ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА И ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ИЗОЛЯТОВ HELMINTHOSPORIUM-ПОДОБНЫХ
ГРИБОВ ИЗ БЕЛОГО МОРЯ
© 2015 г. Я. В. Киреев*, О. П. Коновалова**, Н. С. Мюге***, А. В. Шнырёва*, Е. Н. Бубнова**, 1
*Кафедра микологии и альгологии, биологический ф-т Московского университета имени М.В. Ломоносова **Беломорская биостанция имени Н.А. Перцова, биологический ф-т Московского университета имени М.В. Ломоносова ***Институт биологии развития им. Н.М. Кольцова РАН, Москва Поступила в редакцию 06.11.2014 г.
Исследованы морфологические, культуральные и физиологические свойства 19 изолятов Helm-inthosporium-подобных гифомицетов из Белого моря. Методами молекулярной генетики уточнено их таксономическое положение. Один изолят отнесен к неизвестному виду Alternaria sp., а остальные — к виду Paradendryphiella salina (G.K. Sutherl.) Woudenb. & Crous. Исследованные изоляты имеют ряд приспособительных особенностей. Оптимальной соленостью для их роста является 1—2% NaCl в среде, что ниже, чем было известно для изолятов из районов открытого океана. Видимо, это связано с пониженной, относительно океанической (35%е), соленостью вод Белого моря (22—24%е). Оптимальной температурой для роста и развития исследованных изолятов является 22°С, но они могут расти и спороносить при температуре 6°С, что не было ранее показано для изолятов из более теплых морей. Исследованные культуры хорошо растут и спороносят на среде с экстрактом фукусовых водорослей и в слое морской воде. Их конидии успешно прорастают в морской воде, в отличие от конидий грибов, выделенных из наземных местообитаний. Исследование особенностей строения конидиогенного аппарата с помощью световой и сканирующей электронной микроскопии показало холобластическое конидиеобразование. Данный результат подтверждает правильность выделения P. salina из рода Scolecobasidium.
Ключевые слова: Paradendryphiella salina, Alternaria, Bipolaris, морские грибы, физиология грибов, таксономия грибов, геносистематика грибов, Белое море.
DOI: 10.7868/S0026365615050134
Аскомицеты из порядка Pleosporales чрезвычайно широко распространены в морях Мирового океана. Большинство из них является сапротрофами на растительных остатках. Кроме того, они встречаются в грунтах и почвах, могут являться паразитами водорослей и высших растений, симбионтами водорослей (Jones et al., 2009; Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Suetrong et al., 2009).
При исследовании культурально-морфологических свойств зачастую невозможно установить таксономическое положение таких грибов даже на уровне рода. Это происходит из-за высокой вариабельности морфологических признаков культур при росте на питательных средах и отсутствия в культуре телеоморф (половых стадий) у большинства из них. В то же время, в литературе прак-
1 Автор для корреспонденции (e-mail: katya.bubnova@wsbs-msu.ru).
тически нет точных и подробных описаний их анаморфных (бесполых) стадий. Молекулярно-генетические исследования не всегда приводят к успеху по двум основным причинам: небольшого числа последовательностей генов морских грибов в базах данных (GenBank) и общей неясной ситуации в таксономии плеоспоровых грибов в настоящее время (Jones et al., 2009; Suetrong et al., 2009, Woudenberg et al., 2013).
Примером такой запутанной таксономической истории являются два вида, отнесенных в настоящее время к роду Paradendryphiella Woudenb. & Crous: P. salina (G.K. Sutherl.) Woudenb. & Crous и P. arenariae (Nicot) Woudenb. & Crous. Первоначально вид P. salina был описан в роде Cercospora как C. salina Sutherland, а вид P. arinariae — в роде Dendryphiella как D. arenaria Nicot. В 1964 г. Д. Пью и Ж. Нико перенесли C. salina также в род Dendryphiella, как D. salina
(Pugh, Nicot, 1964). Именно под названиями "D. salina" и "D. a^naria" эти виды стали наиболее широко известны в литературе (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979). Род Dendryphiella содержал несколько видов: наряду с морскими, сюда относились также наземные, обитающие на растительных субстратах и в почвах теплых регионов. В 1979 г. М.Б. Эллис перенес морские виды из рода Dendryphiella в род Scolecobasidium (как S. arenarium (Nicot) M.B.Ellis и S. salinum (Nicot) M.B. Ellis), посчитав, что у них энтеробластический тип кони-диеобразования (Ellis, 1979). Вслед за ним использовать такие названия стали многие микологи; они довольно долго были рекомендованными названиями Словаря Грибов (Kirk et al., 2011). Молекулярные исследования начала 2000-х годов не подтвердили этот перенос (Jones et al., 2009; Suetrong et al., 2009). В 2013 г. Джойс Вуденберг и соавт. (Woudenberg et al., 2013) было опубликовано большое исследование по молекулярной таксономии Alternaria-подобных грибов. Здесь приведено описание нового рода — Paradendryphiella, всего с двумя видами: морскими Р. salina и P. arenariae. Заметим, что необходимость описания отдельного рода для морских дендрифиелл ранее уже обсуждалась в литературе (Jones et al., 2009). В работе Вуденберг и соавт. при построении филогении были использованы последовательности ДНК только двух типовых культур — D. salina и D. arenaria, а также типовой культуры Embellisia annulata de Hoog, в результате также отнесенной к виду P. salina. В работе авторы не сделали оригинальных описаний культур, а использовали опубликованные ранее у других исследователей (Woudenberg et al., 2013).
