Состав микромицетов, выделенных из гниющих коробочек хлопчатника, и изучение их целлюлозоразрущающих способностей

Structure of micromycetes isolated from husks of the cotton bolls and the ability of cellulose destruction

Мухаммадиев Б.К. Муминова Р.Д.

06.05.2021 289

5(83)

29. Микробиология

Цитировать:

Мухаммадиев Б.К., Муминова Р.Д. Состав микромицетов, выделенных из гниющих коробочек хлопчатника, и изучение их целлюлозоразрущающих способностей // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 5(83). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11586 (дата обращения: 22.11.2024).

Прочитать статью:

DOI - 10.32743/UniChem.2021.83.5.11586

АННОТАЦИЯ

В статье обсуждается вопрос состава целлюлозоразрушающих грибов, выделенных из гниющих коробочек хлопчатника Ташкентской, Сырдарьинской и Сурхандарьинской областей Узбекистана. Также изучалась целлюлозоразрушающая способность выявленных грибов. Выявлены 42 вида микромицетов по степени обрастания фильтровальной бумаги и степени ее разложения. Также отмечено, что различий в составе и целлюлозорарушающей способности по регионам практически нет.

ABSTRACT

In article the structure of cellulose destruction fungi isolated from decaying residues of a cotton bolls from the Tashkent, Syr-Darya and Surkhan-Darya areas of Uzbekistan is discussed. Also, it was studied ability of cellulose destruction this species of fungi. Are revealed 42 types of micromycetes on degree of grow on a filtering paper and degree of its decomposition. Also it is noted that distinctions in structure and abilities of cellulose destruction for different regions practically do not differ.

Ключевые слова: коробочка хлопчатника, копрофилы, кератофилы, гифомицеты, гетеротрофы, микромицеты, грибы, микобиота, целлюлоза.

Keywords: cotton boll, coprophils, keratophils, hyphomycetes, heterotrophs, micromycetes, fungi, mycobiota, cellulose

Введение. В настоящее время известны экологические группы ряда грибов, обитающих в почве, в различных водоемах, паразитов растений, копрофилов, кератофилов и др.

Микроскопические грибы образуют большое количество ферментов, расщепляющих сельскохозяйственную, пищевую, бумажную продукцию, отходы легкой промышленности и т.д. [1, с. 269].

Изучение в природе активных целлюлозоразлагающих и белокобразующих микромицетов и закономерностей их распространения в почвах очень важно для повышения плодородия почв. Быстрое развитие агропромышленного производства отрицательно воздействует на экологию, численность и видовой состав микромицетов. Важную роль играет вопрос радикальной переработки сельскохозяйственного сырья, особенно фруктов, овощей и продуктов животноводства. Выращивание микромицетов в целлюлозных средах может способствовать решению проблем рационального использования сельскохозяйственных и промышленных отходов.

В природе целлюлозоразрушающие грибы распространены в разных типах почв и в различных растительных остатках, количество и качество которых зависит от запасов органического вещества [6, c. 367].

В.Я. Частухин, М.А. Николаевская и В.Н. Борисова провели обширные исследования проблемы разложения растительных остатков микроорганизмами и отметили, что по составу гифомицеты отличаются от эпифитов (живущих на поверхности растений) и почвенных микромицетов.

В качестве представителей микобиоты, разрушающей целлюлозу, можно назвать грибы, принадлежащие к родам Trichoderma, Fusarium, Aspergillus, Geotrichum, Alternaria, Talaromyces, Phoma, Mucor, Neurospora [3, c. 12–20; 5, c. 317–328; 4, c. 312–315].

Грибы могут расти на трудноперевариваемых средах, таких как стебли хлопчатника, рисовая и пшеничная солома, рисовые и кукурузные отходы, которые представляют собой различные растительные остатки [9, с. 199; 10, с. 120; 7, с. 47–50; 8, с. 23–27; 12, с. 4–6].

В результате изучения состава грибов можно сказать, что существует сходство между микромицетами почвы и обитающими на растительных остатках.

Результаты исследований. На основании вышеизложенного из коробочек хлопчатника было выявлено 42 вида микромицетов из 21 рода, 5 семейств и 3 подотдела, провели эксперименты по изучению их роста в целлюлозе. Здесь также превалирующими являются виды гифальных грибов (31 вид – 74 %). Представители мукоровых и туберкуляриевых (Fusarium) составляют 4-5 видов (10 и 11 %) соответственно. Обращает на себя внимание, что практически отсутствуют сумчатые грибы из р. Chaetomium (табл. 1). Данные о количественном распределении грибов по таксонам в различных регионах Узбекистана приведены в таблице 1. Как видно из таблицы, принципиальных различий по регионам нет.

