Галина Ильина - Ксилотрофные базидиомицеты в чистой культуре

Повышенное содержание германия и активное накопление названного элемента базидиомами и мицелием грибов рода Ganoderma активно обсуждается в последние годы (Song et al., 2003). Факт повышенного, по сравнению с растительными и животными организмами (в среднем, в 50-100 раз) накопления германия грибами, а именно ксилотрофными базидиомицетами, описан в работах отечественных ученых (Воронков, Мирсков, 1982).

Микроорганизмы, как и прочие организмы, нуждаются в оптимизирующих развитие факторах, они позитивно реагируют на присутствие в питательной среде витаминов, аминокислот, цитокининов и других биологически активных веществ. Для многих базидиальных макромицетов в культуре рекомендуется внесение комплекса аминокислот и тиамина хлорида, предложена среда для базидиомицетов следующего состава (г/л): D-Glc – 10; L-Asn – 1; KH 2PO 4– 5; MgSO 4.7H 2O – 2.5; FeSO 4.7H 2O – 0.03; тиамин – 5.10 -4; H 2O до общего объема 1 л (Song et al., 1987, цит. по Цивилева, 2008). Именно высшие базидиомицеты характеризуются выраженной гетеротрофностью в отношении тиамина, что выделяет их среди грибов других систематических групп. Потребность в этом витамине была установлена у многих видов съедобных грибов, относящихся к родам Boletus, Suillus, Paxillus, Pleurotus, Panus, Lentinus, Tricholoma, Flammulina, Collybia, Agaricus, Russula, Lepiota, Coprinus, Clitocybe, Mycena, Pholiota, Lactarius, Stropharia и др. В то же время потребность в тиамине у высших баэидиомицетов не является абсолютной. Например, выявлены штаммы видов Agaricus bisporus, Pleurotus ostreatus , некоторых видов рода Marasmius, автотрофные в отношении тиамина (Биосинтетическая деятельность… 1969).

А.С. Бухало с сотрудниками исследовано влияние на рост высших базидиомицетов тиамина, отваров растений, дрожжевого автолизата, других субстратов, содержащих витамины (Бухало, 1988). При этом было установлено, что на синтетической среде с тиамином больше биомассы, чем в контроле, образуют Panus conchatus, Armillariella mellea, Coprinus comatus и Macrolepiota procera, отдельные штаммы Pleurotus ostreatus и Flammulina velutipes. Стимулирующее действие на рост Fistulina hepatica, Pleurotus ostreatus, Armillariella mellea, Kuehneromyces mutabilis, Macrolepiota procera, Panus tigrinus, Flammulina velutipes и другие виды оказывают отвары крапивы и дубовой коры, дрожжевой автолизат. В качестве стимуляторов на синтетической среде с сахарозой испытаны отвары зеленой массы различных сельскохозяйственных культур. На всех средах с растительными стимуляторами, по сравнению с контролем, Fistulina hepatica, Panus conchatus, Armillariella mellea, Kuehneromyces mutabilis отдельные штаммы Pleurotus ostreatus, Flammulina velutipes и другие виды увеличивают продукцию биомассы. Эти культуры слабо растут на контрольной синтетической среде. Показана целесообразность использования естественных органических субстратов, содержащих витамины и другие стимуляторы, в качестве компонентов питательных сред для улучшения роста и увеличения продукции биомассы мицелия при культивировании высших съедобных базидиомицетов.

С наступлением эры антибиотиков, а позже – биологически активных добавок и в связи с широким применением микроорганизмов в разных отраслях промышленности остро встал вопрос об экономически оправданных, сбалансированных по составу питательных средах. Эффективной добавкой оказался, благодаря наличию в нем витаминов, аминокислот и минеральных элементов в легко ассимилируемых формах, кукурузный экстракт (Мосин, 2002). Кроме кукурузного экстракта в рецептуры сред включают дрожжевой автолизат, дрожжевой экстракт, гидролизат дрожжей, клеточный сок картофельных клубней, молочную сыворотку, экстракт пшеничных отрубей, экстракт солодовых ростков и другие продукты. В целях снижения затрат на ингредиенты для питательных сред в настоящее время широко используются отходы сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности (Обрезкова и др, 2010). Например, предложено в качестве источника углерода, азота, фосфора, микроэлементов, а также индуктора ферментов использовать прогидролизованный ячменный солод; в качестве стимуляторов роста и биосинтеза ферментов – прогидролизованные солодовые ростки; в качестве индуктора пектолитических ферментов – прогидролизованный свекловичный жом (Салманова, Соболевская, 1994).

В последние десятилетия как быстрый и эффективный метод производства посевного материала для грибоводства предлагается также глубинное культивирование (Yang, Jong, 1989). Очень небольшое число работ посвящено биохимии глубинного культивирования, ее связи с физиологией роста и развития грибного организма в глубинной культуре. Необходимым условием роста и развития мицелия базидиальнх макромицетов в глубинных условиях является достаточное количество кислорода. Потребность аэробных микроорганизмов в молекулярном кислороде зависит от источника окисляемого источника углерода и от физиологических свойств и активности роста микроорганизмов. Растворимость кислорода в среде сравнительно низка и зависит от температуры, давления и от концентрации растворенных, эмульгированных и диспергированных компонентов. При давлении 0,1 МПа (1 кгс/см 2) и температуре 30 °C в 1 л дистиллированной воды максимальное количество растворенного кислорода составляет 7,5 мг. В реальной питательной среде максимальная растворимость кислорода 2 – 5 мг/л. Запасы кислорода в среде обеспечивают жизнедеятельность аэробного продуцента в течение 0,5 – 2 мин (Мосин, 2002). При глубинном культивировании запасы кислорода в питательной среде возобновляются при подаче аэрирующего воздуха. Скорость адсорбции кислорода увеличивается с ростом интенсивности перемешивания среды. Установлено, что во время роста биомассы микроорганизмы обычно потребляют больше кислорода, чем во время сверхсинтеза целевого метаболита.