IDENTIFICATION OF MARKERS FOR MYCELIA OF WHITE-ROT AND BROWN-ROT FUNGI BY PY-GC-MS AND VOC ANALYSIS

UDC 630.844.2

  • Olga Alexandrovna Shapchenkova V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS» Email: shapchenkova@mail.ru
  • Antonina Alexandrovna Aniskina V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS» Email: aniskina_a@ksc.krasn.ru
  • Nataliya Veniaminova Pashenova V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS» Email: pasnat@ksc.krasn.ru
  • Sergey Redzhinaldovich Loskutov V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS» Email: lsr@ksc.krasn.ru
DOI_disc_logo https://doi.org/10.14258/jcprm.20240312536
Ключевые слова: fungi, mycelia, Py-GC/MS, GC/MS, pyrolysates, VOCs

Аннотация

Pathogenic fungi, along with fires and insect pests, are among the most important factors affecting coniferous forests in Siberia. Conifers are attacked by fungi that cause stains and decay of wood. The decrease in quality and timber loss due to stain and decay caused by fungi can be significant. The early detection of fungi in wood allows taking preventive measures to reduce the potential threats caused by fungi in the forests. The mycelia of brown-rot (Fomitopsis betulina, Phaeolus schweinitzii) and white-rot (Trametes versicolor, Phellinus chrysoloma) fungi and mycelia extracts were studied using methods of pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC/MS) and GC/MS, respectively, to find out whether the chemical compounds can be useful as fungal markers. Py-GC/MS of mycelia showed pyrolysis products of glucans, chitin, chitosan, proteins, and lipids. Volatile organic compounds (VOCs) of mycelia extracts were represented by 14-28 individual volatile compounds: Phaeolus schweinitzii> Phellinus chrysoloma> Fomitopsis betulina> Trametes versicolor. The presence of N-bearing compounds, 1-octene, 1-decanol among pyrolysis products of wood and some fungal VOCs emitted from wood may be indicative of fungi. The usefulness of the markers detected needs to be further confirmed by examining wood infected by these fungi.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Olga Alexandrovna Shapchenkova , V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS»

PhD, Senior researcher

Antonina Alexandrovna Aniskina , V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS»

Research assistant

Nataliya Veniaminova Pashenova , V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS»

PhD, Senior researcher

Sergey Redzhinaldovich Loskutov , V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS - separate subdivision of the Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center SB RAS»

Doctor of Chemical Sciences, Fellow of the IAWS

Литература

Kuz'michev E.P., Sokolova E.S., Kulikova E.G. Common fungal diseases of Russian forests. USA, 2001, 137 p.

Mali T., Mäki M., Hellén H., Heinonsalo J., Bäck J., Lundell T. FEMS Microbiol. Ecol., 2019, vol. 95, no. 9, 135. DOI: 10.1093/femsec/fiz135.

Guo Y., Jud W., Weikl F., Ghirardo A., Junker R.R., Polle A., Benz J. P., Pritsch K., Schnitzler J.-P., Rosenkranz M. Commun. Biol., 2021, vol. 4, 673. DOI: 10.1038/s42003-021-02198-8.

Hung R., Lee S., Bennett J.W. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2015, vol. 99, pp. 3395–3405. DOI: 10.1007/s00253-015-6494-4.

Polizzi V., Adams A., Malysheva S.V., De Saeger S., Van Peteghem C., Moretti A., Picco A.M., De Kimpe N. Fungal Biol., 2012, vol. 116, no. 9, pp. 941–953. DOI: 10.1016/j.funbio.2012.06.001.

Yang F., Dong W., Zhang X., Li Y., Zhou S., Zhu G., Xiao C. Chil. J. Agric. Res., 2019, vol.79, no.4, pp. 596608. DOI: 10.4067/S0718-58392019000400596.

Lima T. da C., Santos R.S., Silva S.Y.S., Santos D. de A., Silva S. da C., Gomes A. de A., Oliveira M. C. F., Alves K.F., Pinto L., Oliveira M.N. Food Chem., 2021, vol. 362, 130150. DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.130150.

Zhao J., Peng P., Song J., Ma S., Sheng G., Fu J., Yuan D. AAQR, 2012, vol. 12, no. 1, pp. 8392. DOI: 10.4209/aaqr.2011.06.0086.

Schwarzinger C. J. Anal. Appl. Pyrolysis, 2005, vol. 74, no. 1–2, pp. 2632. DOI: 10.1016/j.jaap.2004.11.025.

Melucci D., Fedi S., Locatelli M., Locatelli C., Montalbani S., Cappelletti M. Curr. Drug Targets, 2013, vol. 14, no. 9, pp. 10231033. DOI: 10.2174/1389450111314090011.

Wan Y.Y., Zhu Y.J., Jiang L., Luo N. Microorganisms, 2022, vol. 10, 2333. DOI: 10.3390/microorganisms10122333.

Morgan S.L., Watt B.E., Ueda K. Analytical microbiology methods: chromatography and mass spectrometry. New York, 1990, pp. 179200. DOI: 10.1007/978-1-4899-3564-9_12.

