Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ На правах рукописи
Пивкин Михаил Викторович
ВТОРИЧНЫЕ МОРСКИЕ ГРИБЫ ЯПОНСКОГО И ОХОТСКОГО МОРЕЙ
Специальность 03.02.12 - Микология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва - 2010
Работа выполнена в лаборатории микробиологии Учреждения Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН)
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Дудка Ирина Александровна доктор биологических наук Терехова Вера Александровна доктор биологических наук Бибикова Маргарита Васильевна
Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН
Защита состоится л_12___февраля__ 2010 г. на заседании диссертационного совета Д 501.001.46 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет, факс (495) 939-43-
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В.
омоносова.
Автореферат разослан л_________________ 2009 г.
Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук Гусаковская М.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последние годы возрос интерес к экологическим исследованиям морских и эстуарных местообитаний. Единственные участники этих процессов оставшиеся за рамками таких исследований - это морские грибы.
До недавнего времени морские грибы чаще служили объектами в таксономических и филогенетических исследованиях. Поворотным моментом в представлении экологической роли грибов в морских местообитаниях послужила публикация УMarine Fungi, Their Taxonomy and BiologyФ (Barghoorn, Linder 1944), в которой показан рост и репродукция грибов на погруженной в море древесине, что доказывает существование специфической морской микобиоты. В то же время морские грибы остаются мало изученной группой организмов, поскольку вплоть до 70-х годов XX века роль грибов в морях и океанах подвергалась сомнению (Dowman, 1970; Fenchel, 1972). В настоящее время принята экологическая классификация группы морских грибов: облигатные морские грибы - те, которые растут и размножаются исключительно в морских и эстуарных местообитаниях; вторичноморские грибы (факультативные морские грибы) - те, что обитают в пресной воде или на суше, но могут расти (и возможно размножаться) в морской среде, которые в свою очередь делятся на две группы:
вторичноморские грибы - грибы, виды которых относятся к родам, встречающимся на суше, но обнаруженные только в морских условиях и вторичноморские прибрежные грибы, встечающиеся как в море, так и на суше (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Pang, Mitchell, 2005). Единственное планомерное исследование морских грибов в морях России и сопредельных государств было опубликовано в 1981 году (Артемчук, 1981). В нем были рассмотрены работы автора, а так же литературные сведения о морских грибах европейской части России (Черное, Балтийское и Белое моря). Дальневосточные моря России практически не исследованы микологами. До наших исследований были известны 55 видов грибов в Дальневосточных морях России, в том числе имелись сведения о наличии 9 видов вторичных морских грибов (Адрианов, Кусакин, 1998).
Накопившиеся к настоящему времени сведения по экологии и систематике морских грибов заставляют пересмотреть значение морских грибов и по-новому взглянуть на их биоразнообразие, которое может быть представлено гораздо большим числом видов, чем известно в настоящее время. На современном этапе развития морской микологии остаются актуальными вопросы видового богатства и структуры грибных комплексов морей, а также влияния на них абиотических факторов морской среды и антропогенной нагрузки.
Цель и задачи исследования. Целью исследований было установление структуры комплексов вторичных морских грибов Японского и Охотского морей России и их экологической роли. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1) изучить видовое богатство грибов морских грунтов и ассоциантов морских животных; 2) изучить структуру комплексов грибов грибов морских грунтов, горных пород, а так же ассоциантов морских животных; 3) изучить влияние факторов среды на структуру комплексов грибов вышеназванных экологических групп; 4) изучить морфологические адаптаций грибов в морской среде; 5) изучить устойчивость грибов к солености морской воды; 6) проанализировать ферментные системы морских грибов на примере Огликозилгидролаз; 7) изучить биологически активные вторичные метаболиты морских грибов и другиe низкомолекулярные вещества адаптивного значения.
Научная новизна работы. Впервые проведены исследования по инвентаризации вторичных морских грибов Японского и Охотского моря, в полной мере выявлен их таксономический состав и его зависимость от среды и мест обитания (субстраты, флористические районы), причем особое внимание было уделено как эталонным природным резерватам, так и зонам с нарушенными ценозами. В настоящее время выявлено 189 видов вторичных морских грибов Японского и Охотского морей. Впервые проведены планомерные исследования грибов морских грунтов этих акваторий, проведен анализ комплексов грибов морских грунтов, выявлены факторы, влияющие на биоразнообразие грибных ассамблей морских грунтов. Впервые обнаружены и исследованы грибы голотурий. Впервые исследованы грибы губок Охотского и Японского морей.
Разработан метод выращивания грибов в естественных условиях. Описаны новые виды вторичных морских грибов: Aphanoascus aciculatus Pivkin et Khudyakova и Ulocladium litoreum Pivkin et Zvereva (в настоящее время переведен в базионимы Alternaria litorea (Pivkin et Zvereva) E.G. Simmons). Изучено влияние морской среды на комплексы О-гликозилгидролаз морских грибов. Впервые исследовано влияние экологических факторов на продукцию вторичных метаболитов морских грибов. Протестировано более 2000 штаммов грибов на способность продуцировать биологически активные вещества. Выявлены продуценты метаболитов новой химической структуры.
Теоретическое значение работы. Выводы, полученные в результате работы, позволяют расширить наши знания об экологической роли морских грибов. Работа вносит вклад в изучение проблем биоразнообразия, экологии, ареалогии и природной зональности. Результаты исследований могут быть использованы для аргументированного обсуждения общих вопросов экологии и ареалогии эукариотных микроорганизмов.
С учетом пространственно-сукцессионного и широтно-зонального факторов выявлен ряд закономерностей распределения вторичных морских грибов на отдельных субстратах в разнообразных биогеоценозах, что позволяет выяснить общие закономерности распространения вторичных морских грибов в Японском и Охотском морях.
Практическое значение работы. В результате исследований обобщены сведения о таксономическом составе вторичных морских грибов Охотского и Японского морей. Подготовлен аннотированный список микобиоты, включающий 189 видов и 8 внутривидовых таксонов из 69 родов, относящихся к 26 семействам из 5 порядков, 4 подклассов и 4 классов подцарства сумчатых грибов (Ascomycota).
Исследованный материал использован для создания Базы данных по микобиоте Дальнего Востока. Выявленная достоверная связь показателей массовости некоторых видов микромицетов, численности грибов и стабильности комплексов с концентрацией органического углерода, гранулометрическим составом морских грунтов и соленостью, а так же приуроченность некоторых видов грибов к повышенному содержанию нефтеуглеводородов и биогенных элементов в морских грунтах позволяет использовать полученные результаты как основу для биомониторинга морских экосистем. Выявленные в ходе исследований продуценты ферментов и низкомолекулярных биологически активных веществ могут служить основой для биотехнологического получения этих веществ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Видовое богатство вторичных морских грибов Японского и Охотского морей представлено 189 видами мицелиальных грибов из 68 родов, в основном видами морфологической группы анаморфных грибов (117 видов из 36 родов) и Ascomycota (14 видов из 9 родов), среди которых преобладают виды родов Penicillium, Aspergillus, Acremonium, Cladosporium, Geomyces.
2. В условиях Японского и Охотского морей изменение биоразнообразия, численности грибов и выравненности обилий видов обусловлено гранулометрическим составом морских грунтов, концентрацией в них органических веществ, а так же антропогенной нагрузкой (содержание биогенных элементов и углеводородов нефти).
3. Специфичность распространения грибов в условиях шельфа Японского и Охотского морей позволяет использовать индикаторные свойства отдельных видов грибов: массовое развитие Geomyces pannorum (Link) Sigler et J.W.
Carmich., Wardomyces inflatus (Marchal) Hennebert и стерильного мицелия связано с концентрацией органического углерода в морских грунтах, Acremonium charticola (J. Lindau) W.Gams и A. fuci Summerb., Zuccaro et W.
Gams - с высоким содержанием кремния, видов рода Aspergillus - с высоким содержанием углеводородов нефти, Acremonium rutilum W. Gams, Phialophora sp., Emericellopsis glabra (J.F.H. Beyma) Backus et Orpurt, E. terricola J.F.H.
Beyma, E. minima Stolk - с низкими концентрациями соли в морской воде, а замещение обычных видов видами рода Scopulariopsis и несвойственными морской среде обитания видами Beauveria, массовое развитие стерильного мицелия, показывает повышенное антропогенное воздействие на морские сообщества.
4. На биоразнообразие и видовое богатство грибов морских животных в первую очередь оказывает видовая принадлежность животного. Токсичность животного увеличивает видовое богатство и биоразнообразие грибов, но снижает их относительную численность. Детритофаги существенно модифицируют видовое богатство грибов морских грунтов.
5. Ферментные профили вторичных морских грибов существенно отличаются от таковых у наземных представителей этих видов, что обуславливает изменение их экологических ниш в морских условиях. Продукция ферментов с новыми свойствами позволяет использовать морские грибы в биотехнологии.
6. Комплексы грибов морских грунтов содержат до 50% штаммов, образующих биологически активные соединения. Чаще всего продуценты биологически активных соединений встречаются в илистых и песчаных грунтах, а так же среди ассощиантов губок и колониальных асцидий по сравнению с изученными комплексами грибов на иных субстратах. Антропогенное воздействие увеличивает частоту продуцентов биологически активных вторичных метаболитов в морских грунтах. На начальных этапах колонизации субстрата биологическая активность адаптивных метаболитов морских грибов обусловлена экстрацеллюлярными жирными кислотами.
ичный вклад автора. Автором осуществлялась постановка проблемы и методическая разработка путей ее решения, планирование и проведение исследований, обработка, систематизация и интерпретация полученных данных, апробация и публикация результатов. Доля личного участия в публикациях, выполненных в соавторстве, пропорциональна числу соавторов.
Апробация работы. Основные положения и материалы работы представлены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных конференциях, совещаниях и съездах: II (X) съезде Русского ботанического общества "Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков" (С.-Петербург, 1998); 8ом Международном симпозиуме по морской и пресноводной микологии (Hurghada, Египет, 2001); Международной конференции "Микология и криптогамная ботаника в России: традиции и современность" (С.-Петербург, 2000); Международной конференции по морской биотехнологии (Aitkenvale, Австралия, 2000); 1 съезде Микологов России Современная микология в России (Москва, 2002); XI съезде Русского ботанического общества Ботанические исследования в азиатской России (Новосибирск-Барнаул, 2003); Международной научной конференции Биология, систематика и экология грибов в природных экосистемах и агрофитоценозах (Минск, Белоруссия, 2004); Международной конференции, посвященной 100-летию начала работы профессора А. С.
Бондарцева в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова РАН Грибы в природных и антропогенных экосистемах (С.-Петербург, 2005); Международной научной конференции Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации (Ростов на Дону 2006); V Всероссийском Конгрессе по Медицинской микологии (Москва, 2007); XV Конгрессе европейских микологов (С.-Петербург, 2007); 21 Тихоокеанском научном конгрессе (Окинава, Япония, 2007); II съезде микологов России (Москва, 2008); Междисциплинарном микологическом форуме (Москва, 2009); V Международной конференции Изучение грибов в биоценозах (Пермь, 2009) и других.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе монография, главы в 2 коллективных монографиях, 29 статей в журналах из списка ВАК и 30 работ в центральных изданиях. Результаты работы защищены патентами.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов. Текст диссертации изложен на 421 страницах и иллюстрирован рисунками и 60 таблицами. Библиографический список включает 539 источников, в том числе 496 иностранных.
Благодарности. Работа проводилась в лаборатории микробиологии Тихоокеанского института ДВО РАН. Автор выражает глубокую благодарность за неоценимую помощь и всестороннюю поддержку инициатору этих исследований В.В. Михайлову, искренне признателен коллегам по лаборатории Г.М. Фроловой, Ю.В. Худяковой, Н.Н. Слинкиной. Безусловно, эта работа не могла быть выполнена без плодотворного сотрудничества с коллегами-химиками Т.А. Кузнецовой, Ш.Ш. Афиятулловым, О.Ф. Сметаниной, В.В. Совой, Ю.В.