Таблица 1.

Количественное распределение таксонов выявленных грибов из коробочек хлопчатника из различных регионов

Семейство	Род	Количество видов
Семейство	Род	Всего	%	Таш. обл.	%	Сыр. обл.	%	Сур. обл.	%
Mucoraceae	Mucor	2	4,7	2	5,4	2	5,1	2	5,5
	Circinella	1	2,3	–	–	1	2,5	–	–
	Rhizopus	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
Melanosporaceae	Chaetomium	2	4,7	2	5,4	2	5,1	2	5,5
Moniliaceae	Monilia	1	2,3	1	2,7	1	2,5	–
	Oospora	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Geotrichum	1	2,3	–	–	1	2,5	–	–
	Cephalosporium	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Acremonium	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Trichoderma	3	7,1	3	8,1	3	7,7	3	8,3
	Aspergillus	5	11,9	4	10,8	4	10,2	5	13,8
	Penicillium	5	11,9	4	10,8	5	5,1	4	11,1
	Botrytis	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Sporotrichum	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Trichothecium	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
Dematiaceae	Stachybotrys	2	4,7	2	5,4	2	5,1	2	5,5
	Pаpularia	1	2,3	1	2,7	–	–	–	–
	Nigrospora	1	2,3	1	2,7	1	2,5	1	2,7
	Cladosporium	2	4,7	2	5,4	2	5,1	2	5,5
	Alternaria	4	9,5	4	10,8	4	10,2	4	11,1
Tuberculariaceae	Fusarium	5	11,9	4	10,8	4	10,2	4	11,1
		42	100	37	100	39	100	36	100

Известно, что при сравнении количества грибов, выделенных из разных сред, и очевидных различий в биоразнообразии коэффициент Серенсона не превышает 50 %. Как видно из таблицы 2, коэффициент Серенсона при сравнении микобиоты коробочек хлопчатника колеблется от 90 до 96 % на уровне видов и от 91 до 94 % на уровне родов. Исходя из этого, можно сказать, что, несмотря на некоторые различия эколого-климатических условий, грибы в растительных остатках очень мало различаются.

Таблица 2.

Коэффициент подобия состава микобиоты коробочек хлопчатника в исследованных регионах Узбекистана, %

Регионы	Ташкентская область		Сырдарьин-ская область		Сурхандарьинская область
Регионы	род	вид	род	вид	род	вид
Ташкент	–	–	92,30	96,0	94,44	90,40
Сырдарья	92,30	96,0	–	–	91,9	91,89
Сурхандарья	94,44	90,40	91,9	91,89	–	–

В таблице 3 показан рост микромицетов в целлюлозе за 20 дней, выделенных из гниющих коробочек хлопчатника. В этой таблице показано, что Alternaria solani (4 штамма), Aspergillus fumigatus (3 штамма), Aspergillus terreus (2 штамма), Tricnoderma harzianum (3 штамма), Trichoderma viride (3 штамма), Fusarium solani (2 штамма), Fusarium (4 штамма), Fusarium nivale (5 штаммов), Penicillium notatum (5 штаммов), Stachybotrys atra (2 штамма) очень хорошо растут на фильтровальной бумаге.

Таблица 3.

Рост микромицетов в целлюлозе выделенных из коробочек хлопчатника

№	Гриб	Количество проверенных штаммов	Рост за 20 дней, %
№	Гриб	Количество проверенных штаммов	10	50	100
1	2	3	4	5	6
1.	Alternaria solani	4	+	+	+
2.	Alternaria tenuissima	3	+	–	–
3.	Aspergillus fumigatus	3	+	+	+
4.	Aspergillus terreus	2	+	+	+
5.	Aspergillus candidus	4	+	–	–
6.	Aspergillus clavatus	3	+	–	–
7.	Chaetomium globosum	1	–	–	–
8.	Tricnoderma harzianum	3	+	+	+
9.	Trichoderma viride	3	+	+	+
10.	Trichoderma koningii	2	+	–	–
11.	Cladosporium herbarum	1	–	–	–
12.	Fusarium solani	2	+	+	+
13.	Fusarium lateritium	3	+	–	–
14.	Fusarium moniliforme	4	+	+	+
15.	Fusarium nivale	5	+	+	+
16.	Mucor mucedo	1	+	–	–
17.	Penicillium notatum	3	+	+	+
18.	Penicillium nigricans	5	–	–	–
19.	Stachybotrys atrа	2	+	+	+

16 штамма грибов, такие как Alternaria tenuissima (3 штамма), Aspergillus сandidus (4 штамма), Aspergillus clavatus (3 штамма), Fusariuum lateritum (3 штамма), Mucor mucedo (1 штамм), Trichoderma koningii (2 штамма), медленно росли на фильтровальной бумаге.

