научная статья по теме ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКОТОКСИНОВ И УСНИНОВОЙ КИСЛОТЫ В СЛОЕВИЩАХ ЭПИГЕЙНЫХ ЛИШАЙНИКОВ Биология

Текст научной статьи на тему «ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКОТОКСИНОВ И УСНИНОВОЙ КИСЛОТЫ В СЛОЕВИЩАХ ЭПИГЕЙНЫХ ЛИШАЙНИКОВ»

ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2015, № 3, с. 265-271

= БИОХИМИЯ

УДК 619.611.573.616:092.632.636.578

ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКОТОКСИНОВ И УСНИНОВОЙ КИСЛОТЫ В СЛОЕВИЩАХ ЭПИГЕЙНЫХ ЛИШАЙНИКОВ © 2015 г. Г. П. Кононенко, А. А. Буркин

Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, 123022 Москва, Звенигородское ш., 5 E-mail: vniivshe@mail.ru Поступила в редакцию 11.12.2013 г.

Методом иммуноферментного анализа изучено распределение микотоксинов и усниновой кислоты по таллому эпигейных кустистых лишайников Alectoria ochroleuca, нескольких видов родов Cladonia, Cetraria, Flavocetraria, а также у листоватых лишайников Nephroma arcticum и шести видов рода Pelti-gera. Установлено, что в верхних или апикальных частях талломов содержание микотоксинов ниже, чем в базальных, а также в отмерших участках. Различия в распределении усниновой кислоты у большинства видов незначительны, но в лишайниках Cladonia stellaris и N. arcticum количество этого метаболита в верхних и периферических участках больше, чем в нижних.

DOI: 10.7868/S0002332915030030

Лишайники, широко известные как кормовое и лекарственное сырье (Muggia et al, 2009), являются важнейшим биологическим ресурсом и нуждаются в пристальном внимании с точки зрения не только их сохранения и приумножения, но и научно обоснованного использования. Однако среди большого числа работ, связанных с изучением физиологически активных лишайниковых веществ, только в очень немногих рассматривались их локализация в слоевище, биотрасформа-ция и деструкция (Моисеева, 1959; Равинская, Вайнштейн, 1975; Mirando, Fahselt, 1978; Hamada, 1982).

В последние десятилетия получены доказательства сложной структурной организации лишайников, в которой кроме основной симбиоти-ческой пары микобионт—фотобионт представлены многообразные по составу сообщества бактерий и грибов (Petrini et al., 1990; Arnold et al., 2009; Bates et al., 2011). В связи с этим при биохимических исследованиях таких природных объектов следует учитывать возможность накопления в них продуктов вторичного обмена ассоциированных микроорганизмов. Недавно с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) в составе экстрактивных веществ лишайников выявлены метаболиты, свойственные токсигенным микроскопическим грибам родов Fusarium, Penicillium, Aspergillus, Alternaria (Буркин, Кононенко, 2010, 2011). К настоящему времени удалось установить не только состав и содержание микотоксинов в лишайниках разных систематических групп (Кононенко и др., 2012; Буркин, Кононенко, 2013, 2014), но и их длительную сохранность (Буркин и др., 2012). Разработка метода ИФА для одного из типичных

лишайниковых веществ — усниновой кислоты (Буркин и др., 2013), которая давно используется как лекарственное средство, — предоставила уникальную возможность сопоставления содержания микотоксинов и этого метаболита в разных участках одного и того же организма.

Цель работы — сравнительное изучение распределения микотоксинов и усниновой кислоты по таллому эпигейных кустистых и листоватых лишайников родов Alectoria, Cetraria, Cladonia, Flavocetraria, Nephroma и Peltigera.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на 263 фрагментах слоевищ 24 видов лишайников. Единичные образцы Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot., C. crispata (Ach.) Flot., C. rangiferina (L.) F.H. Wgg. и Cetraria islandica (L.) Ach., отобранные в 2010 г. в Тверской обл., состояли из нескольких произраставших совместно особей одного вида. Сначала из образцов Cladonia выделяли подеции, затем делили их на три одинаковые по размеру части: верхнюю, среднюю и нижнюю. Слоевища C. islandica фрагментировали на верхнюю и нижнюю части, различающиеся по цвету, и отдельно собирали осыпь — омертвевшие участки таллома, отшелушившиеся в ходе пробо-подготовки. Кроме того, под каждым лишайником отбирали подстилку — поверхностный почвенный слой.