Бурцевой, В.А. Рассказовым, Л.А. Балабановой. Автор благодарен своим коллегам из Биолого-почвенного института ДВО РАН Л.Н. Васильевой и 3.М.
Азбукиной. Выражаю особенную признательность В.А. Мельнику, И.А. Дудке, И.И. Сидоровой, С.Н. Лекомцевой, Ю.Т. Дьякову, О.Е. Марфениной, Л.В.
Зверевой, Л. Н. Егоровой и О.В. Полохину за ценные замечания и внимание к моей работе. Искреннюю благодарность выражаю моему учителю, Л.А. Ищенко.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, выдвинуты основные положения, выносимые на защиту, приведены новизна и практическое значение работы.
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ МОРСКИХ ГРИБОВ Морские и эстуарные местообитания - это океаны и ассоциированные с океанами мелкие водоемы, которые содержат морскую воду, включая устья рек, приливные болота, лагуны, приливные водоемы, марши и другие литоральные местообитания, а так же соленые озера. Грибы из наземных соляных озер мало изучены, но микобиота из этих мест обитания идентична морской (Anastasiou, 1961, 1963; Davidson, 1974; Buchalo et al., 2000; Steiman et al., 2004).
Впервые в морских местообитаниях был описан факультативный морской гриб Phaeosphaeria typharum (Desm.) L. Holm (Desmazires, 1849) (как Sphaeria scirpicola var. typharum) из Typha sp. в пресной воде. C.Д. Мэйсонье и Д.Ф.К.
Монтедж (Maisonneuve, Montagne 1869) обнаружили первый облигатный морской гриб Sphaeria posidoniae (=Halotthia posidoniae (Durieu et Mont.) Kohlm.) на корневищах морской травы Posidonia oceanica, весь жизненный цикл которого проходил на дне моря. В настоящее время описано из океанов и эстуариев около 500 видов мицелиальных грибов (Shearer et al., 2007). В отличие от наземных мест обитания, стабильные условия среды океанов и сравнительно небольшое число хозяев и субстратов не оказывало сильного селективного давления в ходе эволюции на стимуляцию образования большого числа различных видов грибов.
Предполагается, что морских грибов должно быть около 1% от наземных видов (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979). В морских условиях наблюдается вертикальная зональность распределения грибов (Aleem, 1980). На больших глубинах грибы подвергаются значительному давлению и более бароустойчивы, чем наземные (Gonda, et al. 2000). В море грибы заселяют самые различные субстраты и образуют следующие экологические группы: грибы морских грунтов и морской воды (Elliot, 1930; Sparrow, 1937; Stolk, 1955; Nicot, 1958; Swart, 1970; Akpata, Ekundayo, 1983; Ulfig et al., 1997), грибы песчаных пляжей и морской пены (Kohlmeyer, 1966; Wagner-Merner, 1972; Koch, 1974; Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979), грибы водорослей (Sutherland, 1915; Andrews, 1976; Jones, 1976; Kohlmeyer, 1974), лишайники, лишайникоподобные ассоциации и микофикобиоз (Kohlmeyer, 1973), грибы растений солевых маршей (Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979), грибы мангров (Kohlmeyer, 1966, 1968, 1969, 1976; Lee, Baker, 1973; Fell, Master, 1973; Fell et al., 1975; Newell, 1976; Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 1988; Hyde et al., 1999; Hyde, Allias, 2000; Whalley et al., 2000; Abdel-Wahab et al., 2001), грибы древесины и других целлюлозных субстратов (Barghoorn, Linder, 1944; Johnson, Sparrow, 1961;
Kohlmeyer, Kohlmeyer, 1979; Hughes, 1975; Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 1991), микобиота морских животных и субстратов животного происхождения (Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 2003).
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В главе приведены объемы использованного материала и показаны границы районов исследования. В основу работы положен материал, выделенный из образцов собранных в ходе экспедиций НИИС Академик Опарин с 1995 по 2007 г.г. в различных акваториях Японского и Охотского морей (рис. 1). В главе приведены гидрологические характеристики исследованных морей.
Основным методом изучения видового состава грибов морских грунтов был метод чистых культур. Отбор образцов осуществлялся водолазами, драгированием и с помощью пробоотборников. Выделение грибов из морских - Районы исследований Рис. 1. Районы морских микологических исследований в Японском и Охотском морях источников проводили методами "разведения" и "посевом на агаровые пластинки" (Методы экспериментальной микологии, 1982). Галоустойчивость выделенных штаммов грибов определялась на средах содержащих 10% NaCl или естественную морскую воду. Выделение грибов проводилось на средах: "сусло-агар на морской воде", "агаризированный отвар морского грунта", "голодный агар на морской воде". Поддерживались культуры на средах "сусло-агар на морской воде" и "Тубаки". Хранение коллекции грибов морских грунтов осуществлялось на "полужидкой картофельно-морковной среде" под минеральным маслом.
Идентификация грибов проводилась при помощи общепринятых ключей и определителей. Устойчивость грибов к фунгистатическому эффекту морской воды определялась по подавлению прорастания спор и роста гиф в морской воде, стерилизованной фильтрованием, относительно таких же показателей, полученных при проращивании спор в автоклавированной морской воде.
Характер роста грибов в морских условиях устанавливался методом посева грибов в естественных условиях на модифицированной нами среде Тубаки.
Токсичные штаммы грибов были выявлены по их гемолитической активности на "кровяном агаре", а так же по влиянию экстрактов из этих штаммов на развитие зародышей морского ежа. Продуценты антибиотиков выявлены по активности экстратов культур грибов на грамположительные, грамотрицательные бактерии и грибы методом диффузии в агаре.
Относительная численность грибов каждого вида определялась по числу пропагул грибов в пересчете на 1 г сухого вещества грунтов и 1 г тканей животного. Анализ биоразнообразия комплексов морских грибов проводился с помощью индексов разнообразия Маргалефа и Бергера-Паркера. Выравненность комплексов морских грибов выявлена с помощью индекса Шеннона.
Сравнительный анализ биоразнообразия комплексов морских грибов проводился с помощью индекса Сёренсена. Достоверность различий показателей биоразнообразия комплексов морских грибов установлена методом дисперсионного анализа. Вклад факторов в изменчивость комплексов морских грибов определён методом факторного анализа. Классификация комплексов грибов морских грунтов проводилась непараметрическими методами. Связи видового богатства комплексов грибов установлены с использованием алгоритма наибольшего подобия. Ферменты углеводного обмена морских грибов изучали стандартными методами. Активность О-гликозилгидролаз морских грибов определялась либо по скорости разложения субстрата (альфа- и бета-амилазы), либо по скорости образования продуктов гидролиза (бета-1,3- и бета-1,6глюкозидазы). Активность бета-N-ацетилглюкозаминидазы определяли по скорости гидролиза нитрофенил-N-ацетил-бета-D-глюкозаминида (1мМ раствор, рН 7.4, 25С). Концентрация белка определялась методом Лоури. Выделение, идентификацию и изучение свойств ферментов проводили стандартными методами (гель-фильтрация, колоночная хроматография, ультрафильтрация, электрофорез в ПААГ). Содержание органического углерода определялось методом мокрого озоления по Тюрину, гранулометрический состав методом Качинского.
ГЛАВА 3. ГРИБЫ МОРСКИХ ГРУНТОВ Одним из наиболее богатых субстратов по видовому разнообразию грибов в морских местообитаниях, являются морские грунты (Nicot, 1958, Steel, 1967, Subramanian, Kumar, 1974; Kohlmeyer J., Kohlmeyer E., 1979; Артемчук, 1981;
Ulfig et al., 1997; Зверева, 1999; Соганов, Марфенина, 1999; Пивкин, 2005; Пивкин и др., 2005; Копытина, 2005 и другие). Однако единственной, крупной работой по микобиоте грутов морей бывшего СССР остается монография Н.Я. Артемчук (1981), в которой достаточно полно рассмотрены работы о грибах морей европейской части России и сопредельных государств. В последние годы использование молекулярногенетических методов, а так же методов протеомики в исследованиях грибов грунтов позволило показать наличие активных форм грибов в морских грунтах (Lai, et al. 2007, Poirier, et al. 2007). При этом имеется лишь незначительное число работ по экологическому биоразнообразию комплексов грибов морских грунтов (Hughes, 1986; Пивкин, 1998; Худякова и др., 2000; Пивкин и др., 2005).
Структура комплексов грибов грунтов Японского моря В результате исследований из образцов морских грунтов в чистую культуру было выделено 471 изолят грибов. Их идентификация показала, что они относятся к 91-му виду, 29-ти родов (Пивкин и др., 2005).
Выделенные изоляты представлены преимущественно вторичными морскими грибами (по Kohlmeyer, 1979). Они составляют 92,3% от общей численности грибов. Только 7,7% выделенных изолятов относятся к облигатным морским грибам. Подобное распределение численности изолятов между облигатными и факультативными морскими грибами было также отмечено при изучении микобиоты морскоих грунтов и другими авторами (Sutherland, 1916;
Sparrow, 1937; Johnson, 1962).
Большая часть выделенных нами факультивно морских грибов представлена анаморфными грибами. Из них наиболее многочисленны виды родов: Penicillium - 40 видов, Aspergillus - 10 видов, Wardomyces - 2 вида, Geomyces - 2 вида. Частота встречаемости изолятов каждого вида грибов внутри рода неравномерна. Редко встречались следующие виды: Aspergillus restrictus G.
Sm., A. ustus (Bainier) Thom et Church., Engyodontium album (Limber) de Hoog, Chaetomium spiculipilium L.M. Ames, Cladosporium sphaerospermum Penz., Penicillium cordubense C. Ramrez et A.T. Martnez, P. dimorphosporum H.J. Swart., P. citreovirens S. Abe ex C. Ramirez, P. melinii Thom, P. decumbens Thom, Oidiodendron griseum Robak и Wardomyces anomalus F.T. Brooks et Hansf.
Значительно реже, по сравнению с анаморфными грибами, в морских грунтах Японского моря встречаются грибы отдела Ascomycota. Это, в основном, представители класса Plectomycetes: роды Aphanoascus, Eupenicillium, Microascus, Talaromyces, а так же Pyrenomycetes: род Preussia.
Среди выделенных нами грибов встречаются виды, которые ранее не выделяли из морских местообитаний. К этим видам относятся следующие:
Aspergillus melleus Yukawa, A. varians Wehmer, Chaetomium flavum Omvik, Ch.
spiculipilium, Cephalotrichum stemonitis (Pers.) Nees, Geomyces asperulatus Singler et J.W. Carmichl., Geomyces pannorum, Microascus singularis (Sacc.) Malloch et Cain, Myrothecium masonii M.C. Tulloch, Oidiodendron griseum, O. tennuissimum (Perk) S.
Hughes, Penicillium citreovirens, P. cordubense, P. cyaneum (Bainier et Sartory) Biourge ex Thom, P. donkii Stolk, P. decumbens, P. griseofulvum Dierckx, P.
indonesiae Pitt, P. jensenii K.M. Zalessky, P. kloeckeri Pitt, P. melinii, P. spinulosum Thom, P. velutinum J.F.H. Beyma, P. verrucosum Dierckx, P. vulpinum (Cooke et Massee) Seifert et Samson, Preussia fleischhakii (Auersw.) Cain, Trichoderma parceramosum Bissett, T. aureoviride Rifai.
В морских грунтах всех изученных акваторий обнаружены штаммы патогенных, условно-патогенных или потенциально патогенных для человека и животных видов грибов. Они составляют 27,8% от общей численности грибных изолятов, выделенных в чистую культуру.
