москва, 2006, 2007), I (III) Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Перспективы развития и проблемы современной ботаники» (Новосибирск, 2007), 2-ом Съезде микологов России (Москва, 2008), II Научно-практической конференции в рамках Третьего Фестиваля науки в городе Москве и Биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2008» (Москва, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ; 1 статья сдана в печать; подана заявка на патент.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения и пяти глав, посвященных обзору литературы, материалам и методам исследований и трех глав с описанием результатов, иллюстраций и заключений к каждой главе, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 136 страницах, содержит 27 таблиц и 34 рисунка. Список литературы включает 134 источника, из них 80 - зарубежные, в том числе 11 Интернет-источников.
