= БИОХИМИЯ
УДК 619.611.573.616:092.632.636.578:582.29
МЕТАБОЛИТЫ ТОКСИГЕННЫХ ГРИБОВ В ЛИШАЙНИКАХ РОДОВ Alectoria, Bryoria, Evernia, Pseudevernia, Usnea © 2015 г. А. А. Буркин, Г. П. Кононенко
Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, 123022 Москва, Звенигородское ш., 5 E-mail: vniivshe@mail.ru Поступила в редакцию 08.08.2014 г.
В кустистых лишайниках 14 видов из пяти родов семейства Parmeliaceae охарактеризованы комплексы микотоксинов по численности, составу и содержанию отдельных компонентов. Показано, что у видов рода Bryoria постоянно присутствуют пять микотоксинов (стеригматоцистин, микофе-ноловая кислота, цитринин, альтернариол и эмодин), в Evernia и Pseudevernia этот перечень дополняют зеараленон, диацетоксисцирпенол и циклопиазоновая кислота или фумонизины. Отмечено, что Alectoria и Usnea отличаются своеобразием набора токсичных метаболитов и занимают промежуточное положение по их числу. Обсуждаются общие черты и особенности профиля микотоксинов у видов, принадлежащих к одному роду, и у образцов из разных мест обитания.
DOI: 10.7868/S0002332915040037
Обнаружение в лишайниках метаболитов, свойственных свободноживущим микроскопическим грибам (Буркин, Кононенко, 2010, 2011), — новый научный факт, заслуживающий всестороннего изучения для понимания источников их появления в этих сложных симбионтных организмах и роли в базовой биохимической системе. В этой связи важны результаты недавних микологических исследований, проводимых зарубежными авторами и подтверждающих локализацию и многообразие состава эндолишайниковых грибов (Sun et al., 2002; Li et al., 2007; Arnold et al., 2009; U'Ren et al., 2010).
Лишайники родов Alectoria, Bryoria, Evernia, Letharia, Pseudevernia, Usnea образуют в семействе Parmeliaceae группу с общим морфологическим признаком — кустистым строением слоевищ. Отдельные их представители (Bryoria chalybeiformis, Evernia mesomorpha, Usnea filipendula (современное название U. dasypoga) и U. subfloridana) встречались среди тех видов, для которых впервые был описан состав микотоксинов (Кононенко и др., 2012). В связи с возможным использованием лишайников в качестве источников биологически активных веществ каждому из этих родов дана обобщенная микотоксикологическая характеристика (Буркин, Кононенко, 2013), а для отдельных видов (Alectoria ochroleuca, A. sarmentosa, Bryoria capillaris, Evernia prunastri, Letharia vulpina, Pseudeverniafufuracea, Usnea dasypoga), определены комплексы регулярно встречающихся компонентов (Буркин, Кононенко, 2014а) и характер распределения микотоксинов и усниновой кис-
лоты по слоевищу лишайника (Кононенко, Буркин, 2015).
Иммуноферментный анализ, позволяющий проводить одновременные испытания десятков проб, обеспечивает возможность проведения расширенных обследований лишайников в связи как с их таксономической принадлежностью, так и с местом обитания. Недавно нами были охарактеризованы листоватые лишайники пяти родов семейства Parmeliaceae — Arctoparmelia, Hypogymnia, Melanelia, Melanohalea и Parmelia (Буркин, Кононенко, 2014б).
