РОСТ МИКРОМИЦЕТОВ НА СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЦЕЛЛЮЛОЗУ

Лигноцеллюлозная биомасса является потенциальным источником дешевого сырья для получения разнообразных продуктов и топлива [1]. Ежегодно в результате фиксации солнечной энергии образуется приблизительно 4х1011 тонн растительной биомассы, состоящей в основном из целлюлозы [2]. Среди большого разнообразия микроорганизмов, участвующих в биоконверсии растительного сырья, важную роль играют микроскопические грибы [3]. Рост микроорганизмов на целлюлозных субстратах в отсутствии других источников углерода позволяет судить об их потенциальной целлюлазной активности. В связи с этим целью работы являлось изучение роста микромицетов из коллекции микроорганизмов ФГБНУ ВИЛАР на различных целлюлозных средах.

Материалы и методы

В работе использовали следующие штаммы микроорганизмов: Aspergillus flavus, A. mangini, Cladosporium cladosporioides, Penicillium citrinum, P. martensii. Микромицеты выращивали на скошенной поверхности агаризованной среды Чапека при 240С в течение 7 сут. Затем проводили посев тремя уколами на чашки Петри с агаризованной средой следующего состава: (%): NaNO3 - 0,2; KH2PO4 - 0,1; MgSO4 x 7H2О - 0,05; KCl - 0,05; FeSO4x 7H2O - 0,001; CaCO3 - 0,3; целлюлоза – 0,5; агар – 2, без сахарозы. В качестве источников целлюлозы использовали: HL-, APX-, TLC-целлюлозу, микроцеллюлозу (МКЦ) и траву зверобоя. Целлюлозолитическую активность микроорганизмов оценивали по диаметру колоний на соответствующих субстратах или диаметров зон лизиса (если они были) и индексов лизиса.

Результаты и обсуждение

Результаты проведенных исследований приведены в таблицах 1 – 5. Максимальные диаметры колоний у

P. citrinum отмечены при росте на среде с травой зверобоя, на средах с целлюлозой они были значительно ниже (табл. 1). Из всех содержащих целлюлозу сред культура активнее всего росла на HL-целлюлозе, однако и в этом случае диаметры колоний были в 2 – 4 раза меньше, чем на средах с травой зверобоя.

Таблица 1

 Параметры роста P. citrinum на различных средах

Примечание. Здесь и в других таблицах: Дк – диаметр колоний, Дл – диаметр зон лизиса, рн – роста нет, ин – исследования не проводились.

Аналогичные закономерности отмечены и при культивировании C. cladosporioides. Максимальные диаметры колоний наблюдались при росте на среде со зверобоем. На HL-целлюлозе они были в 0,8 – 1,9 раза меньше в те же сроки культивирования (табл. 2). На других целлюлозных средах скорость роста колоний была еще ниже, особенно на МКЦ- и TLC-целлюлозе.

Таблица 2

Параметры роста C. cladosporioides на различных средах

Единственный микромицет, который образовывал видимые зоны лизиса при росте на среде со зверобоем, был A.flavus (табл. 3). При этом индексы лизиса составляли 1,25 и 1,22 на 7 и 11 сутки соответственно. На остальных средах, содержащих целлюлозу, рост культуры был крайне незначителен.

Таблица 3  

Параметры роста A.flavus на различных средах

При изучении параметров роста P.martensii установлено, что этот микромицет, как и все остальные, лучше всего рос на среде, содержащей зверобой (табл. 4). При этом скорость роста P.martensii была наибольшей среди всех изученных микромицетов. На средах, содержащих целлюлозу, скорость роста была значительно ниже. Однако следует отметить, что диаметр колоний на МКЦ был максимальным среди всех изученных культур.

Таблица 4

Параметры роста P.martensii на различных средах

Таблица 5

Параметры роста A.mangini на различных средах

Способность к росту у микромицета A.mangini была крайне низкой на всех целлюлозосодержащих средах, за исключением среды со зверобоем (табл. 5).

На среде с APX-целлюлозой роста культуры не обнаружено.

Заключение

В результате проведенных исследований установлено, что все коллекционные культуры росли на всех средах, содержащих целлюлозу, за исключением A. mangini на среде с APX-целлюлозой. При этом выявлены особенности интенсивности и характера роста изученных микромицетов при использовании в средах различных типов целлюлозы. Обнаруженные зоны лизиса на среде с травой зверобоя у коллекционного штамма A. flavus 52, являющегося, по нашим данным продуцентом коллагеназ, делает этот микромицет наиболее перспективным и для использования в качестве продуцента целлюлаз.

Список литературы

1.    Скомаровский А.А., Марков А.В., Гусаков А.В. Новые целлюлазы для высокоэффективного гидролиза лигноцеллюлазной биомассы // Прикл. биохим. и микробиология – 2006; 42(6): 674-680

2.    Рабинович М.Л., Болобова А.В., Кондращенко В.И. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов. Древесина и разлагающие ее грибы. М.: Наука, 2001, 264 с.

3.   Рабинович М.Л., Мельник М.С., Болобова А.В. Целлюлазы микроорганизмов // Прикл. биохим. микробиология – 2002; 38(4): 355-373