Отбор и оценка условий хранения сапрофитных линий спорыньи Claviceps purpurea
- Авторы: Волнин А.А.1, Бобылева Р.И.1, Цыбулько Н.С.1, Савин П.С.1, Штром К.А.2, Мясникова С.Б.1, Бохан А.И.1
-
Учреждения:
- Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
- МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
- Выпуск: Том 27, № 8 (2024)
- Страницы: 50-58
- Раздел: Биологическая химия
- URL: https://journals.eco-vector.com/1560-9596/article/view/635311
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2024-08-07
- ID: 635311
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Введение. Спорынья (Claviceps purpurea) играет важную роль в технологиях здоровьесбережения. Сохранение ценных генетических ресурсов промышленных фармацевтических штаммов паразитарной спорыньи является важнейшей научно-прикладной задачей.
Цель работы – oтбор и оценка условий длительного хранения сапрофитных линий спорыньи Claviceps purpurea.
Материал и методы. Конидиоспоры и сапрофитный мицелий замораживали при ‒20 °С в течение 10 мес. с последующим культивированием на жидкой и агаризованной питательной среде. Установлено, что образцы конидиоспор и мицелия после размораживания сохраняли способность к росту и биосинтезу алкалоидов in vitro.
Результаты. Из склероциев трёх штаммов паразитарной культуры выбраны лучшие линии (эрготоксиновая ВКМ-F-2450-D-23-1, эрготоксиновая ВКМ-F-2450-D-23-9, эрготаминовая ВКМ-F-2641-D-S-2, эргокорнамовая ВКМ-F-3662-D-22-5) и депонированы
в виде аксенического и сапрофитного мицелия для длительного хранения. Показано, что склероций штамма-продуцента эрготамина имел уровень синтеза алкалоидов 0,78 г/100 г с содержанием эрготамина 67,9%; данный штамм демонстрировал рост пигментированного пурпурного мицелия в аксенической культуре. Склероции штамма-продуцента эрготоксина ‒ 0,76 и 0,59 г/100 г с содержанием 51,5 и 50,3% суммы эргокорнина и α-эргокриптина, 20 и 22% β-эргокриптина соответственно; обе линии демонстрировали формирование склероциеподобной морфологии мицелия и способность к биосинтезу алкалоидов при сапрофитном культивировании на агаризованной питательной среде. Склероций штамма-продуцента эргокорнама имел уровень синтеза алкалоидов 0,79 г/100 г с содержанием 18,2% эргокорнама и 24,6% эргометрина, демонстрировал рост пигментированного пурпурного мицелия в аксенической культуре.
Выводы. Формирование биоколлекций длительного хранения, в том числе криоколлекций для организмов-продуцентов лекарственного сырья, создаёт основу для технологического суверенитета Российской Федерации и снижает зависимость от импорта лекарственных препаратов и сырья для их производства, в том числе эргоалкалоидов.
Полный текст
Об авторах
А. А. Волнин
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
Автор, ответственный за переписку.
Email: volnin.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9222-536X
к.б.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии
Россия, Москва, 117216, ул. Грина 7, стр.1Р. И. Бобылева
Email: volnin.a@mail.ru
к.б.н.
РоссияН. С. Цыбулько
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
Email: volnin.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9542-5017
к.фарм.н., инженер 1-й категории, лаборатория биотехнологии
Россия, Москва, 117216, ул. Грина 7, стр.1П. С. Савин
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
Email: volnin.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5441-3471
к.б.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии
Россия, Москва, 117216, ул. Грина 7, стр.1К. А. Штром
МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Email: volnin.a@mail.ru
магистр
Россия, Москва, 119454, Проспект Вернадского, д. 78С. Б. Мясникова
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
Email: volnin.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6318-2433
науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии
Россия, Москва, 117216, ул. Грина 7, стр.1А. И. Бохан
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)
Email: volnin.a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4154-3709
д.с-х.н., зав. лабораторией биотехнологии
Россия, Москва, 117216, ул. Грина 7, стр.1Список литературы
- Волнин А.А., Савин П.С. Разнообразие алкалоидов и вирулентность спорыньи Claviceps purpurea (Fries) Tulasne: эволюция, генетическая диверсификация, метаболическая инженерия (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2022; 57(5): 852–881. doi: 10.15389/agrobiology.2022.5.852rus.
- Wong G., Lim L.R., Tan Y.Q. et al. Reconstituting the complete biosynthesis of D-lysergic acid in yeast. Nature Communication. 2022; 13(1): 712. doi: 10.1038/s41467-022-28386-6.
- Chen J., Han M., Gong T. et al. Recent progress in ergot alkaloid research. RSC Advances. 2017; 7(44): 27384–27396. doi: 10.1039/C7RA03152A.
- Hulvová H., Galuszka P., Frébortová J., Frébort I. Parasitic fungus Claviceps as a source for biotechnological production of ergot alkaloids. Biotechnology Advances. 2013; 31(1): 79–89. doi: 10.1016/j.biotechadv.2012.01.005.
- Yao Y., Wang W., Shi W. et al. Overproduction of medicinal ergot alkaloids based on a fungal platform. Metabolic Engineering. 2022; 69: 198–208. doi: 10.1016/j.ymben.2021.12.002.
- Волнин А.А., Цыбулько Н.С., Савин П.С. и др. Биоколлекция фармацевтических паразитарных штаммов спорыньи пурпурной – основа для селекции новых линий, продуцирующих эргоалкалоиды in vitro. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2023; 26(8): 22–31. doi: 10.29296/25877313-2023-08-03.
- Шаин С.С. Биологические основы производства сырья спорыньи (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.) в биотехнологической системе гриб–растение (oбзор). Прикладная биохимия и микро-биология. 1996; 32(3): 275–279.
- Фонин В.С., Сидякина Т.М., Шаин С.С. и др. Изучение условий хранения промышленных штаммов паразитарной культуры спорыньи. Прикладная биохимия и микробиология. 1996; 32(4): 406–410.
- Волнин А.А., Цыбулько Н.С., Савин П.С., Мясникова С.Б. Экспресс-методы селективного и неселективного определения индольных алкалоидов. Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2022; 12(1): 117–126. doi: 10.36871/vet. zoo.bio.202212115.
- Mantle P. Comparative ergot alkaloid elaboration by selected plectenchymatic mycelia of Claviceps purpurea through sequential cycles of axenic culture and plant parasitism. Biology (Basel). 2020; 9(3): 41. doi: 10.3390/biology9030041.
- Mantle P.G., Tonolo A. Relationship between the morphology of Claviceps purpurea and the production of alkaloids. Transactions of the British Mycological Society. 1968; 51(3-4): 499–505. doi: 10.1016/s0007-1536(68)80017-8.
- Похиленко В.Д., Баранов А.М., Детушев К.В. Методы длительного хранения коллекционных культур микроорганизмов и тенденции развития. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2009, 4(12): 99–121.
- Габитова Г.Х., Шайдуллина М.З., Гурьянов И.Д., Решетник О.А. Способы депонирования хлебопекарных дрожжей. Вестник технологического университета. 2017; 20(18): 152–157.
- Савкина О.А., Терновской Г.В., Локачук М.Н. и др. Криоконсервация – перспективный метод хранения промышленно ценных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей. Сельско-хозяйственная биология. 2014; 4: 112–119. doi: 10.15389/agrobiology.2014.4.112rus.
Дополнительные файлы