Цель работы — изучение компонентного состава и накопления микотоксинов в 14 видах лишайников, принадлежащих к пяти родам семейства Parmeliaceae (Alectoria, Bryoria, Evernia, Pseudevernia, Usnea) и собранных на разных географических территориях.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объектом исследования были 273 образца лишайников родов Alectoria (A. ochroleuca (Hoffm.) Massal.), Bryoria (B. capillaris (Ach.) Brodo et
D. Hawksw., B. chalybeiformis(L.) Brodo et D. Hawksw., B. fuscescens (Gyeln.) Brodo et D. Hawksw., B. implexa (Hoffm.) Brodo et D. Hawksw., B. subcana (Nyl. ex Stizenb) Brodo et D. Hawksw., B. simplicior (Vain.) Brodo et D. Hawksw.), Evernia (E. prunastri (L.) Ach.,
E. mesomorpha Nyl.), Pseudevernia (P. furfuracea (L.) Zopf.) и Usnea (U. subfloridana Stirt., U. dasypoga (Ach.) Nyl., U. hirta (L.) Wigg. emend. Mot., U. lap-ponica Vainio). Сборы проводили летом 2010—2012 гг. в России, а также в Норвегии (округи Оппланд,
Мере-ог-Ромсдал), Швеции (о-в Готланд) и Турции (окрестности г. Улудаг). В России местами отбора были побережье Белого моря в Мурманской обл. и Северной Карелии, средняя полоса европейской части страны (Владимирская, Ленинградская, Московская, Тверская области), а также п-ов Таймыр, Тюменская обл. и Республика Саха (Якутия). Образцы хранили в воздушно-сухом состоянии, видовую принадлежность лишайников определяли стандартными методами (Окснер, 1974).
Перед анализом лишайники очищали от остатков почвы или коры, слоевища взвешивали, помещали в пробирку, куда добавляли смесь ацето-нитрила и воды (84 : 16) при соотношении навески материала и объема экстрагента 1 : 10 (вес/объем). Пробирку интенсивно встряхивали и оставляли на 12—14 ч. После повторного встряхивания экстракты разбавляли буфером в 10 раз и использовали для непрямого конкурентного иммунофер-ментного анализа. Количественное определение афлатоксина В1 (АВ1), Т-2-токсина (Т-2), эргоалка-лоидов (ЭА), стеригматоцистина (СТЕ), охратокси-на А (ОА), роридина А (РоА), микофеноловой кислоты (МФК), цитринина (ЦИТ), альтернариола (АОЛ), зеараленона (ЗЕН), дезоксиниваленола (ДОН), эмодина (ЭМО), фумонизинов (ФУМ), диацетоксисцирпенола (ДАС), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), РЯ-токсина (РЯ) выполняли с помощью наборов коммерческих иммунореагентов и калибрантов, предназначенных для контролирования объектов растительного происхождения, как описано ранее (Буркин, Кононенко, 2014а).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Для E. mesomorpha, как и для ранее описанного E. prunastri (Буркин, Кононенко, 2014а) группа микотоксинов с частой встречаемостью включала в себя восемь представителей — СТЕ, МФК, ЦИТ, АОЛ, ЗЕН, ЭМО, ДАС и ЦПК (табл. 1). Эта особенность для обоих видов отчетливо прослеживалась как в выборках из центральных областей европейской части России, так и в некоторых образцах, отобранных на других территориях. Кроме того, в центральных областях России достаточно часто, хотя и в малых количествах, обнаруживался Т-2 (в половине и двух третях случаев для E. prunastri и E. mesomorpha). В отношении ми-котоксинов с меньшей встречаемостью у этих видов имелись отличия. Так, в E. mesomorpha реже обнаруживались ЭА, ОА, ДОН, РЯ и чаще — АВ1 и ФУМ. У обоих видов образцы из северного ареала (Мурманская обл. и Швеция) были контамини-рованы меньшим числом микотоксинов. Ранее для небольшой выборки образцов E. mesomorpha с европейского Севера нами уже было продемонстрировано снижение частоты обнаружения ЗЕН, ДАС и ЦПК (Кононенко и др., 2012). О внутренней колонизации этих лишайников
микроскопическими грибами известно очень мало. Показано лишь, что в талломе E. prunastri заселенность грибами Penicillium sp. может достигать 66% (Sun et al, 2002).