Schmidt O. Wood and tree fungi: biology, damage, protection, and use. Germany, 2006, 334 p.

Sárközy A. Isolation and structure elucidation of bioactive metabolites from poroid fungi of Hymenochaetaceae and Meripilaceae: Ph.D. Thesis. Hungary, Szeged, 2021. 57 p.

Bergdahl D.R. Plant Dis., 1985, vol. 69, pp. 887890.

Pleszczyńska M., Lemieszek M.K., Siwulski M., Siwulski M.,·Wiater A., Rzeski W., Szczodrak J. World J. Microbiol. Biotechnol., 2017, vol. 33, 83. DOI:10.1007/s11274-017-2247-0.

Garcia-Rubio R., de Oliveira H.C., Rivera J., Trevijano-Contador N. Front Microbiol., 2020, vol. 10, 2993. DOI: 10.3389/fmicb.2019.02993.

Beccaccioli M., Reverberi M., Scala V. Front. Biosci. (Landmark Ed), 2019, vol. 24, no. 1, pp. 172185. DOI: 10.2741/4712. PMID: 30468650.

Abo Elsoud M.M., El Kady E.M. Bull. Natl. Res. Cent., 2019, vol. 43, 59. DOI: 10.1186/s42269-019-0105-y.

Di Mario F., Rapanà P., Tomati U., Galli E. Int. J. Biol. Macromol., 2008, vol. 43, no. 1, pp. 812. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2007.10.005.

Rouches E., Dignac M.-F., Zhou S., Carrère H. J. Anal. Appl. Pyrolysis, 2017, vol. 123, pp. 409–418. DOI: 10.1016/j.jaap.2016.10.012

Sugiura M., Nakahara M., Yamada C., Arakawa T., Kitaoka M., Fushinobu S. J. Biol. Chem. J. Biol. Chem., 2018, vol. 293, no. 45, pp. 1737517386. DOI: 10.1074/jbc.RA118.004963.

Łucejko J.J., Modugno F., Ribechini E., del Río J.C. Anal. Chim. Acta, 2009, vol. 654, pp. 2634. DOI: 10.1016/j.aca.2009.07.007.

Cowling E.B., Merrill W. Can. J. Bot., 1966, vol. 44, no 11, pp. 15391554. DOI: 10.1139/b66-167.

Fabbri D., Sangiorgi F., Vassura I. Anal. Chim. Acta, 2005, vol. 530, no. 2, pp. 253261. DOI: 10.1016/j.aca.2004.09.020.

Bojke A., Tkaczuk C., Stepnowski P., Gołębiowski M. Microbiol. Res., 2018, vol. 214, pp. 129136. DOI: 10.1016/j.micres.2018.06.011.

Johnathan M., Nurul A.A., Ezumi M.F., Gan S.H. Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci., 2016, vol. 7, no. 4, pp. 516.

Marchese A., Orhan I.E., Daglia M., Barbieri R., Lorenzo A.D., Nabavi S.F., Gortzi O., Izadi M., Nabavi S.M. Food Chem., 2016, vol. 210, pp. 402414. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.04.111.

Joo J.H., Hussein K.A. Front. Plant Sci., 2022, vol. 13, 897668. DOI: 10.3389/fpls.2022.897668.

Kong W.-L., Li P.-S., Wu X.-Q., Wu T.-Y., Sun X.-R. Microorganisms, 2020, vol. 8, 590. DOI: 10.3390/microorganisms8040590.

Kassam R., Yadav J., Chawla G., Kundu A., Hada A., Jaiswal N., Bollinedi H., Kamil D., Devi P., Rao U. Front. Mi-crobiol., 2021, vol. 12, 790223. DOI: 10.3389/fmicb.2021.790223.

Kurashov E.A., Ananieva E.P., Krylova Yu.V. Mikologiya i fitopatalogiya, 2012, vol. 46, no. 2, pp. 145152. (in Russ.).

Daisy B.H., Strobel G.A., Castillo U., Ezra D., Sears J., Weaver D.K., Runyon J.B. Microbiology, 2002, vol. 148, pp. 3737–3741.

Zhabinskii V.N., Drasar P., Khripach V.A. Molecules, 2022, vol. 27, 2103. DOI: 10.3390/molecules27072103.

Zhao F., Wang P., Lucardi R.D., Su Z., Li S. Toxin, 2020, vol. 12, 35. DOI: 10.3390/toxins12010035.

Pohleven J., Burnard M.D., Kutnar A. Wood and Fiber Sci., 2019, vol. 51, no. 3, pp. 231254. DOI: 10.22382/wfs-2019-023.

Опубликован
2024-09-30
Как цитировать
1. Shapchenkova O. A., Aniskina A. A., Pashenova N. V., Loskutov S. R. IDENTIFICATION OF MARKERS FOR MYCELIA OF WHITE-ROT AND BROWN-ROT FUNGI BY PY-GC-MS AND VOC ANALYSIS // Химия растительного сырья, 2024. № 3. С. 273-279. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/12536.
Выпуск
№ 3 (2024)
Раздел
Низкомолекулярные соединения

Copyright (c) 2024 Химия растительного сырья

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:

1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.