научная статья по теме ДРОЖЖЕВЫЕ ГРИБЫ ВИНОГРАДНИКОВ ДАГЕСТАНА И ДРУГИХ РЕГИОНОВ Биология

Текст научной статьи на тему «ДРОЖЖЕВЫЕ ГРИБЫ ВИНОГРАДНИКОВ ДАГЕСТАНА И ДРУГИХ РЕГИОНОВ»

МИКРОБИОЛОГИЯ, 2015, том 84, № 3, с. 360-368

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

УДК 582.28;634.8

ДРОЖЖЕВЫЕ ГРИБЫ ВИНОГРАДНИКОВ ДАГЕСТАНА

И ДРУГИХ РЕГИОНОВ

© 2015 г. А. В. Качалкин*, 1, Д. А. Абдуллабекова**, Е. С. Магомедова**, Г. Г. Магомедов**, И. Ю. Чернов*, ***

*Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения **Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН ***Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН Поступила в редакцию 25.07.2014 г.

Многолетние исследования видового разнообразия дрожжевых грибов виноградников Республики Дагестан, с учетом комплексного подхода к анализу, учитывающего как различные методы выделения, так и проведение исследования различных типов субстратов вертикально-ярусного ряда в динамике позволили обнаружить 38 видов. Показано, что наиболее богатый видовой комплекс дрожжей, включающий около 80% от всех выделенных видов, формируется на ягодах. На основании данного исследования и проведенного анализа работ по встречаемости различных видов дрожжевых грибов для 18 винодельческих стран был составлен список из 160 видов дрожжей, выделяемых с плодов винограда, при самопроизвольном сбраживании свежевыжатого сока, а также с других субстратов виноградников. Анализ обобщенных данных показал достаточно высокие черты сходства таксономического состава дрожжевых грибов не только для разных стран, но и для разных частей света и позволил сделать переход от родовой к видовой характеристике дрожжевого сообщества, ассоциированного с виноградом.

Ключевые слова: виноград, дрожжи, биоразнообразие, УШя уШ/вга.

DOI: 10.7868/S0026365615030088

Изучение биоразнообразия дрожжевых грибов, ассоциированных с виноградом, является одним из традиционных направлений микологических исследований. Высокий научный интерес к нему не снижается с начала XX века, когда в странах развитого виноделия начались проводиться подобные работы [1]. Современный период изучения дрожжей, обитающих в виноградниках, а также выделяемых при традиционном производстве вин, связан как с проведением повторных исследований для мониторинга, так и для видовой ревизии, вызванной новыми изменениями в их систематике. Данные тематики работ характерны для традиционных европейских регионов производства вин, но появляются подобные исследования и для новых развивающихся регионов виноделия, таких как азиатские и южно-американские. Так, с начала 2000-х годов теме биоразнообразия дрожжевых грибов, выделяемых из виноградников, а также при сбраживании виноградного сока было посвящено около полусотни работ, выполненных в европейских странах (Австрия [2—4], Венгрия [5—7], Германия [8],

1 Автор для корреспонденции (e-mail: kachalkin_a@mail.ru).

Греция [9, 10], Испания [11-16], Италия [17-19], Португалия [20-23], Словения [24-26], Франция [27-31], Швейцария [32]), в странах Азии (Израиль [33], Индия [34-36], Китай [37-39]), в ЮАР [40, 41], в Австралии [42] и в Новой Зеландии [43], в южноамериканских странах (Аргентина [44-48], Бразилия [49-51]).

Однако данная тема исследований в России до недавнего времени была практически не затронута. Особенно это касается работ, проводимых с учетом современных изменений в систематике дрожжей. Поэтому нами были начаты работы по изучению и ревизии видового разнообразия дрожжевых грибов, ассоциированных с виноградниками Республики Дагестан - одного из традиционных регионов виноделия России. При проведении исследований были использованы два основных подхода для анализа: выделение дрожжей при сбраживании свежевыжатого сока [52] и исследование динамики дрожжевых сообществ в вертикально-ярусном ряду виноградника в течение вегетационного периода [53]. Полученные нами ранее данные, дополнительно проанализиро-

ванные образцы почвенно-растительных субстратов и ягод в период их зрелости позволяют дать достаточно полную характеристику видового разнообразия дрожжей, связанных с виноградом Дагестана.

Представляет большой интерес и сравнение полученных данных по таксономическому составу сообществ дрожжевых грибов виноградников Дагестана с данными для других винодельческих стран. Известно, что нередко обнаруживается сходство состава дрожжевого сообщества в различных географически удаленных местообитаниях при изучении, например, схожих фитоценозов, удаленных друг от друга почти на 3000 км [54] или же разнообразных местообитаний, объединенных по ведущему действию какого-либо фактора окружающей среды, в частности, температуры [55]. Схожесть основных черт дрожжевых сообществ, обитающих на винограде, и сообществ, формирующихся при самопроизвольном сбраживании виноградного сока, независимо от региона, также неоднократно отмечалась ранее [35, 56, 57].