Выявлено видовое разнообразие грибных комплексов грунтов разного гранулометрического состава, и обнаружена определенная закономерность в изменении видового состава грибных комплексов от изменения этих характеристик грунта. Наиболее богаты видами грибов были комплексы илистых грунтов по сравнению с изученными грибными комплексами грунтов другого гранулометрического состава. Незначительно уступали этим грунтам по количеству выделенных видов грибов песчаные и илисто-песчаные грунты.
Наименьшее количество видов грибов было выделено из галечниковых грунтов и ракушечника. Соответственно, самые высокие индексы биоразнообразия были Таблица 1. Влияние гранулометрического состава грунта на численность, биоразнообразие комплексов грибов морских грунтов и частоту встречаемости в них гемолитически активных штаммов Число особей Индекс Гранулометри- Среднее Среднее Средняя самого разнообраческий состав число число особей выравненобильного зия грунта видов всех видов ность вида Шеннона 2,620,22 0,860,Иловатые 20 (5) 66 (11) 22 (7) 1,480,40 0,870,Иловато- 1,880,67 0,700,12 (2) 42 (3) 32 (3) песчаные 0,740,59 0,700,2,380,46 0,890,Песчаные 14 (3) 53 (5) 16 (4) 0,780,88 0,550,0,690,01 0,990,Ракушечник 2 (1) 23 (1) 1 (1) 0 0,950,01 0,860,Галечниковые 3 (0) 10 (0) 3 (0) 0 Примечание: под чертой и в скобках приведены данные для гемолитически активных штаммов. Данные данные достоверны при уровне значимости p<0, Рис. 2. Различия качественного состава комплексов грибов морских грунтов различных акваторий Японского моря Российского побережья Приморского края Примечание: 18.42 - ракушечник (мыс Титова, глубина 30 м); 18.18.1 Цпесчаный (бухта Троицы, глубина 17 м); 18.18 - иловато-песчаный (залив Петра Великого, глубина 78 м); 18.27 - песчаный (мыс Туманный, глубина 12 м); 18.41 - иловато-песчаный (мыс Титова, глубина м); 18.20.1 - песчаный (бухта Троицы, глубина 6,5 м); 18.12 - иловато-песчаный (залив Петра Великого, глубина 72,5 м); 18.45 - иловатый (Амурский залив, глубина 15 м); 18.27.2 - галечниковый (мыс Туманный, глубина 4 м); 18.47 - иловатый (Амурский залив, глубина 11 м);
18.16 - иловато-песчаный (залив Петра Великого, глубина 79 м) Таблица 2. Грибы, встречающиеся в грунтах определенного гранулометрического состава иловатый Acremonium charticola, A. fusidioides (Nicot) W.Gams, Aphanoascus aciculatus, Cladosporium sphaerospermum, Geomyces asperulatus, Gliocladium catenulatum J.C. Gilman et E.V. Abbott, Myrothecium masonii, P. cordubense, P. donkii, P. melinii, P. granulatum Bainier, P. herquei Bainier et Sartory, P. lanosum Westling иловато-песчаный Alternaria alternata (Fr.) Keissl., Aspergillus ustus, Engyodontium album, Microascus singularis, P. citreovirens, P. claviforme var. candicans S. Abe et Ura ex C. Ramrez, P.
dierckxii Biourge, P. decumbens, P. olivicolor Pitt, P. waksmanii K.M. Zalessky, Trichoderma parceramosum песчаный Aspergillus candidus Link, A. restrictus, Chaetomium flavum, Scolecobasidium salinum (G.K.
Sutherl.) M.B. Ellis, Oidiodendron griseum, Penicillium griseofulvum, P. janczewskii K.M.
Zalessky, Preussia fleischhakii, Trichoderma aureoviride, Talaromyces luteus (Zukal) C.R.
Benj.
характерны для комплексов грибов илистых и песчаных грунтов по сравнению с другими изученными ассамблеями грибов морских грунтов (табл. 1). Индекс разнообразия комплексов грибов в грунтах смешанного гранулометрического состава (иловато-песчанный) существенно ниже, чем в грунтах однородного гранулометрического состава.
Таблица 3. Грибы, встречающиеся в грунтах разного гранулометрического состава иловато-песчанный, песчаный Acremonium minutisporum (Sukapure et Thirum.) W. Gams, Aspergillus melleus, Cephalotrichum stemonitis, Eurotium amstelodami L. Mangin, Fusarium oxysporum f.sp.
conglutinans W.C. Snyder et H.N. Hansen, Geomyces pannorum, Penicillium cyaneum, P.
glabrum (Wehmer) Westling, P. rugulosum Thom, P. spinulosum, Wallemia sebi (Fr.) Arx песчаный, иловатый Aspergillus fumigatus var. ellipticus Raper et Fennell, Penicillium brevicompactum Dierckx, P.
commune Thom иловато-песчанный, песчаный, иловатый Aspergillus halophilicus M. Chr., Papav. et C.R. Benj., Ceriosporopsis circumvestita (Kohlm.) Kohlm., P. citrinum Thom, Penicillium velutinum, P. jensenii, P. verrucosum, Trichoderma viride Pers.
ракушечник, иловатый Aspergillus sydowii (Bainier et Sartory) Thom et Church иловато-песчаный, ракушечник Cladosporium brevicompactum Pidopl. et Deniak.
иловато-песчаный, песчаный, галечниковые, иловатые Penicillium aurantiogriseum Dierckx, Wardomyces inflatus Анализ обилия и частоты встречаемости позволил установить виды грибов, приуроченные к грунтам определенного гранулометрического состава (табл. 2) и виды грибов, обнаруживаемые в грунтах разного гранулометрического состава (табл. 3). Комплексы грибов изученных нами грунтов существенно отличаются друг от друга. При изучении грибных комплексов морских грунтов разного гранулометрического состава не было выявлено грунтов, где сходство грибных комплексов было бы больше 45% (рис. 2). По-видимому, на биоразнообразие грибов морских грунтов основное влияние оказывает адгезия мицелия грибов к частицам определённого механического размера. Очевидно, в грунтах смешанного гранулометрического состава создаются неблагоприятные адсорбционные условия для группы грибов песчаных и иловатых грунтов.
Наименьшие различия в качественном составе комплексов грибов характерны для грунтов открытых акваторий. Между комплексами грибов грунтов открытых и закрытых акваторий наблюдаются существенные различия в качественном составе видов грибов.
Для выявления степени влияния изучаемых факторов на биоразнообразие комплексов грибов морских грунтов мы использовали метод многофакторного корреляционного анализа (Кремер, 2001). При расчете парного и частного коэффициента корреляции было показано, что наибольшая корреляция существует между значением индекса биоразнообразия Шеннона и гранулометрическим составом грунта (табл. 4, 5).
Используя экологические параметры измерения: биоразнообразие, численность, доминирование и видовое богатство, выражая их содержание числовыми показателями, принятыми в синэкологии, можно показать состояние комплексов грибов морских грунтов. Изменение состояния этих комплексов, в свою очередь, может дать важную информацию об особенностях функционирования экосистемы, определить оценку устойчивости и стабильности биотопов. Наибольшее количество видов грибов было выделено из грунтов акваторий, испытывающих наиболее выраженное антропогенное воздействие по сравнению с исследуемыми образцами грунтов других акваторий - это акватории Амурского залива (табл. 6).
Анализ обилия и частоты встречаемости позволил установить типичные для районов с высоким уровнем урбанизации виды грибов: Acremonium charticola, Таблица 4. Распределение данных по фактору и признаку Грунт Глубина (м) Гранулометрический Акватория Индекс Шеннона состав Ф1 Ф2 Ф3 П18.12 72,5 2 2 1,18.16 79,0 2 2 3,18.18 78,0 2 2 1,18.18.1 17,0 3 3 1,18.20.1 6,5 3 3 2,18.27 12,0 3 4 2,18.27.2 4,0 5 4 0,18.41 27,0 2 5 2,18.42 30,0 4 5 0,18.45 15,0 1 1 2,18.47 11,0 1 1 2,Таблица 5. Результаты многофакторного корреляционного анализа Соответствие Значение Ошибка для Степень Критерий Вероятпризнака и коэффициента коэффициента свободы Стьюдента ность Р фактора корреляции R Sr t ПАРНЫЕ коэффициенты корреляции для первого признака (П1) R(П1,Ф1) 0,032753 0,333154 9 0,098311 0,07616R(П1,Ф2) -0,666380 0,248538 9 2,681203 0,97484R(П1,Ф3) -0,411354 0,303825 9 1,353916 0,79121ЧАСТНЫЕ коэффициенты корреляции для первого признака (П1) R(П1,Ф1) 0,234028 0,434794 7 0,538249 0,39291R(П1,Ф2) 0,609772 0,354451 7 1,720329 0,87094R(П1,Ф3) -0,106815 0,444655 7 0,240220 0,18295 Acremonium fusidioides, Cladosporium sphaerospermum, Geomyces asperulatus, Gliocladium catenulatum, Myrothecium masonii, Penicillium citrinum, P. cordubense, P. donkii, P. granulatum, P. herquei, P. lanosum, P. melinii, P. velutinum. Штаммы этих видов грибов были выделены только из грунтов акваторий Амурского залива. Из образцов морских грунтов нами было также выявлено 3 вида грибов, типичных для всех районов забора грунта, независимо от степени антропогенного воздействия: Penicillium aurantiogriseum, P. verrucosum и Wardomyces inflatus.
Нужно заметить, что в исследованиях, посвященных изучению состояния видового богатства и биоразнообразия как морских, так и наземных сообществ характерно снижение этих параметров при увеличении антропогенных нагрузок на исследуемые биотопы (Бигон и др., 1989; Мэггаран, 1992; Христофорова, 1999). Антропогенные факторы влияют и на изменение разнообразия комплексов почвенных грибов (Мирчинк, 1988; Марфенина, 1997, 2001). Видовая структура комплексов микроскопических грибов упрощается, видовое богатство уменьшается. Нами выявлены противоположные закономерности распределения Таблица 6. Влияние антропогенного воздействия на численность, биоразнообразие грибов морских грунтов и частоту встречаемости гемолитически активных штаммов Акватории Сред- Среднее Число Индекс (%) и степень Средняя нее число особей разно- доминиро- выравненчисло особей самого образия вания ность видов всех обильного Шеннона гемолитивидов вида чески активных штаммов Центральный район Амурский 66 2,620,22 0,860,20 (5) 22 (7) (16,67) 0,залив (11)/20 1,480,40 0,870,Открытые акватории 35 1,660,65 0,660,12 (2) 32 (3) (8,71) 0,з-ва Петра (2)/11 0,540,40 0,620,Великого Южный район Бухта 2,370,47 0,920,17 (3) 55 (6)/7 16 (4) (5,94) 0,Троицы 0,830,83 0,460,Северный район Мыс 43 1,620,93 0,910,12 (2) 17 (2) (3,97) 0,Титова (3)/11 0,660,66 0,480,Мыс 31 1,680,82 0,850,13 (2) 14 (1) (7,00) 0,Туманный (2)/11 0,340,35 0,360,Примечание: через косую черту указано число изолятов патогенных видов грибов. Под чертой и в скобках приведены данные для гемолитически активных штаммов. данные достоверны при уровне значимости p<0, микроскопических грибов в морских грунтах. При усилении антропогенного воздействия биоразнообразие грибов морских грунтов увеличивается (табл. 6). С увеличением антропогенной нагрузки на акватории существенно возрастает различие и в качественном составе грибных комплексов грунтов изучаемых акваторий (рис. 2). При использовании метода многофакторного корреляционного анализа было показано, что место сбора образцов оказывает на биоразнообразие комплексов грибов морских грунтов значительно меньшее воздействие, чем гранулометрический состав грунта (табл. 4, 5).
