Сорбционная активность микромицетов Alternaria alternata (Fr.) Keissl. и Fusarium oxysporum Schltdl. по отношению к меди

Анализ метаболических и экологических особенностей грибов свидетельствует о высоком биоремедиационном потенциале мицелия . Актуальность решаемых в работе задач обусловлена недостаточной изученностью механизмов и условий активности микромицетов по нейтрализации действия токсичных тяжелых металлов . Проведено сравнение влияния меди на развитие двух видов микромицетов – меланизированного Аlternaria alternata (Fr.) Keissl., 1912 и гиалинового Fusarium oxysporum Schltdl., 1824 на агаризованной питательной среде Чапека (2 и 3% сахарозы ), дана оценка способности мицелия сорбировать катионы меди при выращивании в жидкой культуре с 0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 мг Cu⁺⁺ / л. По показателям скорости роста, толерантности, продукции конидий на среде с Cu⁺⁺ F. oxysporum имел заметные преимущества. Действующая концентрация меди ( ЭК₅₀), свидетельствующая об устойчивости гриба, с повышением содержания сахарозы в среде в 1.5 раза возрастала у F. oxysporum. По сорбционной способности меланизированная культура А. alternata превосходила F. оxysporum. Процент извлечения мицелием грибов Cu++ из среды достигал 40% при культивировании F. oxysporum и вдвое больше при росте A. alternata . Подавляющая часть меди сорбируется клеточными стенками гиф и смывается водой . Внутрь клеток мицелия проникает небольшое количество – максимум 0.16 мкг Cu⁺⁺ /г сухого мицелия A. alternata. F. oxysporum, не имеющий внутриклеточных защитных меланинов, накапливал Cu⁺⁺ ( от 2 до 14 раз) меньше. Результаты показывают, что у исследованных видов механизмы устойчивости к Cu++ и сорбции различны: у фузариума они определяются в основном барьерными функциями клеточных стенок гиф , а у альтернарии значимую роль в защите от токсического действия играет меланин.

1. Волкова В . Д., Федосеева Е. В ., Терехова В. А. Влияние метаболитов микромицетов Аlternaria alternata и Fusarium oxysporum на бактериальную активность в водной среде при загрязнении медью // Экология речных бассейнов: Труды 11-й Международной научно-практической конференции . Владимир: Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, 2023. C. 316 – 320.

2. Николаева О. В., Терехова В . А. Совершенствование лабораторного фитотестирования для экотоксикологической оценки почв // Почвоведение. 2017. № 9. С. 1141 – 1152. https://doi.org/10.7868/S0032180X17090052

3. Скугорева С. Г., Кантор Л. И., Домрачева Л . И. Биосорбция тяжёлых металлов микромицетами: особенности процесса , механизмы , кинетика // Теоретическая и прикладная экология. 2019 а. № 2. С. 14 – 31. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-014-031

4. Скугорева С. Г., Кантор Г. Я., Домрачева Л . И., Шешегова Т. К. Оценка сорбционных способностей различных видов микромицетов рода Fusarium по отношению к ионам тяжёлых металлов // Теоретическая и прикладная экология . 2019 б. № 4. С. 102 – 109. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-4-103-109

5. Солопов М. В., Легенький Ю. А ., Беспалова С. В., Холявка М. Г. Биосорбция ионов тяжелых металлов дрожжевыми клетками , модифицированными наночастицами магнетита // Вестник Воронежского государственного университета . Сер. Химия . Биология. Фармация. 2019. № 1. С. 96 – 102.

6. Терехова В . А ., Федосеева Е. В ., Волкова В. Д., Иванова А . Е ., Якименко О. С. Меланин-содержащие микромицеты в почвах и органических отходах // Теоретическая и прикладная экология . 2022. № 4. С. 204 – 213. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-4-204-213

7. Фокина А . И., Злобин С. С., Домрачева Л . И., Трефилова Л . В. Свойства некоторых видов грибов р. Fusarium – основа для создания биосорбента тяжёлых металлов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета . 2012. № 2. С. 49 – 52.

8. Cuero R., Ouellet T. Metal ions modulate gene expression and accumulation of the mycotoxins aflatoxin and zearalenone // Journal of Applied Microbiology. 2005. Vol. 98, iss. 3. P. 598 – 605. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2004.02492.x

9. Gadd G. M., de Rome L. Biosorption of copper by fungal melanin // Applied Microbiology and Biotechnology. 1988. Vol. 29. P. 610 – 617.

10. Gnanasalomi V. D. V., Jebapriya G. R., Gnanadoss J. J. Bioremediation of hazardous pollutants using fungi // International Journal of Computing Algorithm. 2013. Vol. 2, iss. 2. P. 93 – 96. Hadi B ., El-Naas M. H. Biosorption of heavy metals: Potential and applications of yeast cells for cadmium removal // Environmental Contaminants: Ecological Implications and Management. Microorganisms for Sustainability / ed. R. Bharagava. Singapore: Springer, 2019. Vol. 14. P. 237 – 271. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7904-8_11

11. Harms H ., Schlosser D ., Wick L. Y. Untapped potential: Exploiting fungi in bioremediation of hazardous chemicals // Nature Reviews Microbiology. 2011. Vol. 9, iss. 3. P. 177 – 192. https://doi.org/10.1038/nrmicro2519

12. Liu R., Meng X., Mo C., Wei X., Ma A. Melanin of fungi: From cla ssification to application // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2022. Vol. 38, № 12. Article number 228. https://doi.org/10.1007/s11274-022-03415-0

13. Mohebbrad B., Bonyadi Z., Dehghan A. A., Rahmat M. H. Arsenic removal from aqueous solutions using Saccharomyces cere visiae: Kinetic and equilibrium study // Environmental Progress & Sustainable Energy. 2019. Vol. 38, special iss. 1. P. 398 – 402. https://doi.org/10.1002/ep.13074

14. Negi B. B., Das C. Mycoremediation of wastewater, challenges, and current status: A review // Bioresource Technology Reports . 2023. Vol. 22. Ar ticle number 101409. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101409

15. Rathore D., Dubey R., Dwivedi A. Advances in mycoremediation of emerging potential toxic effluents // Fungi Bio-Prospects in Sustainabl e Agriculture, Environment and Nano-Technology. London: Academic Press, 2021. Vol. 2. P. 301 – 329. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-821925-6.00014-9

16. Terekhova V. A. Biotesting of soil ecotoxicity in case of chemical contamination: Modern approaches to integration for environmental asse ssment (a review) // Eurasian Soil Science. 2022. Vol. 55, № 5. P. 601 – 612. https://doi.org/10.1134/S106422932205009

17. Wang J. L., Chen C. Biosorbents for heavy metals removal and their future // Biotechnology Advances. 2009. Vol. 27, iss. 2. P. 195 – 226. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2008.11.002