БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СИБИРСКИХ ШТАММОВ БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ – ПРОДУЦЕНТОВ ФЕРМЕНТОВ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛАЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

УДК 579.66

  • Юлия Александровна Литовка Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва Email: litovkajul@rambler.ru
  • Игорь Николаевич Павлов Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва Email: forester24@mail.ru
  • Полина Васильевна Маколова Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: polinochka-makolova@rambler.ru
  • Антон Алексеевич Тимофеев Красноярский научный центр СО РАН Email: timofeyev95@gmail.com
  • Екатерина Алексеевна Литвинова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва; Красноярский научный центр СО РАН Email: litvinovaek22@ya.ru
  • Анастасия Александровна Васильева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва Email: drroptimusprime@gmail.com
  • Александр Васильевич Шабанов Красноярский научный центр СО РАН; Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН Email: alexch_syb@mail.ru
Ключевые слова: биодеструкция, ксилотрофы, базидиальные грибы, растительные субстраты, гидродинамическая активация, твердофазное и глубинное культивирование, целлюлазы, лигниназы

Аннотация

Представлены результаты исследования дереворазрушающих свойств сибирских штаммов ксилотрофных базидиомицетов Armillaria, Ganoderma, Fomitopsis, Heterobasidion и Porodaedalea. Определены их ростовые параметры и ферментативная активность при твердофазном и глубинном культивировании. Быстрорастущими культурами на целлюлозо-, танинсодержащих средах, хвойных и лиственных субстратах (исходных и гидродинамически активированных) являются Fomitopsis pinicola и Ganoderma lucidum. Базидиальные грибы проявляют различную ростовую реакцию на предварительную гидродинамическую активацию березовых опилок (ускорение роста / замедление / индифферентность). Максимальная дереворазрушающая активность на древесине Abies sibirica отмечена для грибов Armillaria borealis, Ganoderma tsugae, G. lucidum, F. pinicola и Porodaedalea niemelaei: убыль массы субстрата составила 8–11%; сумма полисахаридов уменьшилась в 1.4 раза преимущественно за счет ферментолиза трудногидролизуемых полисахаридов. Высокие показатели ферментативной активности грибов отмечены при твердофазном и глубинном культивировании с индуктором. Максимальная активность фенолоксидазы характерна для G. tsugae (1.2 ед/г·с); карбоксиметилцеллюлазы – для штаммов F.pinicola и G. lucidum (11.8 и 10.3 ед/мл); ксиланазы – для H. abietinum (3.8 ед/мл). По совокупности показателей экспресс-тестов, количественного определения ферментативной активности, ростовых параметров на лигноцеллюлозных субстратах и степени биоконверсии древесины наиболее перспективным продуцентом лигнолитических ферментов в условиях in vitro является штамм Gl4-16A G. lucidum; целлюлолитических ферментов – штамм Fp6-17 F. pinicola.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Юлия Александровна Литовка, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва

доктор биологических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры химической технологии древесины и биотехнологии, тел. (391) 227-36-54

Игорь Николаевич Павлов, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва

доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией лесных культур, микологии и фитопатологии, заместитель директора по научной работе, заведующий кафедрой химической технологии древесины и биотехнологии, тел. (391) 227-36-54

Полина Васильевна Маколова, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

младший научный сотрудник лаборатории лесных культур, микологии и фитопатологии

Антон Алексеевич Тимофеев, Красноярский научный центр СО РАН

младший научный сотрудник лаборатории геномных исследований и биотехнологии

Екатерина Алексеевна Литвинова, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва; Красноярский научный центр СО РАН

ассистент кафедры химической технологии древесины и биотехнологии, младший научный сотрудник лаборатории геномных исследований и биотехнологии

Анастасия Александровна Васильева, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва

студент

Александр Васильевич Шабанов, Красноярский научный центр СО РАН; Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной спектроскопии

Литература

Kulikova N.A., Klyayn O.I., Stepanova Ye.V., Korolova O.V. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 2011, vol. 47, no. 6, pp. 619–634. (in Russ.).

Fodorova T.V., Shakhova N.V., Klyayn O.I., Glazunova O.A., Maloshenok L.G., Kulikova N.A., Psurtseva N.V., Korolova O.V. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 2013, vol. 49, no. 6, pp. 570–579. (in Russ.).

Mukhin V.A., Veselkin D.V., Bryndina Ye.V. Gribnyye soobshchestva lesnykh ekosistem. [Mushroom communities of forest ecosystems]. Moscow; Petrozavodsk, 2000, pp. 26–36. (in Russ.).

Baldrian P. British Mycological Society Symposia Series, 2008, vol. 28, pp. 19–41.

Yoon J.J., Kim Y.K. J. Microbiol., 2005, vol. 43 (6), pp. 487–492.