P. salina и P. arenariae — чрезвычайно широко распространенные виды. Их обнаруживали во всех исследованных морях от тропических до умеренных широт. Они встречаются в почвах приморских маршей, в различных грунтах, на живых водорослях и их отмерших талломах, на морских травах, на древесине; их конидии обычны в воде и морской пене (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Артемчук, 1981; dela Cruz et al., 2006). Чрезвычайно широкое распространение, легкость выделения и поддержания в культуре сделали эти виды излюбленными объектами исследований. В общей сложности было выполнено и опубликовано более 40 работ, посвященных исследованию различных аспектов экофизиологии (dela Cruz et al., 2006; Curran, 1980; Duffy et al., 1991; Edvards et al., 1998; Jones, Jennings, 1964; Panebianco, 1994), ферментативного аппарата (Gessner, 1980; Grant, Rhodes, 1992; MacDonald, Speedie, 1982; Rohrmann, Molitoris, 1992) и противомикробной активности (dela Cruz et al., 2006) P. salina и P. arnnariae. Все эти работы проводились с изоля-тами, полученными из теплых и умеренных вод, и в большинстве своем — на небольшом их числе
(до 10). Максимум исследованных изолятов — 32, представлен в работе Т.Е. дела Круза и соавт. (dela Cruz et al., 2006), но не во всех экспериментах были использованы все эти культуры.
При исследованиях биоразнообразия грибов в различных экотопах холодноводного субарктического Белого моря нами было выделено довольно много изолятов неясного таксономического положения, морфологически близких родам Helm-inthosporium, Alternaria и некоторым другим ана-морфам порядка Pleosporales (Bubnova et al., 2014). Первоначально при использовании определителей для темноокрашенных грибов (Sivanesan, 1987; Великанов, Хасанов, 2003) большинство Helminthosporium-подобных были отнесены нами к виду Bipolaris australiensis (Bubnova et al., 2014). Однако последующее изучение, в том числе, и в рамках данной работы, позволило исправить ошибку, и с уверенностью отнести их к роду Paradendryphiella.
Целью данной работы было исследование таксономического положения, а также физиологических свойств изолятов P. salina, выделенных из Белого моря.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалом для исследования послужили 19 изолятов морских Helminthosporium-подобных грибов, выделенных в 2003 и 2006 гг. в окрестностях Беломорской биостанции им. Н.А. Перцова Московского государственного университета (ББС МГУ). В связи с тем, что первоначально они были отнесены к виду Bipolaris australiensis, в наше исследование включены также три почвенных изолята B. аustraliensis, полученные из Всероссийской коллекции микроорганизмов Российской академии наук (ВКМ РАН), а также один изолят, предположительно Curvularia lunata (в итоге отнесенный к роду Bipolaris), выделенный нами из Южно-Китайского моря. Характеристика использованных в работе изолятов представлена в таблице.
Оценку культурально-морфологических свойств исследуемых изолятов проводили на среде картофельно-глюкозный агар (КГА) на 7 сут роста при комнатной температуре. Все изоляты высевали в трехкратной повторности. При описании колоний оценивали их диаметр, цвет и текстуру. Изучение микроморфологии изолятов проводили с помощью светового микроскопа. Оценивали следующие параметры: 1) микроморфология мицелия (цвет, диаметр, наличие вздутий, хламидо-спор); 2) микроморфологические особенности ко-нидиогенных структур и конидий (размеры, цвет, ветвление конидиеносцев; строение конидиоген-ных узлов; размеры, септированность конидий).
Характеристика использованных в работе изолятов
Изолят Места отбора образцов Время сбора образцов Субстрат Видовая принадлежность Номер депонированного штамма в ВКМ Номер последовательности в ГенБанке
Беломорские Helminthosporium-подобные изоляты
03.3.19 Ермолинская губа 66°33'18" с.ш. 33°01'18'' в.д. 2003, август Грунт (ил, песок), нижняя литораль Paradendryphiella salina -
03.3.2б 2003, август Грунт (ил, песок), средняя литораль P. salina F-4557 KC 98б955
B.h.4.01 Еремеевский порог 66°33'07'' с.ш. 33°06'54'' в.д. 2006, август Таллом Ascophyllum nodosum ecad. muscoides, верхняя литораль P. salina F-4556 KC 98б958
A.n.k 2 2006, август Таллом A. nodosum. средняя литораль P. salina -
F.c.23.11 2006, август Таллом Fucus vesiculo-sus ecad. muscoides. верхняя литораль P. salina -
03.2.11 2003, август Таллом Cladophora sp., верхняя литораль P. salina -
0б.11.75 2006, август Грунт (ил, песок), средняя литораль P. salina -
03.3.5б 2003, август Таллом A. nodosum, средняя литораль P. salina -
0б.11.2. Мыс Киндо 66°32'17'' с.ш. 33°11'35'' в.д. 2006, август Таллом A. nodosum, средняя литораль P. salina -
0б.11.3 2006, август Грунт (песок), верхняя литораль P.
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.