Отбор и оценка условий хранения сапрофитных линий спорыньи Claviceps purpurea

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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.

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.1

Р. И. Бобылева

Email: volnin.a@mail.ru

к.б.н.

Россия

Н. 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.1

П. 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.1

К. 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. 78

С. 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.1

А. 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.1

Список литературы

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. Габитова Г.Х., Шайдуллина М.З., Гурьянов И.Д., Решетник О.А. Способы депонирования хлебопекарных дрожжей. Вестник технологического университета. 2017; 20(18): 152–157.
  14. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок. Вид мицелия суперэлитных линий: А – наличие эргоалкалоидов в образцах мицелия двух новых эрготоксиновых линий на 30-й день культивирования (показано стрелкой); Б – пигментированный пурпурный мицелий, способный синтезировать алкалоиды в условиях in vitro, отсутствие типичной морфологии гиф свидетельствует о формировании нетипичного склероциеподобного мицелия; В – непегментированный (белый) мицелий, не способный синтезировать алкалоиды при in vitro культивировании, видна типичная характерная морфология гиф, свойственная аскомицетам

Скачать (221KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».