Yoon J.J., Cha C.J., Kim Y.S., Kim W. Biotechnol Lett., 2008, vol. 30 (8), pp. 1373–1378.

Litovka YU.A., Pavlov I.N., Ryazanova T.V., Gazizulina A.V., Chuprova N.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2018, no. 1, pp. 193–199. DOI: 10.14258/jcprm.2018012729.

Shin K., Kim Y.H., Jeya M., Lee J.K., Kim Y.S. Journal of microbiology and biotechnology, 2010, vol. 20 (12), pp. 1681–1688.

Machuca A., Ferraz A. Enzyme and Microbial Technology, 2001, vol. 29 (6), pp. 386–391.

Valášková V., Baldrian P. Microbiology, 2006, vol. 152 (12), pp. 3613–3622.

Hastrup A.C., Howell C., Larsen F.H., Sathitsuksanoh N., Goodell B., Jellison J. Fungal Biol., 2012, vol. 116 (10), pp. 1052–1063.

Kim Y.S., Wi S.G., Lee K.H., Singh A.P. Holzforschung, 2002, vol. 56 (1), pp. 7–12.

Quiroz-Castaeda R.E., Balcazar-Lopez E., Dantan-Gonzalez E., Martinez A., Folch-Mallol J., Anaya C.M. Electron J Biotechnol., 2009, vol. 12, pp. 1–8.

Salvachúa D., Prieto A., López-Abelairas M., Lu-Chau T., Martínez Á.T., Martínez M.J. Bioresource technology, 2011, vol. 102 (16), pp. 7500–7506.

Saha B.C., Kennedy G.J., Qureshi N., Cotta M.A. Biotechnology Progress, 2017, vol. 33(2), pp. 365–374.

Govumoni S.P., Gentela J., Koti S., Haragopal V., Venkateshwar S., Rao L.V. International Journal of Current Mi-crobiology and Applied Sciences, 2015, vol. 4(10), pp. 700–710.

Montoya S., Sanchez O.J., Levin L. African Journal of Biotechnology, 2015, vol. 14 (15), pp. 1304–1317.

Elisashvili V., Kachlishvili E., Tsiklauri N., Metreveli E., Khardziani T., Agathos S.N. World J Microbiol Biotechnol., 2009, vol. 25(2), pp. 331–339.

Elisashvili V., Penninckx M., Kachlishvili E., Tsiklauri N., Metreveli E., Kharziani T., Kvesitadze G. Bioresource Tech-nology, 2008, vol. 99, no. 3, pp. 457–462.

Jaana K., Miia M.R., Jarkko I., Ilona O., Taina L. BMC Microbiology, 2015, vol. 15(217), pp. 1–18.

Pavlov I.N., Litovka Yu.A., Ryazanova T.V., Chuprova N.A., Litvinova E. A., Putintseva Y.A., Kües U., Krutov-sky K.V. J. Sib. Fed. Univ. Biol., 2018, vol. 11, no. 1, pp. 30-48. DOI: 10.17516/1997-1389-0039.

Metody eksperimental'noy mikologii [Methods of experimental mycology], ed. V.I. Bilay. Kiev, 1982, 550 p. (in Russ.).

Alves E., Lucas G.C., Pozza E.A., Alves M.de C. Laboratory Protocols in Fungal Biology: Current Methods in Fun-gal Biology, Springer Science + Business Media, LLC, 2013, pp. 133–150.

Bradner J.R., Gillings M., Nevalainen K.M.H. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 1999, vol. 15, pp. 131–132.

Bukhalo A.S. Vysshiye s"yedobnyye bazidiomitsety v chistoy kul'ture. [Higher edible Basidiomycetes in pure culture]. Kiev, 1988, 144 p. (in Russ.).

Riazanova T.V., Chuprova N.A., Isaeva E.V. Wood Chemistry, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012, 428 p.

Fiziologiya rasteniy [Plant Physiology], ed. I.P. Yermakov. Moscow, 2005, 640 p. (in Russ.).

Sinitsyn A.P., Gusakov A.V., Chernoglazov V.M. Biokonversiya lignotsellyuloznykh materialov. [Bioconversion of lignocellulosic materials]. Moscow, 1995, 224 p. (in Russ.).

Bradford M.M. Anal. Biochem., 1976, vol. 72, pp. 248–254.

Опубликован
2020-12-21
Как цитировать
1. Литовка Ю. А., Павлов И. Н., Маколова П. В., Тимофеев А. А., Литвинова Е. А., Васильева А. А., Шабанов А. В. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СИБИРСКИХ ШТАММОВ БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ – ПРОДУЦЕНТОВ ФЕРМЕНТОВ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛАЗНОГО ДЕЙСТВИЯ // Химия растительного сырья, 2020. № 4. С. 371-383. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/8396.
Выпуск
Раздел
Технологии

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)