В задачи данного исследования входил анализ данных по встречаемости видов дрожжевых грибов на винограде для различных винодельческих стран. Проведенный анализ позволяет выполнить не только сравнение полученных нами результатов изучения биоразнообразия дрожжей виноградников Дагестана, но и обобщает достаточно большой массив данных по выделению дрожжевых грибов, ассоциированных с виноградом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования таксономического состава дрожжевых грибов винограда, произрастающего в равнинных и предгорных районах центральной, южной и северной зон Республики Дагестан в диапазоне высот 34—265 м над уровнем моря, проводили в 2001—2013 гг. в следующих районах: Дербентском (пос. Мамедкала), Табасаранском (сел. Ерси), Каякентском (сел. Каякент, Мюрего, Ал-ходжакент), Кумторкалинском (сел. Кумторкала), Хасавюртовском (сел. Муцалаул, Новогагатли), Новолакском (сел. Новочуртах) и пригороде г. Махачкалы (пос. Шамхал). Объектом исследования служили белые сорта винограда — Бианка, Ркацители и черный — Молдова, произрастающие как в условиях крупных посадок винограда (промышленные виноградники), так и в виде небольших участков (до 1000 кустов).

Анализ таксономического состава дрожжевых грибов проводили, используя методику накопительных культур при самопроизвольном сбраживании свежевыжатого сока, а также стандартный

метод посева с предварительной десорбцией. При использовании метода накопительных культур из гроздей в период их зрелости, снятых в 6—9 точках участка, получали сок с соблюдением необходимых мер стерильности. Полученный сок разливали в стерильные закупоренные ватными пробками склянки объемом 500 см3, привозили в лабораторию и делали посевы в чашки Петри, используя в качестве среды виноградное сусло-агар. С целью выявления всего спектра видов дрожжей высевы проводили в динамике через каждые 3—4 дня до остановки ферментации.

Также для исследования таксономического состава дрожжей использовали стандартный метод посева на глюкозо-пептонно-дрожжевую среду. Образцами для анализа служили следующие субстраты: ягоды, листья с куста и опад, поверхностный слой почвы (0—5 см), собранные в 6—9 точках участков. Отбор проб проводили в годовой динамике через каждые 14—16 дней, также проводили дополнительные отборы в сентябре — в период зрелости ягод. Посев выполняли в день отбора проб. Десорбцию клеток с исследованных субстратов проводили в воде, приготовив разведения 1/3—1/50 (в зависимости от типа субстрата), с обработкой на вортексе в течение 10 минут. Из каждого разведения брали аликвоты 0.1 мл и высевали на 2—3 чашки Петри с глюкозо-пептонно-дрож-жевой средой. Для подавления роста бактерий использовали антибиотик левомицетин.

Посевы, при обоих методах выделения дрожжевых грибов, инкубировали при комнатной температуре, учет выросших колоний проводили на 5—6 сутки. По 2—3 колонии каждого типа выделяли в чистую культуру для дальнейшей идентификации. Для представления результатов и сравнения видового разнообразия дрожжевых грибов рассчитывали значение частоты встречаемости видов для каждого типа анализируемых субстратов.

Видовую идентификацию дрожжевых грибов проводили на основе анализа нуклеотид-ных последовательностей ITS1—5.8S—ITS2 региона и D1/D2 доменов региона 26S (LSU) рДНК. Выделение ДНК и проведение ПЦР осуществляли по ранее описанной методике [58]. Для амплификации использовали праймеры ITS1f (5' - CTTGGTCATTTAGAGGAAGTA) и NL4 (5'-GGTCCGTGTTTCAAGACGG). Секвени-рование амплифицированного региона производили в Научно-производственной компании "Синтол" (Москва). Видовую идентификацию осуществляли сравнением полученных нуклеотидных последовательностей с данными, размещенными в ген-банке NCBI (ncbi.nlm.nih.gov) и базе данных CBS (cbs.knaw.nl).

Таблица 1. Видовое разнообразие и частота встречаемости (%) дрожжевых грибов на различных субстратах виноградников Дагестана

Виды Ягоды Растение Почва

Aureobasidium pullulans 53.0 91.5 45.6

Candida albicans 0.2 - -

Candida apicola 0.2 - -

Candida diversa 0.9 - -

Candida glabrata 0.2 0.1 0.7

Candida lactis-condensi 0.9 - -

Candida membranifaciens 9.3 - -

Candida pimensis - 0.1 -

Candida sake 0.2 - -

Candida zemplinina 1.2 - -

Cryptococcus magnus 0.9 0.1 -

Cryptococcus terrestris - - 0.2

Debaryomyces hansenii - 0.1 -

Hanseniaspora opuntiae 2.6 1.1 -

Hanseniaspora uvarum 42.3 2.9 0.5

Kodamaea ohmeri - 1.1 1.4

Lachancea thermotolerans 1.2 - 0.7

Metschnikowia pulcherrima 8.6 0.4 0.2

Metschnikowia sinensis 18.0 16.8 3.9

Metschnikowia viticola 4.7 0.4 -

Metschnikowia zizyphicola 0.2 - -

Meyerozyma guilliermondii 0.2 - -

Pichia burtonii 0.2 - -

Pichia fermentans - 0.2 -

Pichia kudriavzevii 10.3 - -

Pichia occidentalis - 0.1 -

Pichia sp. 0.9 - -

Pichia terricola 0.9 - -

Rhodotorula glutinis 0.2 - -

Rhodotorula mucilaginosa 2.3 2.9 0.4

Saccharomyces cerevisiae 14.7 - -

Saccharomycopsis vini 2.1 - -

Schwanniomyces occidentalis - - 1.2

Sporisorium penniseti 0.2 - -

Starmerella bacillaris 0.5 - -

Torulaspora delbrueckii - - 0.2

Torulaspora pretoriensis 0.9 - -

Wickerhamomyces anomalus 0.5 0.4 -

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе проведения исследования дрожжевого сообщества виноградников Дагестана были выделены и идентифицированы 661 штамм дрожжевых грибов, относящихся к 38 видам, принадлежащих 18-ти родам (табл. 1). Наиболее разнообразны в представленном сп

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»