ИСТИНА

Суровые климатические условия Антарктиды обусловливают отсутствие многих групп растений и животных, но доминирование в биоразнообразии материка микроскопических грибов (Buzzini et al., 2012). Относительно полно изучено их таксономическое разнообразие и приуроченность видов микобиоты к антарктическим субстратам (Власов и др., 2012). Однако, мало информации об экологии и физиологии штаммов антарктических микромицетов, некоторые из которых продуцируют важные для биотехнологии антибиотики и ферменты (Gupta et al., 2015). Цель работы – охарактеризовать ферментативную и антагонистическую активность штаммов типичных видов микромицетов, выделенных из почв Антарктиды. Задачи исследования: 1 – исследовать антагонизм антарктических микромицетов в отношении коллекционных условно-патогенных тест-культур АТСС: Bacillus subtilis и Aspergillus niger, а также к штаммам бактерий и актиномицетов, выделенных из субстратов Антарктиды; 2 – проанализировать активность целлюлаз, фенолоксидаз, лакказ, пероксидаз и эстераз у антарктических штаммов микромицетов. Для исследования выбрано 40 антарктических штаммов микромицетов, среди которых таксоны, характерные для высокоширотных местообитаний (виды родов Antarctomyces, Hyphozyma, Thelebolus); известные как фитопатогены (представители родов Ascochyta, Botrytis, Leptosphaeria, Phoma); проявляющие высокую антибиотическую активность (виды родов Botrytis, Penicillium, Sarocladium, Thelebolus); недавно описанные (не ранее 2009 г.) виды микромицетов (Atradidymella muscivora, Cadophora novi-eboraci, Exophiala tremulae, Phialocephala lagerbergii); редкие виды (Eurotium niveoglaucum, Leuconeurospora polypaeciloides). В качестве тест-культур использованы стандартные коллекционные штаммы B. subtilis АТСС 6633 и A. niger INA 00760, а также 19 грамположительных и грамотрицательных штаммов бактерий, в том числе актиномицетов, выделенных из почв Антарктиды. Антимикробную активность оценивали методом диффузии в агар (Егоров, 2004). Комплекс антибиотических веществ из культуральной жидкости (КЖ) экстрагировали этилацетатом и бутанолом. Бактерий из антарктических субстратов культивировали на глюкозо-пептонно-дрожжевой среде (ГПД) с глицерином; актиномицеты – на среде Гаузе-1; тест-культуру B. subtilis – на мясо-пептонном агаре (МПА); A. niger – на среде Чапека. Для оценки эстеразной активности штаммов применяли метод флуориметрического определения продукта гидролиза флуоресцеина диацетата (ФДА). Активность внеклеточных целлюлаз у штаммов проверяли путем гидролиза карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) фотометрическим определением продукта реакции (восстанавливающего сахара) (Silveira et al., 2014). Активность внеклеточных фенолоксидаз выявляли с помощью фотометрической реакции с 2,2'-азино-бис-3-этилбензотиазолин-6-сульфоновой кислотой. Активность пероксидаз измеряли аналогично предыдущему эксперименту с добавлением перекиси водорода в качестве субстрата. Способность к ингибированию роста B. subtilis выявлена у 75% исследуемых антарктических штаммов микромицетов. Высокая бактерицидная активность была только у P. roseopurpureum 169 (диаметр зоны лизиса равен 25 мм). У остальных проявляющих активность штаммов (70.8%) подавление роста бактерии было умеренным (d=14-20 мм). Почти половина (42%) исследованных антарктических штаммов микромицетов ингибировало развитие A. niger. Высокой активностью (d=27 мм) обладал только Botrytis cinerea 174. Остальные 37.5% штаммов имели умеренную активность (d=15-20 мм). 38% микромицетов ингибировали рост как B. subtilis, так и A. niger. Более трех четвертей (77%) протестированных штаммов подавляли рост бактерий из почв Антарктиды. Выявлено ингибирование (умеренная активность) роста только грамположительных бактерий и актиномицетов. Максимальную бактерицидную активность проявлял штамм эвритопного вида Sarocladium kiliense 207 и штамм типичного вида многих субстратов Антарктиды – Antarctomyces psychrotrophicus 204. Для типичных антарктических видов (штаммы A. psychrotrophicus 204 и Hyphozyma variabilis 218), проводили экстракцию антибиотиков этилацетатом и бутанолом из КЖ, используя в качестве тест-культур B. subtilis и A. niger. Эти микромицеты давали умеренную зону ингибирования (d=23-24 мм) в отношении B. subtilis, однако не подавляли A. niger. Штамм A. psychrotrophicus 204 более интенсивно ингибировал рост бактерий при выращивании на богатой питательными веществами среде ГПД, а H. variabilis 218 – на минеральной среде Чапека. Максимальная эстеразная активность обнаружена у штаммов характерных для Антарктиды видов H. variabilis 218 и Thelebolus ellipsoideus 210 на среде ГПД (51 и 29 нмоль ФДА/г мицелиячас соответственно). Высокая целлюлолитическая активность отмечена у штамма потенциального фитопатогена Ascochyta pisi 192 (89 мкмоль глюкозы/мг сухого вещества). В 2 раза меньшие показатели – у штаммов типичных для Антарктиды Phoma violacea 214 и A. psychrotrophicus 204 (42 мкмоль глюкозы/мг сухого вещества). Целлюлолитическая активность других микромицетов крайне мала. Интенсивность разложения КМЦ всеми изученными штаммами была выше при +5°C, чем при +25°C. Ни у одного из 10 протестированных антарктических штаммов не обнаружено активности внеклеточных лакказ, фенолоксидаз и пероксидаз. Такой результат можно объяснить практически полным отсутствием древесных растений в Антарктиде. Работа проведена при поддержке гранта Российского научного фонда №14-50-00029.