ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2013, № 4, с. 405-411
МИКРОБИОЛОГИЯ
УДК 579.64:631.46
БАКТЕРИАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПЛОДОВЫХ ТЕЛ И ГИФОСФЕРЫ
НЕКОТОРЫХ БАЗИДИОМИЦЕТОВ
© 2013 г. Ю. А. Загрядская*, Л. В. Лысак*, И. И. Сидорова**, А. В. Александрова**, Е. Ю. Воронина**
*Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, ф-т почвоведения, 119991 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12 **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический ф-т, 119991 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12 E-mail: 1989july@mail.ru Поступила в редакцию 31.08.2012 г.
Показано, что поверхность и внутренние ткани плодовых тел базидиомицетов — специфические местообитания бактерий, характеризующиеся различными спектром и соотношением родов бактерий. На поверхности плодовых тел доминируют грамотрицательные бактерии родов Pseudomonas, Xanthomonas и Myxococcus, во внутренних тканях к ним присоединяются грамположительные бактерии родов Streptomyces, Bacillus, Arthrobacter и Micrococcus. Бактериальные комплексы поверхности и внутренних тканей плодовых тел исследованных базидиомицетов проявляют значительное сходство между собой и отличаются от таковых в гифосфере и контрольной почве. Впервые на поверхности и во внутренних тканях плодовых тел обнаружены представители рода Myxococcus, что может быть связано с началом процесса разложения плодового тела.
DOI: 10.7868/S0002332913040176
Грибы являются важным компонентом наземных и большинства водных экосистем и выполняют в них разнообразные экологические функции. Биомасса базидиомицетов в почвах лесных экосистем занимает второе место после биомассы растений и доминирует в почве и подстилке в течение значительной части вегетационного периода (Velikanov, 1989). В лесном биогеоценозе бази-диальные грибы формируют разнообразные местообитания бактерий, оказывая существенное влияние на численность и видовой состав бактериальных сообществ почвы (Curl, Truelove, 1986; Великанов, Сидорова, 1997, 1998; Rangel-Castro etal., 2002; Frey-Klett, Garbaye, 2005; Воронина, 2009).
Большинство работ по изучению бактериальных сообществ поверхности, внутренних тканей плодовых тел и гифосферы (мицелиальный мат под плодовыми телами) базидиомицетов выполнено для имеющих экономически важное значение объектов (микоризообразователи, патогенные грибы и сапротрофы, формирующие съедобные плодовые тела) (Tsukamoto et al, 2002; De Boer et al., 2005). Практически не исследованы бактериальные сообщества поверхности и внутренних тканей плодовых тел, а также гифосферы базидиомицетов (типичных представителей лесного биогеоценоза в природных условиях), что не позволяет выявить специфику бактериальных комплексов в локусах, образованных базидиоми-
цетами, и механизмы взаимодействия между бактериями и базидиомицетами, а также экологические функции бактерий в этих местообитаниях.
Цель работы — изучение бактериальных комплексов в местообитаниях, формируемых бази-диомицетами, в природных условиях.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объектами исследования служили плодовые тела и почва из гифосферы одного экземпляра каждого вида базидиомицета, отобранные на территории лесного массива заказника Звенигородской биостанции им. С.Н. Скадовского (Московская обл., Одинцовский р-н).
Образцы плодовых тел и почвы из гифосферы базидиомицетов отбирали со стационарных площадок в зоне обильного роста колоний следующих видов базидиомицетов: Lacearía laccata (Scop.) Cooke, Lactaríus aurantíacus (Pers.) Gray, Gymnopus confluens (Pers.) Antonín, Halling et Noordel., Lycoperdonperlatum Pers., Coltrícíaperen-nís (L.) Murrill., Clavaríadelphus lígula (Schaeff.) Donk — представителей широко распространенных в лесных биогеоценозах сапротрофов и экто-микоризообразователей. Образцы плодовых тел базидиомицетов отбирались без признаков разложения и высыхания.
Контролем служили образцы почвы с той же глубины за пределами колоний базидиомицетов.
Таблица 1. Численность сапротрофных бактерий, млн. КОЕ в 1 г
Вид базидиомицета Контроль Гифосфера Внутренние ткани плодовых тел
Laccaria laccata 0.25 ± 0.06 0.6 ± 0.07 1.645 ± 0.8
Coltricia perennis 0.74 ± 0.08 0.3 ± 0.08 0.714 ± 0.09
Lactarius aurantiacus 0.1 ± 0.03 0.9 ± 0.06 0.378 ± 0.07
Gymnopus confluens 12.9 ± 1.5 4.1 ± 0.5 0.228 ± 0.09
Lycoperdon perlatum 2.23 ± 0.8 7.09 ± 0.45 0.021 ± 0.007
Clavariadelphus ligula 0.47 ± 0.1 17.0 ± 0.9 0.006 ± 0.001
Исследования проводились осенью 2010 г. и 2011 г. (сентябрь, октябрь) в период интенсивного роста грибов. Микробиологические анализы проводились в течение нескольких суток с момента отбора проб. При необходимости образцы до анализа хранились в морозильной камере бытового холодильника.