Известно, что численность бактерий в грунтах океана не зависит от мощности покрывающей их водной толщи (Мишустина и др., 1985). Мы проанализировали зависимость изменения биоразнообразия грибных комплексов от изменения значений глубины забора морских грунтов. Количество выделенных особей всех видов из изучаемых грунтов показывает, что относительно большее число грибов было выделено из грунтов, которые были отобраны на глубине от до 15 метров (табл. 7). Наибольшее количество видов было выделено из грунтов отобранных также на этих глубинах. Методом многофакторного корреляционного анализа влияния глубины на биоразнообразие грибных комплексов морских грунтов не выявлено (табл. 4, 5). Зависимости глубины залегания морских грунтов и качественного состава комплексов грибов в них нами не обнаружено (рис. 2).
Таблица 7. Влияние глубины залегания грунта на численность, биоразнообразие комплексов грибов морских грунтов и частоту встречаемости в них гемолитически активных штаммов Глуби- Среднее Среднее Число Индекс (%) и степень Средняя на число число особей разно- доминирования выравзабора видов особей всех самого образия гемолитически ненность грунта видов обильного Шеннона активных (м) вида штаммов 2,250,58 0,860,1-15 14 (5) 52 (9) 15 (3) (10,35) 0,1,060,72 0,660,1,710,84 0,930,15-30 10 (1) 24 (2) 17 (2) (2,64) 0,0,440,89 0,320,1,660,65 0,660,60-90 12 (2) 35 (2) 32 (3) (8,71) 0,0,550,40 0,620,Примечание: под чертой и в скобках указаны данные для гемолитически активных штаммов. данные достоверны при уровне значимости p<0,Структура грибных комплексов морских грунтов Охотского моря Всего было изучено 48 образцов морских грунтов различного гранулометрического состава (илистый песок, галька с примесью мелкозема и песок), из которых выделено около 2000 изолятов мицелиальных грибов. Видовое разнообразие грибов Охотского моря представлено 131 видом из 45 родов, где подавляющая часть - представители группы анаморфных грибов (90%) и только 10% относится к Ascomycota (табл. 8).
Грибные комплексы морских грунтов представлены в основном видами из родов Penicillium (33 вида), Aspergillus (16), Acremoinum (13), Cladosporium (6), Scopulariopsis (4). Для некоторых районов характерны представители родов Beauveria, Wardomyces, Emericellopsis, Eurotium, включающие по 3 вида, и Chaetomium, Trichoderma, Myceliophthora, включающие по 2 вида грибов (рис. 3).
Penicillium Aspergillus Acremonium Cladosporium Scopulariopsis Beauveria Wardomyces Emericellopsis 3 3 3 2 2 Eurotium Chaetomium Trichoderma Myceliophthora Рис. 3. Видовой состав грибов грунтов Охотского моря.
Таблица 8. Основные показатели грибных комплексов исследованных акваторий Район Плотность Число видов Индекс Выравненность пропагул в 1г Шеннона Южная часть охотоморского 8,00 31 0,7300,13 0,4490,шельфа Залив Анива 14,00 48 1,9050,46 0,8240,Стоковая линза 42,18 79 2,0450,49 0,6830,р. Амур Западная часть Сахалинского 0,47 20 1,2280,45 0,8640,залива Северовосточная часть 3,28 71 1,3270,56 0,7820,охотоморского шельфа Примечание: данные достоверны при уровне значимости p<0,Во всех изученных акваториях можно выделить основную группу видов, относящихся к 4 родам: Penicillium, Aspergillus, Acremonium, Cladosporium. В некоторых случаях, в зависимости от особенностей акватории, в субдоминантные позиции включались и другие виды, например, из родов Beauveria, Scopulariopsis и др. Во всех районах доминировали виды Penicillium и Aspergillus, только в ви число дов стоковой линзе р. Амур массовость видов Aspergillus резко снижалась, а в северовосточной части охотоморского шельфа (район нефтедобычи), напротив, возрастала. В целом, 27 видов грибов оказались общими для всех изученных районов, 67 видов встречались в каком-либо одном из районов. Десять видов микромицетов были впервые обнаружены в морской среде: Acremonium berkeleyanum (P. Karst.) W. Gams, A. recifei (Leo et Lbo) W. Gams, Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill., B. brongniartii (Sacc.) Petch., Malbranchea sp., Myceliophthora fergusii (Klopotek) Oorschot, M. lutea Costantin, Nattrassia mangiferae (Syd. et P. Syd.) B. Sutton et Dyko, Penicillium resedanum McLennan et Ducker, Pseudeurotium ovale var. ovale Stolk.
Грибные комплексы имеют высокий уровень различий (80-90%), что обусловлено гидрологическими особенностями исследованных районов.
Максимальное сходство составляет около 25%, что отражается и в количественных показателях комплексов грибов (табл. 9).
Среди морских грунтов изученных районов, наибольшая численность грибов и биоразнообразие выявлено в стоковой линзе р. Амур (Сахалинский залив), что связано с высокой антропогенной нагрузкой в этом районе (вынос и накопление органического вещества и биогенных элементов). Грибные комплексы залива Анива, западной части Сахалинского залива и северовосточной части шельфа отличаются менее выраженным воздействием отдельных гидрологических параметров среды и соответственно промежуточными значениями биоразнообразия и наибольшей выравненностью обилий видов.
Микобиота морских грунтов южной части о. Сахалин. В этом районе из образцов морских грунтов 4 были отобраны в юго-восточной части шельфа и 7 - в заливе Анива. Из них выделено 464 изолята грибов, отнесенных к 62 видам из рода. Качественный и количественный состав грибов грунтов этого района представлен на диаграммах (рис.4 и 5). Как видно, вид Geomyces pannorum был единственным преобладающим видом в южных акваториях. Однако состав доминирующих видов изменялся в зависимости от района: для грунтов юговосточной части охотоморского шельфа было характерным преобладание вида G.
pannorum, приуроченного в основном к илистым и илисто-песчаным грунтам, а в акватории залива Анива - видов родов Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, возрастало и содержание Acremonium charticola. Некоторые особенности наблюдались в распределении видов Aspergillus, например, вид A. versicolor (Vuill.) Tirab. преобладал в восточной части залива, а содержание A. varians возрастало в его западной части.
Грибные комплексы исследованных районов характеризуются низкой численностью грибных пропагул (1-35 пропагул/г), в большинстве случаев не превышающей 4 пропагулы/г, и значительно отличаются по видовому богатству и биоразнообразию в районе залива и шельфовой зоне (табл. 9). Среди изученных, наиболее стабильные комплексы формируются в восточной части залива Анива (имеют высокий показатель биоразнообразия и низкое доминирование), наименее устойчивые характерны для грунтов шельфовой зоны.
Влияние гранулометрического состава морских грунтов на численность грибов и биоразнообразие показано в таблице 10. Галечниковые морские грунты на фоне низкой численности грибов имеют более высокие показатели биоразнообразия и выравненности видов по сравнению с илисто-песчаными.
Морские грунты, отобранные на глубинах 25-50 м, имеют наибольшую численность грибов и видовое богатство по сравнению с другими грунтами этого района. По мере увеличения глубины сбора морских грунтов отмечено снижение этих показателей, что связано с изменением гранулометрического состава грунтов и уменьшением содержания органического вещества (табл. 11).
% Встречаемость Массовость 15 Рис.4. Качественный состав грибов грунтов Рис.5. Соотношение наиболее южной части о. Сахалин. распространенных видов Коэффициент сходства (по Сёренсену) показывает, что грибные комплексы в исследованных акваториях сходны на уровне 0-30%. Только 4 образца иловатопесчаных грунтов отличались сходством на уровне 40-60%. Различия между грибными комплексами в районе охотоморского шельфа выражены в наибольшей степени, по сравнению с комплексами грибов восточной части залива Анива.
Кроме того, они отличаются менее стабильной структурой. По-видимому, это связано с характером динамики водных масс в южной части острова, влияющим % r s a l o m n um u um a r ol i co n r i o c m i t e r a r g rs e nn a v a s s so a sp ve A.
m e m m t p ch y ые o lu u.
.
r iu r iu н yc il co A.
ri n A G ь g y ill m o o л ae r ch o p m.
e ic h m o p n e P rd та os c r с d sp As Pe о a As Ac Wa C.
Cl на распределение органических и минеральных веществ в грунтах. Так, интенсивное движение вод в юго-восточной части шельфа обуславливает неравномерность распределения грибов в грунтах, а также нестабильность структуры грибных комплексов, в силу поддержания их развития на начальных этапах формирования. В условиях более умеренной гидродинамической обстановки в акватории залива формируются наиболее устойчивые грибные комплексы, что подтверждается рассмотренными выше показателями (высокое разнообразие и выравненность, низкая степень доминирования видов).
Таким образом, микрозональные условия оказывают значительно большее влияние на грибные комплексы морских грунтов, чем почвенные условия в наземных ценозах. Формирование отдельных грибных комплексов морских грунтов связано с гранулометрическим составом и глубиной. Фактор динамики водных масс нивелирует влияние вышеназванных факторов, что показывает стабильность грибных комплексов.
Микобиота морских грунтов Сахалинского залива. В этом районе выделено 8изолятов грибов, идентифицированные как 80 видов из 31 рода. В основном это виды из групп Hyphomycetes, один представитель Coelomycetes (Phoma sp.), а также Agonomycetes (Mycelia sterilia). К Ascomycota относится всего 11 видов из родов. Состав грибных комплексов включает в основном виды Penicillium (20), Aspergillus (9 видов), Aсremonium (8), Scopulariopsis (4), Beauveria (2), Cladosporium (2) и др. В этом районе наблюдается замещение видов рода Cladosporium представителями Scopulariopsis, а также появление нехарактерных для морских местообитаний видов Beauveria (B. bassiana и B. brongniartii).
Последние включают виды энтомопатогенных грибов, которые ранее не выделялись из морской среды. Соотношение доминирующих и преобладающих по массовости видов показано на рисунке 6. Наблюдается массовое развитие стерильного мицелия в восточной части залива (стоковая линза), что, возможно, связано с особенностями развития грибов в условиях загрязнения. Такое же явление характерно для грибов в экстремальных местах обитания (Кирцедели, Томилин, 1997). Для отдельных частей стоковой линзы выявлены специфические виды грибов. Виды G. pannorum, W. inflatus доминировали на станциях с повышенным содержанием биогенных элементов. Виды Acremonium fuci и A.
charticola доминируют на станциях с повышенным содержанием кремния.
Грибные комплексы западной части залива, не подверженной воздействию речного стока, отличаются более бедным видовым составом микромицетов (табл.
Таблица 9. Количественные показатели грибных комплексов морских грунтов Район Индекс Среднее Индекс Среднее Выравненность Среднее Шеннона значение Бергера- значение значение Паркера Южная 0,71 0,850 0,3часть 0,87 0,730,13 0,782 0,780,07 0,484 0,450,охотомор- 0,61 0,704 0,5ского 2,75 0,136 0,шельфа Восточная 2,50 0,186 0,8часть 1,81 0,222 0,9залива 2,49 2,0460,42 0,183 0,260,08 0,861 0,860,1,57 0,348 0,81,86 0,312 0,8Западная 1,84 1,530,44 0,345 0,510,23 0,839 0,710,часть 1,22 0,666 0,5залива Примечание: данные достоверны при уровне значимости p<0,Таблица 10. Количественные показатели грибных комплексов разных типов морских грунтов Тип морских Относительная Индекс Индекс Выравненность грунтов плотность Бергера- Шеннона пропагул Паркера Галечниковые 8,9414,32 0,330,26 1,900,75 0,810,Иловато13,478,39 0,550,26 1,250,68 0,650,песчаные Примечание: данные достоверны при уровне значимости p<0,Таблица 11. Влияние глубины на количественные показатели грибных комплексов Глубина, м Среднее Относительная Индекс Индекс Выравненность число плотность Шеннона Бергеравидов пропагул/г Паркера 25-50 11 14,759,08 1,780,54 0,380,2 0,770,60-90 9 10,615,96 1,750,66 0,370,27 0,790,140-200 9 113,13 0,660,07 0,770,10 0,430,Примечание: данные достоверны при уровне значимости p<0,05.