Последующие сборы материала проводили во второй половине лета 2010—2012 гг. Виды рода Cladonia, не относящиеся к секции Cladina (C. bel-lidiflora (Ach.) Schaer., C. deformis (L.) Hoffm., С. maxima (Asahina) Ahti, C. subulata (L.)

266

КОНОНЕНКО, БУРКИН

F.H.Wigg., C.verticillata Hoffm., C. cornuta (L.) Hoffm., C. sulphurina (Michx.) Fr.), собирали в Карелии, C. crispata — в Тверской обл., а виды рода Cladonia секции Cladina (C. arbuscula, C. rangiferi-na, C. mitis Sandst., C. stellaris (Opiz) Pouzar & Vez-da) — в Карелии и Республике Коми (Печоро-Илычский заповедник), в Тверской и Мурманской областях (в том числе на территории Лапландского заповедника). Alectoria ochroleuca (Hoffm.) A. Massal., Cetraria laevigata Rass. и Flavo-cetraria cucullata (Bellardi) Kärnefelt & A. Thell были собраны на Таймыре, C. islandica — на Таймыре и в Тверской обл., Flavocetraria nivalis (L.) Kärnefelt & A. Thell — в Карелии. Nephroma arcticum (L.) Torss., Peltigera aphthosa (L.) Willd., P. canina (L.) Willd., P. malacea (Ach.) Funck, P. neopolydactyla (Gyeln.) Gyeln., P. polydactylon (Neck.) Hoffm., P. scabrosa Th. Fr. были собраны в 2010 и 2012 гг. на побережье Белого моря вблизи Полярного круга на границе Мурманской обл. и Карелии.

Подеции кладоний и талломы A. ochroleuca и лишайников Cetraria, Flavocetraria делили на две неравные части: верхнюю (2/3 высоты) и нижнюю (1/3). Образцы листоватых лишайников N. arcticum и рода Peltigera, представляющие собой одну или несколько произраставших совместно лопастей одного вида, фрагментировали на две равные или близкие по размеру части — периферическую (апикальную) и базальную с признаками потемнения.

Для анализа, как правило, использовали навеску 200—500 мг воздушно-сухого материала (соотношение навески и объема экстрагента 1 : 10). Для экстракции использовали смесь ацетонитри-ла и воды (84 : 16). Микотоксины — альтернариол (АОЛ), афлатоксин В1 (АВ1), дезоксиниваленол (ДОН), диацетоксисцирпенол (ДАС), зеараленон (ЗЕН), микофеноловую кислоту (МФК), охра-токсин А (ОА), PR-токсин (PR), стеригматоци-стин (СТЕ), Т-2-токсин (Т-2), фумонизин В1 (ФУМ), циклопиазоновую кислоту (ЦПК), цит-ринин (ЦИТ), эмодин (ЭМО), эргоалкалоиды (ЭА), роридин А (РоА) — определяли по унифицированной методике на основе непрямого конкурентного ИФА, описанной ранее (Буркин и др., 2013). Чувствительность анализа составила 2 (АВ1, Т-2, ЭА), 4 (СТЕ), 8 (ОА, РоА), 20 (МФК, ЦИТ, АОЛ, ЗЕН), 40 (ДОН, ЭМО), 50 (ФУМ) и 100 нг/г (ДАС, ЦПК, PR). Усниновую кислоту (УК) определяли в тех же экстрактах методом ИФА с нижним пределом измерения 0.1 мкг/г (Буркин и др., 2013). Для определения таксономической принадлежности лишайников использовали стандартные методы (Окснер, 1974).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

У четырех единичных образцов C. arbuscula, C. crispata, C. rangiferina и C. islandica прослеживалась устойчивая тенденция к нарастанию количеств отдельных микотоксинов, таких как СТЕ, МФК, ЦИТ, АОЛ, по таллому сверху вниз, достигая в нижней трети наибольших значений (табл. 1). Однако количества других, например ЭА, ЦПК, различались не так заметно и без явных закономерностей.