Отобранные образцы плодовых тел, гифосфе-ры базидиомицетов и контрольной почвы помещали в колбы со 100 мл стерильной водопроводной воды. Для десорбции клеток с поверхности образцов проводили обработку всех образцов ультразвуком на российском диспергаторе УДНЗ-1 (22 кГц, 0.44 А, 2 мин). Для стерилизации поверхности плодовых тел базидиомицетов исследуемые образцы вымачивались в водном растворе Вапусан-Форте, содержащем 3.5%-ный алкилди-метилбензиламмоний хлорид и 0.91%-ный глута-ровый альдегид, в течение 5 мин (Иванов, 2008) с последующим промыванием в стерильной водопроводной воде и измельчением на гомогенизаторе тканей.
Численность и таксономическую структуру са-протрофного бактериального комплекса исследовали методом посева водных суспензий образцов на глюкозно-пептонно-дрожжевую (ГПД) среду с нистатином из разведений 1 : 100, 1 : 1000, 1 : 10000 в 3—5-кратных повторностях (Лысак и др., 2003). Учет бактерий, выросших на ГПД-сре-де, проводили на 10—14-е сут, определяя общее число колоний и численность отдельных таксономических групп. Для этого представителей основных морфологических типов изолировали на скошенный агар и идентифицировали до рода. Идентификацию бактерий проводили на основании результатов изучения культуральных, микроморфологических и некоторых физиолого-биохимических признаков (тест Хью—Лейфсона, наличие оксидазы) с помощью ключа для определения родов почвенных бактерий (Лысак и др., 2003) и по общепринятым определителям (Определитель бактерий Берджи, 1997).
Структуру сапротрофного бактериального комплекса характеризовали по относительному обилию отдельных родов бактерий с выделением
доминантов (относительное обилие >30%), суб-доминантов (относительное обилие 20—30%), группы среднего обилия (10—20%) и минорных компонентов (относительное обилие <10%) (Лысак и др., 2003).
Численность отдельных филогенетических групп прокариот в образцах поверхностных и внутренних тканей плодовых тел G. confluens оценивали методом FISH (fluorescence in situ hybridisation). В работе использованы зонды, специфичные для домена Bacteria и следующих таксонов: Firmicutes, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria. Подготовку препаратов, их гибридизацию с зондами и окрашивание проводили по стандартной методике (Манучарова, 2008).
Для выявления статистически достоверных различий средних значений численности подсчитывали доверительный интервал с уровнем вероятности 0.95. Для построения дендрограмм сходства сапротрофных бактериальных комплексов исследуемых образцов базидиомицетов пользовались программой Statistica 6.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Изучена численность сапротрофных бактерий в образцах тканей плодовых тел и гифосфере ба-зидиомицетов, а также в контрольной почве методом посева бактерий на ГПД-среду, которая позволяет выделить >40 родов почвенных бактерий. Результаты определения численности сапро-трофных бактерий представлены в табл. 1.
Как следует из табл. 1, численность сапротрофных бактерий во внутренних тканях плодовых тел исследованных базидиомицетов составляла от 0.006 до 1.645 млн. КОЕ в 1 г. Максимальные показатели общей численности бактерий были выявлены в тканях плодовых тел L. laccata (1.645 млн. КОЕ в 1 г) и C. perennis (0.714 млн. КОЕ в 1 г), а минимальные — в тканях плодовых тел C. ligula. Можно предположить, что бактерии могут проникать с поверхности во внутренние ткани грибов и сохраняться там в довольно значительных количествах.
В гифосфере исследованных базидиомицетов (L. aurantiacus, G. confluens, L. perlatum, L. laccata) численность сапротрофных бактерий была довольно высока и составляла от 0.3 до 17 млн. КОЕ в 1 г почвы, причем максимальные значения численности были характерны для C. ligula (17 млн. КОЕ в 1 г), а минимальные — для C. perennis (0.3 млн. КОЕ в 1 г).
Численность сапротрофных бактерий в контрольной почве была сравнима с численностью бактерий в гифосфере и составляла от 0.1 до 12.9 млн. КОЕ в 1 г, при этом численность сапротрофных бактерий в гифосфере была в основном выше, чем в контроле (за исключением C. perennis и G. confluens). Численность сапротрофных бактерий в гифосфере L. laccata, L. aurantiacus, L. perlatum и C. ligula была выше, чем в контроле в 2— 36 раз, причем наибольшее увеличение численности бактерий было выявлено для гифосферы C. ligula. В гифосфере C. perennis и G. confluens численность бактерий была ниже, чем в контроле, в 2.5 и 3.2 раза соответственно. Наши результаты согласуются с данными Великанова (1997), который обнаружил увеличение численности сапро-трофных бактерий в гифосфере по сравнению с контролем у большинства исследованных бази-диомицетов.
Обращает на себя внимание довольно значительная численность бактерий во внутренних тканях плодовых тел — сотни тысяч клеток в 1 г. При этом в тканях двух макромицетов (L. laccata и L. aurantiacus) численность бактерий была выше, чем в контрольной почве, что могло быть связано с началом процесса разложения грибной биомассы, хотя видимых признаков разложения мы обнаружить не смогли.
В работах зарубежных авторов были выявлены те же закономерности: численность сапротрофных бактерий во внутренних тканях плодовых тел базидиомицетов (Amanita muscaria, Hebeloma crus-tuliniforme, Laccaria amethistina, L. laccata, L. proxima, Lycoperdon sp., Scleroderma sp., Suillus grevillei, S. luteus, Thelephora terrestris, Xerocomus sp.) также была довольно высока и составл
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.