12). Только для этой части залива оказались характерными виды A. varians, A.
carneus Blochwitz, Phoma sp.
В связи с пространственной изменчивостью гидрологических и гидрохимических параметров в Сахалинском заливе за счет речного стока, наблюдаются структурные различия грибных комплексов грунтов его западной и восточной частей. Сходство грибных комплексов достигает лишь 30%, а сходство комплексов западной и восточной частей залива составляет всего около 10%.
Различия связаны с более высоким содержанием органического углерода в грунтах стоковой линзы, где видовое богатство грибов почти в 6 раз, а относительная плотность пропагул в 70 раз выше этих показателей в западной части залива. Средние значения показателей грибных комплексов в двух районах залива показаны в таблице 6. Выявлена достоверная связь плотности пропагул (2) и выравненности обилий видов грибных комплексов (1) с концентрацией органического вещества (Ф1) и гранулометрическим составом морских грунтов (Ф2) (табл. 13). Также, выявлена зависимость показателей массовости видов W.
inflatus (R=0,7895) и G. pannorum (R=0,6215) от концентрации органического углерода. Содержание стерильного мицелия коррелировало с гранулометрическим составом грунтов и концентрацией органического углерода (R=0,8298). Таким образом, преобладающим фактором, воздействующим на грибные комплексы Сахалинского залива является антропогенная нагрузка (высокое содержание органических веществ и биогенных элементов).
1- Mycelia sterilia 2- G. pannorum 13 3- W. inflatus 4- B. bassiana 5- E. glabra 6- P. ovale 7- P. restrictum 8- B. brongniartii 9- A. fuci 5 10- B. dermatitidis 11- A. recifei 12- A. versicolor 13- P. simplicissimum 14- A. charticola 15- A berkeleyanum 0 2 4 6 8 10 12 14 Массовость,% Рис.6. Состав и массовость доминирующих и преобладающих в заливе видов Таблица 12. Средние значения показателей для двух районов Сахалинского залива Район Стоковая линза Западная часть залива Показатели Сорг,% 0,460,39 0,210,Плотность пропагул 37,0082,50 0,510,Число видов 20 Индекс Шеннона 2,010,46 1,100,Индекс Бергера-Паркера 0,180,09 0,410,Выравненность 0,690,07 0,890,Примечание: данные достоверны при уровне значимости p<0,05.
Грибные комплексы морских грунтов северо-восточной части охотоморского шельфа. В этом районе исследованы морские грунты в местах расположения нефтяных вышек и напротив выхода вод из заливов Пильтун и Чайво. В связи с этим здесь формируются комплексы грибов, с одной стороны, приуроченные к районам с более высоким содержанием нефтеуглеводородов, а с другой стороны, комплексы, приуроченные к участкам опреснения.
Видовой состав грибов включает 70 видов из 30 родов, из которых преобладают по числу видов род Penicillium (19 видов), Aspergillus (10), Acremonium (4), Cladosporium (3), Emericellopsis (3) (рис.5, А). Особенностью района нефтедобычи является массовое развитие видов Aspergillus, что, повидимому, связано с высоким содержанием углеводородов нефти в грунтах этого района. Известно, что многие представители рода Aspergillus обладают высокой метаболической активностью и способностью использовать в качестве источника углерода разнообразные органические соединения, в том числе и парафины (Артемчук, 1981; Билай, Коваль, 1988). Среди наиболее активно растущих на подобных субстратах грибов в литературе упоминаются виды A. fumigatus, A.
ustus, а также виды, ранее относившиеся к группе A. flavus. Также, известна приуроченность видов A. fumigatus и A. ustus к нефтезагрязненным почвам (Киреева и др., 2000). В исследованных образцах морских грунтов наиболее массовое развитие имеют виды A. versicolor, A. fumigatus, A. sulphureus Desm., A.
flavus Link, A. ustus (рис.7, Б, 6). Род Penicillium в этом районе представлен лишь видами P. chrysogenum var. chrysogenum, P. roqueforti Thom и P. olsoni Bainier et Sartory (последний был обнаружен только в этом районе).
Таблица 13. Данные многофакторного анализа Соответствие фактора и Коэффициент Коэффициент Вероятность P признака корреляции R Стьюдента t R(Ф1;1) Ц0,6499 Ц2,7043 0,02R(Ф1;2) 0,8014 4,2371 0,00R(Ф2;1) Ц0,8443 Ц4,9825 0,00R(1;2) Ц0,6411 Ц2,6422 0,02Примечание: Данные достоверны при уровне значимости p<0,05.
Б A Рис.7. Соотношение числа (А) и массовости (Б) видов основных родов Число видов Массовость,% is m s us um s um s l i u i m m m r li lu u u l i i gil i il ps lop oni r liu c n g po o il i l r el m c n po c per e el i mo s ni pe r s c dos i o e e s c Pe er r A la P A er A ad m C Ac m E Cl E Грибные комплексы участков опреснения (район залива Пильтун) отличаются по видовому составу от других акваторий этого района. Здесь преобладают виды Acremonium rutilum, Cladosporium sphaerospermum, G.
pannorum и Phialophora sp. Эти виды, а также виды Emericellopsis, Scolecobasidium, Zalerion в этом районе были обнаружены только на участках опреснения. Выявлена связь показателей массовости A. rutilum с показателями солености (R=0,9244), а также приуроченность C. sphaerospermum к трем станциям с соленостью около 27Й, а G. pannorum, Phialophora sp., Scolecobasidium sp., Zalerion varia Anastasiou, Emericellopsis minima - к станциям с соленостью около 25Й, где также отмечены высокое содержание органических веществ и биогенных элементов за счет выноса их с пресными водами из акватории залива Пильтун. Однако в условиях северо-восточной части шельфа ограниченное распространение некоторых видов факультативных морских грибов, по-видимому, связано и с содержанием углеводородов нефти в грунтах на Рис.8. Распределение по массовости преобладающих видов Aspergillus большей части исследованного района. В связи с этим происходит вытеснение одних видов микромицетов, в этом случае G. pannorum, C. sphaerospermum и др., видами, способными использовать в качестве единственного источника углерода углеводороды нефти (видами Aspergillus).
Таким образом, в районе северо-восточной части охотоморского шельфа видовой состав грибных комплексов определяется содержанием нефтеуглеводородов и соленостью, влияние которых на комплексы микромицетов пространственно разобщено. По видовому составу грибные комплексы северовосточной части шельфа четко подразделяются на комплексы грибов района ассовост % М ь, s s r s s s s u o u l n eu tu e a vu at i s n co r ur g la r a h si u f.
r mi.
v lp A ca u A.
u ve f A.
A.
s.
A.
A A нефтедобычи и зоны опреснения в районе залива Пильтун, с чем связаны низкие показатели сходства в целом по району, составляющие менее чем 10%.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА КОМПЛЕКСОВ ГРИБОВ АССОЦИИРОВАННЫХ С МОРСКИМИ ЖИВОТНЫМИ До недавнего времени считалось, что вторичные грибы на морских животных исключение (Kohlmeyer, Volkmann-Kohlmeyer, 2003). Однако в последние годы стали появляться сведения, что вторичные морские грибы вызывают заболевания ракообразных, рыб, мягких кораллов, а сопротрофные грибы живут на губках и двустворчатых молюсках.
Структура комплексов грибов губок Губки играют важную роль в морских экосистемах. Это типичные обитатели моря и пресноводных водоемов, доминирующие во многих бентосных сообществах. Филогенетически они занимают промежуточное положение между одноклеточными и многоклеточными животными, что определяет особенности строения их тела и физиологии (Сорокин, 1990; Hooper, 2000). Первое упоминание о находках мицелиальных структур в теле губок относится к середине XIX века (Klliker, 1860), однако, сведения о видовом составе (Hller et al., 2000) и численности грибов губок (Namikoshi et al., 2002) появились только на рубеже XX и XXI столетий.
В отличие от бактерий, плотность грибов в губках невелика (табл. 14) и в среднем на три-четыре порядка величин меньше, чем в морских грунтах (Пивкин, 2006), и на пять порядков меньше, чем в почвах (Мирчинк, 1988).
Корреляционный анализ не показал значительной связи численности грибных пропагул с местом и глубиной отбора образцов губок (табл. 15). Коэффициент корреляции между численностью пропагул и видовой принадлежностью губки, напротив, очень близок к единице, следовательно, видовая принадлежность губки оказывает основное влияние на численность грибов, ассоциированных с ней.
Вероятно, это обусловлено ригидностью скелета, которая зависит от соотношения спикул и мягких тканей в теле (Simpson, 1984). Так, тело губки A. digitata обладает наименьшей ригидностью, что, по-видимому, и обусловливает высокую численность в них грибов-ассоциантов. Губки вида Ph. cribrosa также обладают достаточно мягкой консистенцией. Губкам вида H. subdola свойственна наибольшая ригидность среди изученных видов, они имеют плотное и гибкое тело. Относительно высокая численность грибных пропагул в них обусловлена доминированием аскомицета Microascus singularis. Тогда как у других видов губок доминирования в комплексах грибов не выявлено. Крайне мала численность грибов, ассоциированных с губкой M. incrustans. Вероятнее всего, это обусловлено особенностями района обитания, так как, по результатам исследований Хёллера с соавторами, этот вид губки в других местах обитаниях имеет высокое видовое разнообразие и численность грибов-ассоциантов (Hller et al., 2000). Тело этой губки имеет достаточно высокую плотность, однако меньшую, чем у H. subdola.
Таблица 14. Биоразнообразие и выравненность комплексов грибов, ассоциированных с губками.
Показатели Myxilla Phakettia Hymeniac- Halichon- Esperiop- Homaxiбиоразно- incrustans cribrosa idon dria sis nella образия assimilis panicea digitata subdola Среднее число грибов 0,080.01* 1,190.48 0,680.49 0,820.55 2,051.33 1,520.на 1г тела животного Индекс 0,690.00 2,510.28 2,230.63 2,180.30 1,790.30 1,300.Шеннона Индекс 0,500.00 0,200.02 0,200.08 0,260.04 0,370.01 0,490.БергераПаркера Выравнен0,990.00 0,950.03 0,960.04 0,920.04 0,770.06 0,210.ность Примечание: *(xср ), данные достоверны при уровне значимости p<0,05.
Видовое богатство грибов, ассоциированных с изученными видами губок, представлено 78 видами отдела Ascomycota и группы Anamorphic fungi. Число видов аскомицетов, ассоциированных с губками, невелико, по сравнению с группой анаморфных грибов. Такое же соотношение грибов этих двух групп наблюдалось и в предыдущих исследованиях (Hller et al., 2000). Исключение составляет губка H. assimilis, на которой соотношение видов грибов этих двух таксономических групп примерно одинаково. Обнаруженные в губках виды грибов обычно заселяют целлюлозные субстраты и почвы. Кроме того, многие из них вызывают микозы человека и животных (Саттон и др., 2001). Комплексы грибов, ассоциированных с губками, неоднородны по своему составу. Хёллер с соавторами так же отмечали, что в составе грибных комплексов отдельных образцов губок доминируют разные виды грибов (Hller et al., 2000). Тем не менее, видовой состав грибов каждого вида губок достаточно специфичен.