Некоторые штаммы грибов, такие как Chaetomium globosum (2 штамма), Cladosporium herbarum (1 штамм) и Penicillium nigricans (5 штаммов), вообще не росли на фильтровальной бумаге.

В наших последующих экспериментах мы выращивали 54 штамма на фильтровальной бумаге в течение 20 дней (таблица 4). Из них 32 штамма грибов, такие как Aspergillus terreus (2 штамма), Alternaria solani (4 штамма), Aspergillus сandidus (4 штамма), Fusarium moniliforme (4 штамма), Fusarium solani (2 штамма), Fusarium nivale (5 штаммов), Penicillium notatum (3 штамма), Stachybotrus atra (2 штамма), Trichoderma harzianum (3 штамма), Trichoderma viride (3 штамма), полностью разрушили фильтровальную бумагу в течение 20 дней.

Таблица 4.

Разрушение фильтровальной бумаги микромицетами, выделенными из коробочек хлопчатника

№	Гриб	Количество проверенных штаммов	Разложение, %
1	2	3
1.	Alternaria solani	4	50,0
2.	Alternaria tenuissima	3	36,1
3.	Aspergillus fumigatus	3	59,3
4.	Aspergillus terreus	2	73,2
5.	Aspergillus candidus	4	53,4
6.	Aspergillus clavatus	3	46,7
7.	Chaetomium globosum	1	0,0
8.	Tricnoderma harzianum	3	72,1
9.	Trichoderma viride	3	63,1
10.	Trichoderma koningii	2	49,0
11.	Cladosporium herbarum	1	0,0
12.	Fusarium solani	2	71,1
13.	Fusarium lateritium	3	50,0
14.	Fusarium moniliforme	4	71,3
15.	Fusarium nivale	5	69,9
16.	Mucor mucedo	1	42,0
17.	Penicillium notatum	3	69,4
18.	Penicillium nigricans	5	0,0
19.	Stachybotrys atrа	2	56,6

Выводы. Таким образом, можно сделать выводы, что из 32 штаммов, выделенных из коробочек хлопчатника, 7 штаммов, в том числе Aspergillus terreus (2 штамма), Trichoderma harzianum (3 штамма), Trichoderma viride (3 штама), Fusarium solani (2 штамма), Fusarium moniliforme (4 штамма), Fusarium nivale (5 штамма), Penicillium notatum (3 штамма), были выделены как активные продуценты целлюлаз.

Список литературы:

Беккер М.Е. Физиология грибов и их практическое использование. – М. : МГУ, 1963. – 269 с.
Борисова В.Н. Гифомицеты лесной подстилки в различных экосистемах. – Киев : Наукова думка, 1988. – 251 с.
Влахов С. Проучвания върху с целулолитична активность на някоиилесени // Год. Софийск. унив., биолог. фак. Микробиолог. и тех. – 1983. – № 3. – С. 12–20.
Загуляева З.А. Влияние состава на целлюлозоразрущающую активность микромицетов // Микология и фитопатология. – 1971. – Т. 6. – С. 312–315.
Лупинович И.С., Вавуло Ф.П. Распространение целлюлозоразрущающих микроорганизмов в торфяно-болотных почвах БССР. // Тр. ин-та мелиор. и водн. хозяйства. – 1956. – № 7. – С. 317–329.
Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М. : Колос, 1987. – 367 с.
Мухаммадиев Б.К., Курбанмуратов Б.Б. Состав почвенных микромицетов на фоне применения гербицидов в посевах хлопчатника и овощных культур // Экологический Вестник Северного Кавказа. – 2019. – Т. 15. – № 4. – С. 47–50.
Мухаммадиев Б.К., Муминова Р.Д., Ахмедова З.Р. Биотехнология получения биомассы микромицетов и приготовления высокобелковых комбикормов из растительных остатков // Universum: химия и биология. – М., 2020. – № 6 (72). – С. 23–27.
Переведенцева Л.Г. Микология: грибы и грибоподобные организмы : учеб. пособие / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – 199 с.
Практикум по биологии почв : учеб. пособие / Г.М. Зенова, А.Л. Степанов, А.А. Лихачева, Н.А. Манучарова. – М., 2002. – 120 с.
Частухин В.Я., Николаевская М.А. Биологический распад и ресинтез органических веществ в природе. – Л. : Наука, 1969. – 323 с.
Mukhammadiev B.K., Khasilava N.A. Trichoderma harzianum-25/P fungi strain producer of non-substitute amino acids // International Journal of Academic Health and Medical Research (IJAHMR). – 2020. – Vol. 4. Issue 9. – P. 4–6 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.ijeais.org/ijahmr.