Сохранение ex situ макромицетов заповедных территорий России: таксономическая ревизия и структурно-функциональные особенности мицелиальной стадии

Номер гранта:11-04-01704
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2011г.
Руководитель: Псурцева Н.В.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Cохранение грибов ex situ (поддержание их биологического материала в коллекциях культур) в настоящее время рассматривается как неотъемлемая часть общей проблемы сохранения микобиоты в дополнение к традиционному способу сохранения in situ (путем охраны естественных местообитаний грибов). Заповедники и другие охраняемые территории являются резерватами, как максимального видового разнообразия, так и внутривидового генетического и фенотипического полиморфизма грибов. Однако микобиота традиционно представляет один из наименее изученных компонентов заповедных экосистем. Целью проекта является сохранение ex situ и изучение культур базидиальных макромицетов с охраняемых территорий России. В задачи проекта входит анализ и таксономическая ревизия уже сохраняемого в коллекции ЛЕ-БИН генофонда грибов с заповедных территорий, целенаправленное выделение новых видов и штаммов в чистую культуру и изучение структурно-функциональных особенностей этих макромицетов на мицелиальной стадии. Основное внимание будет уделено выделению в культуру, оценке жизнеспособности и изучению ex situ следующих групп грибов: 1) редкие, недостаточно изученные и отсутствующие в мировых коллекциях культур виды; 2) эктомикоризные грибы, представляющие наиболее сложную группу для сохранения ex situ; 3) ресурсные виды макромицетов (съедобные, лекарственные, имеющие хозяйственное значение и т.д.). Таксономическая ревизия коллекционных штаммов будет проводиться с использованием комплексных методов на основе культурально-морфологических, биохимических и молекулярных исследований. Изучение структурных особенностей вегетативного мицелия у представителей различных таксонов и экологических групп послужит основой для создания современного атласа морфологических структур макромицетов. Для редких и ранее не исследованных в культуре видов впервые будет получена культурально-морфологическая характеристика. Важную роль в понимании функциональных особенностей и выявлении биосинтетического потенциала высших грибов сыграет изучение: 1) активности окислительных ферментов (лакказы, пероксидазы, тирозиназы) на примере таксономически широкой группы грибов белой гнили, которое поможет установить их роль в утилизации древесного валежа в природных экосистемах и выявить новые активные продуценты этих ферментов; 2) роли липидов при развитии мицелиальной стадии макромицетов. Впервые будет прослежено изменение качественного и количественного содержания разных молекулярных форм стеринов, бетаиновых, фосфо- и сфинголипидов у ряда таксонов и сделано предположение об их роли в регуляции процесса развития мицелиальных клеток; 3) продукции органических кислот в зависимости от состава питательной среды и под влиянием некоторых тяжелых металлов; 4) особенности метаболомного профиля в зависимости от возраста и физиологического состояния культуры. Впервые планируется проведение профайлинга разновозрастного мицелия некоторых видов грибов для решения вопросов старения и сохранения их жизнеспособности в условиях культуры. В результате выполнения проекта будет создан уникальный банк штаммов макромицетов, обитающих на заповедных территориях России, и получены новые данные о структурно-функциональных особенностях их мицелиальной стадии. Генофонд этих грибов, сохраняемый ex situ, будет доступен как для широких научных исследований, так и для практического использования (реинтродукция утраченных в природе видов, микоризация саженцев, промышленное грибоводство, различные отрасли биотехнологии и т.д.).

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Проведен анализ фонда Коллекции культур базидиомицетов БИН РАН (LE-BIN) с таксономической, экологической и географической точек зрения и выявлены таксоны макромицетов из различных заповедных территорий России, сохраняемые ex situ. В настоящее время в коллекционном фонде LE-BIN поддерживается 1828 штаммов 604 видов из 190 родов базидиальных грибов, а также 24 штамма сумчатых грибов. За отчетный период коллекция пополнена 146 штаммами макромицетов. Составлена база данных сохраняемых ex situ макромицетов с охраняемых территорий, в том числе, редких и внесенных в Красные книги регионального и федерального уровней. Проведены полевые исследования на заповедных территориях Приморского края (заповедники Уссурийский, Сихотэ-Алинский и Кедровая Падь, включая заказник Леопардовый). Cоставлена база данных собранных образцов и получена оригинальная коллекция культур макромицетов с исследованых территорий. По результатам экспедиционных работ для сохранения ex situ было выделено 158 штаммов более 80 видов грибов, свыше 20 из которых – новые для LE-BIN. Освоен метод криоконсервации макромицетов, на хранение этим методом переведено более 100 штаммов. С использованием комплексных методов верифицированы культуры макромицетов на вегетативной стадии. Охарактеризованы и задокументированы морфологические особенности мицелиальной стадии у 130 штаммов разных видов. Собраны сведения о воздействии абиотических факторов (температура и кислотность среды) на мицелиальный рост грибов. Проанализированы некоторые физиологические и экологические особенности грибов, влияющие на их распространение в естественных экосистемах. Исследован лигнолитический потенциал макромицетов из сем. Polyporaceae и Steccherinaceae. Выявлены активные продуценты окислительных ферментов и определены параметры их культивирования для получения высокой ферментативной активности. С использованием полного факторного эксперимента оптимизированы условия культивирования для штаммов – перспективных продуцентов фенолоксидаз. Исследована динамика изменений липидного компонента мембран (фосфо- и сфинголипидов, бетаиновых липидов) в ходе развития мицелиальной стадии грибов. Проведен скрининг базидиомицетов на наличие бетаиновых липидов. На основании структурного анализа гликоцерамидов 17 видов базидиальных грибов, показана корреляция между составом жирных кислот и таксономическим положением этих видов. Изучена продукция карбоновых кислот и влияние тяжелых металлов на их синтез в динамике роста Junghuhnia nitida. Разработаны методические приемы для проведения метаболомного анализа и идентификации серосодержащих метаболитов. С использованием нескольких видов базидиомицетов исследовано влияние компонентов питательной среды на ряд биохимических свойств грибов. Показано, что в условиях недостатка комплекса питательных элементов, в т.ч. азота, фосфора, калия и микроэлементов, индуцируется синтез липидов бетаинового типа, дефицит азота усиливает образование органических кислот, а увеличение концентрации азота, глюкозы и меди приводит к повышению лакказной активности.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 06.03.2021.
Помог ли вам материал?
0    0