Registration Number
0824U002746, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
19-09-2024
popup.evolution
.
Title
Biological characteristics of Xylaria Hill ex Schrank species in culture
Author
Alisa R. Atamanchuk,
popup.head Nina A. Bisko
popup.opponent Viktoria O. Krasinko
popup.opponent Olga V. Kuznetsova
popup.review Nina P. Vedenicheva
popup.review Vera P. Hayova
popup.rada
M.G.Kholodny Institute of Botany NASU
Description
Дисертаційна робота присвячена дослідженню 28 штамів 7 видів роду Xylaria у культурі. Встановлено їхні культурально-морфологічні характеристики, особливості росту за різних умов культивування, біосинтетичну активність, міжвидові взаємодії з іншими грибами у культурі. У роботі наведені експериментально отримані дані щодо вмісту у міцеліальній біомасі та культуральній рідині штамів видів роду Xylaria різних біологічно активних сполук: полісахаридів, поліфенолів, меланінів, а також антиоксидантної та антибактеріальної активності. Описано морфолого-культуральні характеристики міцеліальних колоній штамів видів роду Xylaria та встановлено, що найбільша варіабельність морфологічних ознак характерна для штамів X. polymorpha. Незважаючи на значну фенотипову мінливість серед штамів, виокремлені певні морфологічні ознаки окремих видів. Встановлено, що представники роду Xylaria не здатні до росту в умовах підвищених температур. Граничні температури, після впливу яких не відбувалось відновлення росту вегетативного міцелію, варіювали від 36±0,1 °С до 41±0,1 °С. Проведено молекулярно-філогенетичний аналіз на основі отриманих нуклеотидних послідовностей внутрішнього транскрибованого спейсера ядерної рДНК та генів, що кодують β-тубулін і другу субодиницю РНК-полімерази II 10 штамів 6 видів роду Xylaria. Побудовані дендрограми із залученням імпортованих із бази даних GenBank консенсусних послідовностей зазначених локусів. В результаті було підтверджено видову приналежність 10 штамів. Досліджено взаємодію штамів видів роду Xylaria з іншими грибами, в результаті чого виявлено антагоністичну дію цих грибів відносно Aspergillus niger, Candida albicans, Fusarium solani, Mucor plumbeus, Penicillium polonicum та Trichoderma viride. Загалом антагоністична активність штамів видів роду Xylaria щодо перелічених видів грибів проявлялась у пригніченні росту їхніх колоній або на відстані, або у разі міцеліального контакту – у заміщенні колоній шляхом часткового або повного обростання. Розрахунок кількісних показників індексів антагонізму для позначення здатності досліджуваних штамів виду роду Xylaria конкурувати з тест-культурами виявив вищі значення для штамів видів X. polymorpha та X. longipes відносно інших видів. Високий ступінь антагонізму штамів видів роду Xylaria щодо опортуністичних патогенів може свідчити про значний потенціал досліджуваних штамів як можливих агентів біологічного контролю. Вперше отримано дані щодо динаміки синтезу ендо- та екзополісахаридів штамами X. polymorpha та X. longipes при глибинному культивуванні. Показники вмісту ендополісахаридів варіювали від 32,30±0,87 мг/г до 120,00±0,67 мг/г для штамів X. polymorpha та 38,75±0,77 мг/г до 98,33±1,55 мг/г для штамів X. longipes, відповідно. Вміст екзополісахаридів також був нижчим для штамів X. longipes порівняно зі штамами X. polymorpha та варіював від 0,15±0,01 мг/мл до 0,41±0,01 мг/мл та від 0,47±0,02 мг/мл до 1,00±0,02 мг/мл, відповідно. Зіставлення динаміки накопичення біомаси, ендо- та екзополісахаридів культурами X. polymorpha та X. longipes виявило відмінності у синхронності цих процесів для різних штамів. Проведено дослідження динаміки вмісту фенольних сполук та антиоксидантної активності у різних екстрактах біомаси та культуральної рідини штамів видів X. polymorpha та X. longipes, вирощених методом глибинного культивування. Визначено, що склад розчинника мав значний вплив на кількість екстрагованих фенольних сполук із біомаси досліджених штамів видів роду Xylaria. Метанол виявився найбільш ефективним для екстракції поліфенолів у порівнянні з етанолом та етилацетатом. Взаємозв’язок між вмістом фенольних сполук та антиоксидантною активністю як у біомасі, так і в культуральній рідині всіх досліджених штамів був підтверджений за допомогою кореляційного аналізу. Здійснено комплексний аналіз пігменту, виділеного із біомаси штамів виду X. polymorpha. За допомогою фізико-хімічних аналітичних тестів та спектрометричних досліджень отриманий пігмент було охарактеризовано як меланін. Проведено порівняння вмісту меланінів у біомасі різних штамів X. polymorpha. Найнижча продуктивність синтезу цього пігменту спостерігалась для штаму X. polymorpha IBK 2723 – 5,17±0,36 мг/л, найвища – для штаму X. polymorpha ІВК 2737 зі значенням 180,32±4,16 мг/мл. Визначено антибактеріальну дію екстрактів біомаси та культуральної рідини штамів видів роду Xylaria проти Bacillus subtilus, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae та Pseudomonas aeruginosa. Отримані результати вказали на вищу антибактеріальну активність екстрактів культуральної рідини у порівнянні з екстрактами біомаси. За діаметром зон затримки росту та кількістю штамів видів роду Xylaria, що проявили антибактеріальну активність, найбільшу ефективність було відмічено проти P. aeruginosa. У підсумку для кожного виду (представленого окремими штамами) розроблено паспорти, які включають рекомендації зі збереження вегетативного міцелію in vitro та дані щодо біосинтетичної активності.
Registration Date
2024-07-25
popup.nrat_date
2024-07-25 / 2026-07-01