Например, грибы рода Cladosporium встречаются преимущественно на A. digitata, а Trichoderma spp. заселяют H. assimilis. На A. digitata встречается значительно больше видов родов Penicillium и Aspergillus по сравнению с другими изученными губками. Среди космополитов, встречающихся на губках разных видов, можно назвать всего шесть видов грибов: Chaetomium globosum Kunze, Aspergillus repens (Corda) Sacc., Aspergillus versicolor, Penicillium aurantiogriseum, P. brevicompactum и P. chrysogenum var. chrysogenum Thom. Эти виды обычны в морских грунтах этого района (Слинкина, Пивкин, 2003) и Японского моря (Пивкин и др., 2005), а так же в почвах Дальнего Востока России (Егорова, 1986). Среди редких видов обнаружены Ascotricha chartarum Berk., Penicillium spirillum Pitt, Talaromyces ucrainicus Udagawa и обычный в Японии, но впервые отмеченный на территории России, Stilbella jaapii Matsush.
Небольшое количество грибов, обнаруженное на губках вида M. incrustans, не позволяет сделать никаких выводов о биоразнообразии этих грибных комплексов. Среди других пяти видов губок наибольшее биоразнообразие и выравненность наблюдается у комплекса грибов, ассоциированного с губкой Ph.
cribrosa, что соответствует более устойчивому сообществу. Эти же оценки показывают, что грибные комплексы H. subdola наименее устойчивы из всех изученных. Эти виды губок существенно отличаются по анатомоморфологическим характеристикам. Так, губка Ph. cribrosa имеет воронковидное тело на ножке, что особенно характерно для видов, живущих в симбиозе с микроорганизмами. Тонкие стенки и большая удельная поверхность обеспечивают оптимальные условия снабжения кислородом симбиотической микробиоты. Губки H. panicea и H. assimilis, как правило, комковидной формы, имеют крупные поры, а устья расположены на возвышениях (Колтун, 1959), что, вероятно, способствует лучшему проникновению грибных пропагул. Губка вида A. digitata по форме сходна с Ph. cribrosa, тело чашевидное, на короткой ножке, но более массивное. H. subdola же имеет плотное, древовидно разветвленное тело с небольшой толщиной ветвей, и гладкую поверхность. Очевидно животные этого вида представляют собой менее предпочтительный субстрат для грибов.
Таким образом, видовая принадлежность губки оказывает основное влияние на биоразнообразие ассоциированных с ней грибных комплексов, что подтверждается результатами корреляционного анализа (табл. 15) (Пивкин и др., 2006). Видовой состав грибных комплексов губок Ph. cribrosa и H. assimilis наиболее близок (рис. 9). Сходство видового состава ассоциантов губок H. panicea Рис. 9 Дендрограмма сходства видового состава грибных комплексов разных видов губок (на основе количественной меры Сёренсена).
Таблица 15. Корреляция между показателями биоразнообразия, численности грибов губок и некоторыми биологическими и физическими факторами Фактор Станции отбора Глубина отбора Видовая образцов губок образцов губок принадлежность Признак губки Численность пропагул грибов 0.159 0.152 0.9Биоразнообразие -0.315 0.256 0.9(значение индекса Шеннона) и H. subdola составляет 0,18. Губки A. digitata и M. incrustans имеют довольно низкие коэффициенты сходства между собой (0,08) и с остальными видами (0,13).
Виды Ph. cribrosa, H. assimilis, H. panicea являются представителями отряда Halichondrida, H. subdola - Hadromerida, а A. digitata и M. incrustans относятся к отряду Poecilosclerida. Различия в качественном и количественном составе грибных комплексов у губок разных отрядов составляют 82% и более.
Структура комплексов грибов голотурий Исследования взаимодействия между иглокожими и другими организмами моря в последние годы приобретает существенное значение, поскольку многие из них стали промысловыми объектами. Кроме трофических связей с другими организмами сообществ (Levin, Voronova, 1979), болезней, вызываемых бактериями, протистами и другими организмами (Jangoux, 1987; Skadsheim et al., 1995), большое внимание уделяется симбионтным отношениям иглокожих с бактериями (Bauer, Agertr, 1994; McKenzie, Kelly, 1994; Newton, McKenzie, 1994;
Kelly, McKenzie, 1995; Kelly et al., 1995; Thorsen, 1995). Однако совершенно нет информации о грибах иглокожих. Мортенсен в 1909 году впервые описал специфическое заболевание антарктических иглокожих родов Rhynochocydaris и Ctenocidaris, вызываемое грибоподобным организмом Echinophyces mirabilis.
Значительно позже грибы были отмечены на морских ежах Diadema antillarum (Mortensen, 1940) и Strongylocentrotus franciscanus (Johnson, Charman, 1970).
Не смотря на отсутствие сведений о грибах голотурий, этот вопрос чрезвычайно актуален. Как известно, голотурии содержат тритерпеновые гликозиды, которые обладают фунгитоксичной, гемотоксичной и цитотоксичной активностью (Stonik, Elyakov, 1988). Их разнообразная активность связана со специфическим связыванием -5 стеринов клеточных мембран (Kalinovskaya et al., 1983; Kalinin et al., 1994; 1996). Такой стерин, эргостерин, обычен в клеточных мембранах грибов, однако грибы голотурий должны иметь другие стерины, не вступающие во взаимодействие с гликозидами голотурий.
Были выделены 27 видов грибов с поверхности и из различных органов трех видов дальневосточных голотурий - Eupentacta fraudatrix, Apostichopus japonicus и Cucumaria japonica (Pivkin, 2000). Большая часть грибов голотурий относилась к Анаморфным грибам, преимущественно Hyphomycetes - 24 вида и Coelomycetes - вида. Облигатные морские грибы были представлены всего тремя видами:
Botryophialophora sp. (Hyphomycetes), Phialophorophoma sp., и Coniothyrium obiones Jaap (Coelomycetes). Вторичные морские грибы голотурий включали наземных вида, и все они принадлежали к 13 родам класса Hyphomycetes.
Из всех изученных голотурий микобиота Eupentacta fraudatrix наиболее разнообразна. Cladosporium oxysporum Berk. et M.A. Curtis и Metarhizium anisopliae (Metschn.) Sorokn чаще всего встречались на поверхности тела животных. Cladosporium sphaerospermum оказался доминантным видом на внутренних органах E. fraudatrix, а так же на поверхности Apostichopus japonicus и Cucumaria japonica. В то же время Cladosporium brevicompactum доминировал на внутренних органах A. japonicus и C. japonica. Следует отметить, что три вида грибов: Paecilomyces puntonii (Vuill.) Nann., C. sphaerospermum, и Engyodontium album, обнаружены на гонадах A. japonicus и E. fraudatrix, в которых наиболее высока концентрация гликозидов.
1,Csp Aeb Ccl 0, Afl 0,Cal 0,0,0 0,625 1,25 2,5 5 10 20 Концентрация суммарной фракции гликозидов (мг/мл) Рис. 10. Подавление роста грибов суммарной фракцией гликозидов голотурии Eupentacta fraudatrix.
кривые: Csp - Cladosporium sphaerospermum изолирован из целломической жидкости голотурии. Aeb - Aspergillus eburneocremeus изолирован с поверхности голотурии. Ccl - Cladosporium cladosporioides изолирован из морского рунта. Afl - Aspergillus flavipes (Bainier et R. Sartory) Thom et Church изолирован с водоросли Fucus evanescens. Cal - Candida albicans KMM 245.
Обнаружение грибов на голотуриях очень неожиданный факт. Поэтому была определена устойчивость выделенных грибов к гликозидам E. fraudatrix (суммарная фракция) (Pivkin, 2000). Гликозиды E. fraudatrix обладают наибольшей фунгицидной активностью, по сравнению с гликозидами других изученных голотурий (Kalinin et al., 1994). Candida albicans (C.P. Robin) Berkhout KMM 245 (контроль) оказался значительно менее устойчивым к гликозидам чем грибы с морских субстратов, а гриб C. sphaerospermum, выделенный из внутренних органов голотурии, был устойчив к гликозидам в концентрации превышающей естественное содержание гликозидов в 40 раз (рис. 10) (Pivkin, 2000). Нашими исследованиями установлено, что морские штаммы C.
sphaerospermum не содержат эргостерина, вместо него эти грибы синтезируют 5,8-эпидиокси-24(R)-метил-холеста-6,22-3--ол и 5,8-эпидиокси-24(R)-метилхолеста-6,9(11),22-3--ол (Kuznetsova et al., 1998).
Число видов грибов голотурий находится в обратной зависимости от токсичности их гликозидов. Эти виды голотурий обитают на различной глубине:
Eupentacta fraudatrix - до 40 м, но чаще всего встречается на глубине 1,5 м, Apostichopus japonicus 10 - 200 м и Cucumaria japonica 100 - 400 м. Очевидно, именно токсичность гликозидов стимулирует биоразнообразие микобиоты, а глубина обитания снижает биоразнообразие грибов этих животных.
(см) Ширина зоны ингибирования роста гриба ГЛАВА 5. АДАПТАЦИЯ ВТОРИЧНЫХ МОРСКИХ ГРИБОВ В МОРСКИХ УСЛОВИЯХ Устойчивость вторичных морских грибов к солености морской воды Известно, что грибы встречаются в местообитаниях с различным содержанием солей (Masuma et al., 1957; Clipson et al., 1990; Buchalo et al., 1997), а значит в условиях, характеризующимися разными значениями аw (Flowers, 1972;
Pitt, 1979; Scott, 1999).
Изучалась способность, выделенных нами грибов морских грунтов расти на средах с разными значениями аw. Из 126 протестированных изолятов морских грибов, 122 изолята (96,83%) проявили способность расти и образовывать конидии на всех тестируемых средах, что свидетельствует об их широкой норме устойчивости к низкой аw. По характеру ответа на стресс, вызванный низкой аw питательной среды, можно выделить несколько групп: грибы, устойчивые к низкой аw (47,62% изолятов); грибы, толерантные к низкой аw (20,63%) и грибы, предпочитающие для жизни низкую аw (31,75%). По нашему мнению, эту группу грибов следует называть галоактивными, поскольку неизвестны их потребности в солях, применить к ним общепринятое для других организмов название галофильные невозможно (Пивкин, 2005). Из общего числа протестированных изолятов были выделены виды грибов, разные штаммы которых можно отнести ко всем трем выявленным группам. Это - Aspergillus amstelodami, Penicillium brevicompactum, P. velutinum, P. simplicissimum (Oudem.) Thom, P. commune, P.
aurantiogriseum, P. verrucosum, а также Wardomyces inflatus. По-видимому, способность грибов расти и образовывать репродуктивные структуры при низкой аw - это не видовой, а штаммовый признак.
Морфология вторичных морских грибов в море С помощью разработанного нами способа посева для экспозиции грибов в море экспериментально показано, что вторичные морские грибы растут и размножаются в море. Все исследованные нами виды вторичных морских грибов росли в естественных условиях и образовывали репродуктивные структуры. Все виды рода Aspergillus и вид P. roqueforti образовывали конидии в море.
Остальные виды образовывали оидии или хламидоспоры.
Продукция вторичными морскими грибами метаболитов адаптивного значения.
В последние годы было показано, что грибы морских местообитаний продуцируют соединения с различной биологической активностью (Cui et al., 1996; Belofsky et al., 1998; Toske et al., 1998).
Продукция ферментов у морских грибов, вполне закономерно, связана с субстратами, на которых они обитают. Установлено, что среди морских грибов, продуцирующих О-гликозилгидролазы, чаще всего встречаются продуценты амилаз, -1,3-глюконаз, карбоксиметилцеллюлаз, N-ацетил- -глюкозаминидаз и -глюкозидаз. В морских условиях состав продуцируемых ферментов отдельных видов грибов отличается от состава ферментов тех же видов в наземных условиях (Пивкин и др. 1996). Нами выявлены условия продукции вторичными морскими грибами амилаз, -1,3-глюконаз, N-ацетил- -глюкозаминидаз и нуклеаз, а так же исследованы свойства этих ферментов (Фролова и др. 2000; Бурцева и др. 2003;
Журавлева и др. 2004; Rasskazov et al. 2003).