Исследованный нами вид A. ochroleuca отличался по местообитанию (на почвенном покрове в тундрах и редколесье) от ранее изученного A. sarmentosa (в лесу на ветвях хвойных деревьев) (Буркин, Кононенко, 2014а). Тем не менее у этих видов прослеживалось отчетливое сходство по регулярной встречаемости семи микотоксинов (СТЕ, МФК, ЦИТ, АОЛ, ЗЕН, ЭМО и ДАС), а также по способности к интенсивному накоплению МФК и АОЛ (табл. 1). Среди отличий для A. ochroleuca могут быть отмечены отсутствие ФУМ и PR и более высокое содержание СТЕ и ЭМО.
Впервые нами охарактеризованы особенности качественного состава и содержания микотокси-нов в P. furfuracea из разных мест обитания.
Образцы P. furfuracea, отобранные в Тверской обл. и в Турции, при явных внешних различиях слоевищ по размерам и форме в целом сохраняли сходство по компонентному составу и содержанию микотоксинов (табл. 1). Смена местообитания выражалась в незначительных колебаниях частоты обнаружения или интенсивности накопления Т-2, ЭА, ДОН, ДАС, PR и не влияла на содержание основных компонентов. Это в очередной раз свидетельствовало о том, что качественный и количественный профили изучаемых микотоксинов в большей мере связаны с принадлежностью лишайника к определенному виду или роду и меньше зависят от условий его произрастания. Набор регулярно обнаруживаемых микотоксинов (СТЕ, ОА, МФК, АОЛ, ЗЕН, ЭМО и ФУМ) указывал на сходство P. furfuracea с представителями Evernia и Alectoria, но накопление ЭМО у этого вида было явно выше.
Сравнительное изучение видов U. subfloridana, U. dasypoga, U. hirta, представленных примерно одинаковыми выборками, и U. lapponica с меньшим числом образцов показало, что в них практически постоянно присутствуют СТЕ, МФК, ЦИТ АОЛ, ЭМО и достаточно часто—ДАС (табл. 2). Ранее шесть этих микотоксинов были найдены во всех исследованных образцах U. filipendula (U. dasypoga) (Кононенко и др., 2012). В U. hirta наряду с ними часто присутствовал еще и ЗЕН. Обнаружение других метаболитов, напротив, значительно варьировало как между видами, так и по сборам из разных мест. Например, ФУМ был найден только в U. dasypoga и U. lapponica, ДОН — лишь в U. subfloridana и U. dasypoga, а в лишайниках северных территорий реже встречались или отсутствовали Т-2, ЭА, ЗЕН и ДАС. Сведения о содержании микотоксинов в U. hirta и U. lapponica впервые приводятся в данной работе. Значительный интерес представляло бы определение этих
к
GJ
И
и о н К л
о и
и К о и о м К л и о
£
Таблица 1. Встречаемость и содержание микотоксинов, я+/минимальное~максимальное количество, нг/г, в лишайниках родов Evernia, Alectoria, Pseudevernia, собранных на разных территориях
Е. mesomorpha Е. prunastri A. ochroleuca Р. furfuracea
Микотоксин I п = 4 II и = 43 III и = 5 II п = 44 IV и = 8 III п = 15 IV п = 2 II и = 7 V и = 7
ЛИ, - 13/2-6 3/2 - - 4/2-3 - - -
Т-2 - 30/2-10 5/5 25/2-10 - 6/4-6 - 1/4 -
ЭА - 4/2-30 - 13/4-30 - 4/6-13 1/2 6/3-20 4/2-4
СТЕ 4/20-50 43/30-130 5/25-35 44/20-260 8/50-80 15/20-1300 2/80, 100 7/15-60 7/20-80
ОА РоА МФК 1/20 2/8 - 19/8-30 4/15-30 5/8-12 - 6/10-20 7/10-20
4/200-1260 43/160-1500 5/310-1000 44/70-1550 8/410-660 15/400-1320 2/150, 200 7/240-540 7/250-400
ЦИТ 4/130-2400 43/160-1000 5/200-500 44/270-1995 8/1120-6310 15/80-200 2/110, 130 6/40-120 5/40-
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.