В осыпи C. islandica, представляющей собой отмершие фрагменты таллома, количества СТЕ, МФК, ЦИТ, АОЛ, ЦПК, ЭМО и ДАС оказались еще больше, чем в нижней части таллома, а ЭА, ФУМ и PR, не найденные в талломе, в осыпи все же удалось обнаружить. Вполне ожидаемым было повышенное содержание микотоксинов в подстилке. Оно касалось СТЕ, ЭМО, ДАС, PR, а для C. islandica — еще и АОЛ (табл. 1). Известно, что в составе почвенных микромицетов, участвующих в разложении опада, имеются виды, способные к продуцированию микотоксинов (Мирчинк и др., 1981; Озерская и др., 1981).

Лишайники A. ochroleuca и родов Cladonia, Ce-traria и Flavocetraria от следующего сбора были фрагментированы также по вертикали сверху вниз, но с неравным соотношением частей (2 : 1). На таких фрагментах накопление микотоксинов в нижней части слоевищ и подециев выявлялось более отчетливо (табл. 2). По-видимому, это связано не только с однозначным выделением участков, различающихся по возрасту и степени отмирания, но и с увеличением выборок. Так, для C. rangiferina, C. stellaris и C. islandica различия были найдены для большинства микотоксинов.

В целом у кладоний наиболее выраженное возрастание количеств в направлении сверху вниз установлено для СТЕ, АОЛ, ЭМО и в меньшей степени для МФК, ЦИТ, ДАС, ЦПК и PR. При этом не только увеличивалось содержание мико-токсинов, но часто они обнаруживались только в нижних частях — СТЕ (C. verticillata), АОЛ (C. de-formis), ЭМО (C. maxima), ЦИТ (C. deformis, C. maxima и C. mitis), ДАС (C. crispata и C. verticillata), ЦПК (C. deformis, C. maxima), PR (С. bellidiflo-ra, C. deformis, C. stellaris, C. sulphurina, C. verticillata). Эта же тенденция просматривалась и по таким редко встречающимся метаболитам, как ЭА, ОА, ДОН, ФУМ. Для ЗЕН отчетливые различия удалось обнаружить только у двух видов, при этом у C. bellidiflora его концентрация в нижней части была более чем в 3 раза выше, чем в верхней, а у C. verticillata он был найден только в нижних фрагментах. Гораздо реже были отмечены и обратные ситуации с обнаружением веществ, например ОА (C. subulata), ДОН (C. arbuscula, C. rangiferina, C. maxima) и ДАС (C. mitis), только в верхней части подециев (табл. 2).

Таблица 1. Содержание микотоксинов (нг/г) во фрагментах слоевищ лишайников, а также в подстилке и осыпи

Образец (n) АВХ Т-2 ЭА СТЕ ОА МФК ЦИТ АОЛ ЗЕН ДОН ЭМО ФУМ ДАС ЦПК PR

Cladonia arbuscula (1) 1 — — — 125 — 63 50 315 — 100 1230 — — 160 —

2 — — 24 80 — 60 50 390 — — 1550 — 125 100 —

3 — — 41 560 32 130 78 2510 — — 2630 — 215 200 —

4 — — — 4470 33 135 95 910 — — 3550 100 400 135 185

C. crispata (1) 1 — — 21 22 — 45 60 165 — — 390 — — — —

2 — — 22 630 — 46 100 920 — — 405 — — 120 —

3 — — 10 1780 — 81 200 830 — — 1995 — 240 120 175

4 — — — 4470 40 120 160 655 — — 3550 160 405 110 195

C. rangiferina (1) 1 — — 28 38 — 51 40 50 — 100 120 — — 220 —

2 — — 11 40 — 45 40 10 — — 225 — 140 355 155

3 — — 41 445 — 45 74 500 — — 1000 — 225 135 —

4 — — 17 1780 — 105 79 840 — — 2690 — 240 120 225

Cetraria islandica (1) 1 — — — 12 — 51 50 —

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