Более 2000 штаммов грибов было протестировано на способность синтезировать антибиотические вещества (Пивкин и др., 2005). Из них продуцируют такие вещества 50% штаммов грибов. Чаще всего эти вещества встречаются у грибов грунтов, подверженных антропогенному воздействию, а так же ассоциированных с морскими животными. Причём, наибольшая частота продуцентов низкомолекулярных биологически активных веществ обнаружена среди ассоциантов губок и колониальных асцидий. С продвижением с юга на север, частота продуцентов низкомолекулярных биологических веществ значительно увеличивается.
Среди общего числа выделенных грибных изолятов, 10,19% культур способны к продукции соединений, обладающих гемолитической активностью.
Чаще других синтезировали гемолитически активные соединения грибы родов Penicillium, Aspergillus, Wardomices и Acremonium.
Наибольшее количество и биоразнообразие штаммов-продуцентов гемолитически активных соединений наблюдалось в комплексах грибов илистых и песчаных грунтов, по сравнению с комплексами грибов других изученных образцов морских грунтов (табл. 1). По степени доминирования штаммов- продуцентов этих веществ отличались комплексы грибов морских грунтов, отобранных из акваторий, испытывающих интенсивное антропогенное воздействие (табл. 6). С уменьшением антропогенной нагрузки процент и степень доминирования штаммов-продуцентов снижался. Чаще других продуцировали гемолитически активные вещества штаммы Penicillium cordubense, P.
corylophillum, P griseofulvum, P. kloeckeri, P. velutinum, P. aurantiogriseum, Aspergillus fumigatus Fresen., A. ustus, Trichoderma aureoviride. По-видимому, именно антропогенное воздействие индуцирует увеличение частоты и усиление доминирования продуцентов гемолитически активных вторичных метаболитов в комплексах грибов морских грунтов.
Наибольшее число особей, способных к продукции гемолитически активных соединений было выделено из грунтов, отбор которых проводился на глубине от 1 до 15 метров. Возможно, некоторое снижение биоразнообразия и степени доминирования штаммов-продуцентов гемолитически активных соединений в грунтах, отобранных на больших глубинах можно объяснить мощными океаническими разбавлениями питательных веществ, по сравнению с литоральными и мелководными сублиторальными зонами; снижением скорости седиментационных и фотосинтетических процессов, происходящих с увеличением значений глубины (Романкевич, 1977).
С помощью физико-химических методов исследования было выявлено метаболита грибов новой структуры (Кузнецова и др. 1998 - 2009; Афиятуллов и др. 2000 - 2009; Сметанина и др. 2001 - 2009). Нами показано, что на начальных этапах роста и колонизации субстрата гемолитическую активность вторичных морских грибов проявляют экстрацеллюлярные ненасыщенные жирные кислоты, для которых было отмечено высокое содержание 6 кислот с двумя двойными связями (Худякова и др. 2000).
ВЫВОДЫ 1. Видовое богатство грибов Японского и Охотского морей моря представлено 189 видами, 68-ти родов. Из них 59 видов грибов выделены впервые из морских источников. Наиболее часты в морских местообитаниях представители родов Penicillium, Aspergillus, Acremonium, Cladosporium, Geomyces.
2. На биоразнообразие грибов морских грунтов большее влияние оказывает гранулометрический состав грунта, концентрация органического углерода и антропогенная нагрузка по сравнению с другими факторами среды. Глубина обитания не оказывает влияние на биоразнообразие грибов грунтов в пределах сублиторальной зоны. С увеличением антропогенной нагрузки существенно изменяется их качественный состав.
3. На биоразнообразие и видовое богатство грибов морских животных в первую очередь оказывает видовая принадлежность животного. Токсичность животного увеличивает видовое богатство и биоразнообразие грибов, но снижает их численность. Детритофаги существенно изменяют видовое богатство грибов морских грунтов.
4. Конидиобразование вторичных морских грибов существенно элиминируется и замещается образованием вегетативных пропагул.
5. Способность вторичных морских грибов расти и образовывать репродуктивные структуры при низкой активности воды - это не видовой, а штаммовый признак, что позволяет считать вторичные морские грибы отличными от наземных экоформами.
6. Ферментные профили вторичных морских грибов существенно отличаются от таковых у наземных представителей этих видов, что обуславливает изменение их экологических ниш в морских условиях.
7. Вторичные морские грибы продуцируют значительное количество стимуляторов ферментов, поэтому могут принимать участие в пищевых цепях морских макроорганизмов.
8. Комплексы вторичных морских грибов содержат до 50% штаммов, образующих биологически активные соединения. Антропогенное воздействие увеличивает частоту продуцентов биологически активных вторичных метаболитов. На начальных этапах колонизации субстрата биологическая активность адаптивных метаболитов обусловлена экстрацеллюлярными жирными кислотами.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах из списка ВАК 1. Kuznetsova T.A., Afiyatullov Sh.Sh., Denisenko V.A., Pivkin M.V., Elyakov G.B. Sterols from the marine isolate of fungus Cladosporium sphaerospermum Penz. // Biochemical Systematics and Ecology.1998. V. 26. P. 365-366.
2. Pivkin M.V. Filamentous fungi associated with holothurians from the Sea of Japan, off the Primorye coast of Russia // Bioligical Bulletin. 2000. V. 198. P. 101-109.
3. Afiyatullov Sh. Sh., Kuznetsova T.A., Isakov V.V., Pivkin M.V., ProkofТeva N.G., Elyakov G.B. New diterpenic altrosides of the fungus Acremonium striatisporum isolated from a sea cucumber // Journal of Natural Products. 2000. V. 63 (6). P. 848-850.
4. Бурцева Ю.В., Сова В.В., Пивкин М.В., Звягинцева Т.Н. Ферменты углеводного обмена мицелиальных грибов, обитающих в морской среде. -1,3-глюконаза морского гриба Chaetomium indicum // Биохимия. 2000. Т. 65, вып. 10. С. 1389-1399.
5. Худякова Ю.В., Пивкин М.В., Кузнецова Т.А., Светашев В.И. Грибы грунтов Японского моря (Российское побережье) и их биологически активные метаболиты // Микробиология. 2000.
Т. 69, № 5. С. 722-726.
6. Пивкин М.В., Зверева Л.В. Грибы родов Alternaria и Ulocladium из акватории залива Петра Великого (Японское море) // Микология и фитопатология. 2000. Т. 34, вып. 6. С. 38-43.
7. Kuznetsova T.A., Smetanina O.F., Afiyatullov Sh.Sh., Pivkin M.V., Denisenko V.A., Elyakov G.B. The identification of fusidic acid, a steroidal antibiotic from marine isolate of the fungus Stilbella aciculosa // Biochemical Systematics and Ecology. 2001. V. 2. (9). P. 873-874.
8. Сметанина О.Ф., Т.А. Кузнецова, В.А. Денисенко, М.В. Пивкин, Ю.В. Худякова, Д.Ю.
Попов, С.Г. Ильин, Г.Б. Еляков 3--Метокси-олеан-18ен (милиацин) из морского гриба Chaetomium olivaceum // Известия Академии наук. Серия химическая. 2001. № 12. С. 2352-2354.
9. Фролова Г. М., Сильченко А.С., Пивкин М. В., Михайлов В.В. Амилазы морского изолята Aspergillus flavipes, ассоциированного с Fucus evanescens // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. Т. 38, № 2. С. 155-160.
10. Afiatullov Sh.Sh., Kalinovsky A.I., Isakov V.I., Pivkin M.V., Dmitrenok P.S., Elyakov G.B.
New Diterpenic Glycosides of the Fungus Acremoium striatisporum Isolated from a Sea Cucumber // Journal of Natural Products. 2002. V. 65(5). P. 641-644.
11. Бурцева Ю.В., Веригина Н.С., Сова В.В., Пивкин М.В., Звягинцева Т.Н. Огликозилгидролазы морских мицелиальных грибов. -1,3-глюконазы Trichoderma aureviride // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. Т. 39, № 5. С. 542 - 548.
12. Afiyatullov Sh.Sh., Kalinovsky A.I., Kuznetsova T.A., Pivkin M.V., ProkofТeva N.G., Dmitrenok P.S., Elyakov G.B. New Glycosides of the Fungus Acremonium striatisporum Isolated from a Sea Cucumber // Journal of Natural Products. 2004. V. 67. P. 1047-1051.
13. Журавлева Н.В., Лукьянов П.А., Пивкин М.В. N-ацетил--D-гексозаминидаза продуцируемая морским изолятом гриба Phoma glomerata // Прикладная биохимия и микробиология. 2004. Т. 40, № 5. С. 520Ц526.
14. Сметанина О.Ф., Кузнецова Т.А., Герасименко А.В., Калиновский А.И., Пивкин М.В., Дмитренок П.С., Еляков Г.Б. Метаболиты морского гриба Humicola fuscoatra КММ 4629 // Известия Академии наук. Серия химическая. 2004. № 11. С. 2534Ц2537.
15. Афиятуллов Ш.Ш., Калиновский А.И., Пивкин М.В., Дмитренок П.С., Кузнецова Т.А.
Фумитреморгины из морского изолята гриба Aspergillus fumigatus // Химия природных соединений. 2004. № 6. С. 506Ц507.
16. Afiyatullov Sh.Sh., Kalinovsky A.I., Kuznetsova T.A., Pivkin M.V., ProkofТeva N.G., Dmitrenok P.S., Elyakov G.B. New Glycosides of the Fungus Acremonium striatisporum Isolated from a Sea Cucumber // Journal of Natural Products. 2004. V. 67. (6). P. 1047Ц1051.
17. Сметанина О.Ф., Калиновский А.И., Худякова Ю.В., Моисеенко О.П., Пивкин М.В., Мензорова Н.И., Сибирцев Ю.Т., Кузнецова Т.А. Метаболиты морского гриба Aspergillus varians (Wehner) КММ 4630 // Химия природных соединений. 2005. № 2. С. 193Ц194.
18. Афиятуллов Ш.Ш., Калиновский А.И., Пивкин М.В., Дмитренок П.С., Кузнецова Т.А.
Алкалоиды из морского изолята гриба Aspergillus fumigatus // Химия природных соединений.
2005. № 2. С. 188Ц189.
19. Веригина Н.С., Бурцева Ю.В., Ермакова С.П., Сова В.В., Пивкин М.В., Звягинцева Т.Н.
Метаболиты морских организмов как регуляторы О-гликозилгидролаз // Прикладная биохимия и микробиология. 2005. Т. 41, №4. С. 402Ц409.
20. Пивкин М. В., Худякова Ю. В., Кузнецова Т. А., Сметанина О.Ф., Полохин О.В. Грибы аквапочв прибрежных акваторий Японского моря в южной части Приморского края // Микология и фитопатология. 2005. Т. 39, вып. 6. С. 50Ч61.
21. Пивкин М. В. Комплексы грибов губок у южного побережья острова Сахалин // Биология моря. 2006. Т. 32, № 4. С. 249Ч254.
22. Afiyatullov Sh.Sh., Kalinovsky A.I., Pivkin M.V., Dmitrenok P.S., Kuznetsova T.A. New diterpene glycosides of the fungus Acremonium striatisporum isolated from a sea cucumber // Natural Products Research. 2006. V. 20. No. 10. P. 902Ц908.
23. Burtseva Y., Verigina N., Sova V., Pivkin M., Zvyagintseva T. Comparative characterization of laminarinases from the filamentous marine fungi Chaetomium indicum Corda and Trichoderma aureoviride Rifai // Journal Applied Phycology. 2006. V. 18. P. 375Ц380.
24. Слинкина Н.Н., Пивкин М.В. Биоразнообразие грибов аквапочв южной части острова Сахалин // Микология и фитопатология. 2007. Т. 41, вып. 1. С. 48-55.
25. Smetanina O.F., Kalinovsky A.I., Khudyakova Y.V., Pivkin M.V., Dmitrenok P.S., Fedorov S.N., Hong Ji, Jong-Young Kwak, Kuznetsova T.A. Indole Alkaloids Produced by a Marine Fungus Isolate of Penicillium janthinellum Biourge // Journal of Natural Products. 2007. V. 70. P. 906Ц909.
26. Сметанина О.Ф., Калиновский А.И., Худякова Ю.В., Слинкина Н.Н., Пивкин М.В., Кузнецова Т.А. Метаболиты морского гриба Eurotium repens // Химия природных соединений.
2007. № 4. С. 327 - 329.
27. Пивкин М.В., Слинкина Н.Н., Михайлов В.В. Грибы в коллекции морских микроорганизмов Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН (КММ) // Иммунология, аллергология, инфектология. 2009. № 1. С. 46 - 47.
28. Слинкина Н. Н., Пивкин М. В., Сметанина О. Ф., Бурцева Ю. В., Юрченко А.Н.
Биотехнологический потенциал грибов акапочв шельфа острова Сахалин // Иммунология, аллергология, инфектология. 2009. № 2. С. 100-102.
29. Khudyakova Y.V., Smetanina O.F., Slinkina N.N., Pivkin M.V., Moiseenko O.P., Kuznetsova T.A. Fatty-acid composition of certain species of marine mycelial fungi // Chemistry of natural compounds. 2009. V. 45, No 1. P. 18 - 20.
Статьи в журналах 30. Pivkin M.V., Khudyakova Y. V. A new species of Aphanoascus (Ascomycota) with a Malbranchea anamorph from marine bottom deposits // Mycotaxon. 2002. V. 81. P. 7-10.
31. Burtseva Yu.V., Verigina N.S., Sova V.V., Pivkin M.V., Zvyagintseva T.N. Filamentous marine fungi as produsers of O-Glycosyihydrolases: -1,3-Gluconase from Chaetomium indicum // Marine Biotechnology. 2003. V. 5. P. 1-11.
32. Zhuravleva N., LukТyanov P., Pivkin M. N-acetyl--D-hexoseaminidase with transglycosilation activity from marine fungus Phoma glomerata // Advances in Chitin Science. 2003.
V. 6. P. 307-308.
Патенты 33. Балабанова Л.А., Пивкин М.В., Гафуров Ю.М., Рассказов В.А. Штамм гриба Penicillium estinogenum A. Komatsuet S. Abe ex G. Sm. - продуцент эндонуклеазы Pest и способ её получения. №2220198 И.Б., 2003, № 36, 27.12.2003.
34. Пивкин М.В., Афиятуллов Ш.Ш., Кузнецова Т.А., Еляков Г.Б. Штамм гриба Aspergillus fumigatus - продуцент индольных алкалоидов и способ их получения. №2256701 И.Б., 2005, № 20, 20.07.2005.
35. Пивкин М.В., Белогорцева Н.И., Лукьянов П.А. Штамм гриба Phoma glomerata - продуцент полисахарида, обладающего иммуномодулирующей активностью. № 2312148 И.Б., 10. 12. 2007.
Монографии и главы в коллективных монографиях 36. Пивкин М.В., Кузнецова Т.А., Сова В.В. Морские грибы и их метаболиты.
Владивосток: Дальнаука. 2006. 286 с.
37. Afiyatullov Sh.Sh., Pivkin M.V., Kalinovsky A.I., Kuznetsova T.A. New Cytotoxic Glycosides of the Fungus Acremonium striatisporum Isolated From a Sea Cucumber. Recent Progress in Medical Plants. V. 15. Natural Products, Studium Press LLC, USA, 2006, P. 85-114.
38. Пивкин М.В., Слинкина Н.Н., Полохин О.В. Комплекс грибов аквапочв шельфа острова Сахалин. Биологические ресурсы Дальнего Востока России: комплексный региональный проект ДВО РАН / под ред. Ю.Н. Журавлева. Товарищество научных изданий КМК, Москва. 2007. С.
120-139.
Статьи в сборниках и материалы докладов всероссийских и международных конференций, съездов и конгрессов 39. Pivkin M.V., Lukjanov P.A., Mikheyskaya L.V.,. Bakunina I.Yu, Mikhailov V.V., Elyakov G.B. Biologically active agents of marine fungi // Proc. Pacific Rim 97 Oceanology Conference.
Singapore. 1997. P. 67-76.
40. Пивкин М.В. Морские грибы бухты Троицы (Японское море) // Труды Х ботанического съезда. С.-Петербург. 1998. С. 214-215.
41. Pivkin M.V., Afiyatullov Sh.Sh., Elyakov G.B. Biodiversity of marine fungi and new biologically active substances from them // Biodiversity and allelopathy: from organisms to ecosystem in the Pacific. Proc. of PSA symposium. (Eds. Ch-H. Chou, G.R. Waller, and C. Reinhardt) Academia Sinica. Taipei. 1999. P. 91-100.
42. Пивкин М.В., Худякова Ю.В. Биоразнообразие грибов морских грунтов залива Петра Великого // Микология и криптогамная ботаника в России: Традиции и современность. Труды международной конференции, посвящённой 100-летию организации исследований по микологии и криптогамной ботанике в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН.
(Санкт-Петербург, 24 - 28 апреля 2000 г.). С.-Петербург. 2000. С. 227-228.
43. M.V. Pivkin Marine fungi from the nortwestern part of the Sea of Japan as a source of biologically active substances // IMBC 2000, Townsville, Australia, 29 september - 4 october.
Program & Abstracts. 2000. P. 139.
44. Журавлёва Н.В., Хван Д., Пивкин М.В., Лукьянов П.А. Количественная хинолитическая система морских грибов. // Химия и химическое образование. 2-й международный симпозиум, сентябрь 26 - 30. Владивосток. 2000. С. 207.
45. Кузнецова Т.А., Михайлов В.В., Калиновская Н.И., Афиятуллов Ш.Ш., Олейникова Г.К., Сметанина О.Ф., Иванова Е.П., Романенко Л.А., Шевченко Л.С., Пивкин М.В., Плаунова О.М., Еляков Г.Б. Морские гетеротрофные микроорганизмы - основа для развития морской биотехнологии // Химия и химическое образование. 2-й международный симпозиум, сентябрь 26 - 30. Владивосток. 2000. С. 214-215.
46. Pivkin M.V., Khudyakova Yu.V., Burtseva Yu.V., Zhuravleva N.V., Frolova G.M. Readaptation of fungi in the sea // 8th International Marine and Freshwater Mycology Symposium. 7 - July Hurghada. Egypt. 2001. P. 66.
47. Пивкин М.В., Бурцева Ю.В., Худякова Ю.В., Журавлёва Н.В. Вторичная адаптация грибов в море // Современная микология в России. Первый съезд мокологов. Москва.
Национальная академия микологии. 2002. С. 77.
48. Алешко С.А., Пивкин М.В., Красохин В.Б. Биоразнообразие грибов, ассоциированных с губками южной части охотоморсокого побережья острова Сахалин // Ботанические исследования в азиатской России. Материалы XI съезда Русского ботанического общества (1822 августа 2003г., Новосибирск-Барнаул). Т.1. Барнаул. 2003. С. 4-5.
49. Пивкин М.В., Худякова Ю.В., Бурцева Ю.В., Журавлёва Н.В., Фролова Г.М., Веригина Н.С. Экология вторичных морских грибов // Ботанические исследования в азиатской России.
Материалы XI съезда Русского ботанического общества (18-22 августа 2003г., НовосибирскБарнаул). Т.1. Барнаул 2003. С. 53-54.
50. Слинкина Н.Н., Пивкин М.В. Видовой состав анаморфных грибов морских грунтов залива Анива (остров Сахалин) // Ботанические исследования в азиатской России. Материалы XI съезда Русского ботанического общества (18-22 августа 2003г., Новосибирск-Барнаул). Т.1.
Барнаул 2003. С. 61-62.
51. Rasskazov V.A., Menzorova N.M., Balabanova L.A., Kozhemyako V.B., Mikhailov V.V., Pivkin M.V., Plisova E.Ju., Sibirtzev Ju.T., Terentyev L.L., Terentyeva N.A. Highly specific nucleases and phosphatases of marione organisms as new tools for molecular biology // Труды объединенной международной научной конференции, август 25 - сентябрь 5, 2003, Т. II Биология. Медицина. Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова - Ленина.
Россия. Казань. С. 279-283.
52. Пивкин М.В., Худякова Ю.В. Полохин О.В. Влияние антропогенной нагрузки на биоразнообразие грибов аквапочв южной части Приморского края // Труды ДВО ДОП РАН Микробиологические особенности биогеохимии, генезиса, плодородия, мониторинга и санации почв Дальнего Востока России. Владивосток. 2005. Т. 3. С. 26Ц31.
53. Пивкин М.В. Биоразнообразие грибов Японского моря и их устойчивость к низкой активности морской воды. // Грибы в природных и антропогенных экосистемах. Труды международной конференции, посвященной 100-летию начала работы профессора А.С.
Бондарцева в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН (Санкт-Петербург, 24 - апреля 2005г.). Санкт-Петербург. 2005. Т.2. С. 83Ц86.
54. Худякова Ю.В. Полохин О.В. Пивкин М.В. Влияние физических свойств аквапочв и антропогенной нагрузки на комплексы грибов // Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации. Материалы международной научной конференции. Ростов-на-Дону, 19-21 апреля. 2006. С. 516Ц518.
55. Худякова Ю.В., Пивкин М.В. Влияние антропогенной нагрузки на частоту встречаемости меланинсодержащих грибов в аквапочвах прибрежных акваторий южной части побережья приморского края (Японское море) // Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем. Материалы международной научной конференции. Ростов-наДону, 9-12 октября 2006. С. 445Ц447.
56. Слинкина Н.Н., Пивкин М.В., Полохин О.В. Влияние антропогенной нагрузки и некоторых свойств аквапочв на комплексы грибов // Ноосферные изменения в почвенном покрове. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80летнему юбилею Ивлева Анатолия Михайловича. Владивосток, 14-22 сентября 2007г.
Издательство Дальневосточного университета. Владивосток. 2007. С. 254Ц260.
57. Slinkina N.N., Pivkin M.V. The First Evidence of Aquasoil Filamentous Fungi from the Sakhalin Bay (The Sea of Okhotsk) // XV Congress of European Mycologists. St. Petersburg, Russia.
September 16Ц21, 2007. Abstracts. St. Petersburg. 2007. P. 100 - 101.
58. Burtseva Yu.V., Sova V.V., Slinkina N.N., Pivkin M.V., Zvyagintseva T.N. Fungi Inhabiting Sea of Japan and Sea of Okhotsk as Producers of Some O-glycosylhydrolases // XV Congress of European Mycologists. St. Petersburg, Russia. September 16Ц21, 2007. Abstracts. St. Petersburg.
2007. P. 183-184.
59. M.V. Pivkin Diversity and Ecology of Facultative Marine Fungi in North-west Pacific // XV Congress of European Mycologists. St. Petersburg, Russia. September 16Ц21, 2007. Abstracts. St.
Petersburg. 2007. P. 92-93.
60. M.V. Pivkin Biodiversity of Fungi in Aquasoils of the Sea of Japan // 21st Paific Science Congress УDiversity and Change: Challenges and Opportunities for Managing Natural and Social Systems in Asia-PacificФ June 12 - 18, 2007. Okinava Convention Center, Okinava, Japan. P. 126.
Подписано в печать 23.12.Формат 60х84/16 Тираж 100 экз.
Усл. печ. л. 2.0 Заказ № 0900Отпечатано в Типографии Краски 690048, г. Владивосток, пр-т 100-летия, 43, тел: 36-26-16, 55-95-31, www.kracku.com
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии