Дослідження спороутворюючої активності мукорового гриба Blakeslea trispora
DOI:
https://doi.org/10.31210/spi2026.29.01.14Ключові слова:
спороутворююча здатність, спороутворення, мукоровий гриб, поверхнева культура, Blakeslea trispora, вплив, поживні середовищаАнотація
Промислове отримання каротинвмісних препаратів природного походження є актуальною задачею сучасної біотехнології. Важливість даної проблеми визначається особливістю та різноманітністю функцій, які виконують каротиноїди в живих клітинах. Виробництво безпечних природних каротиноїдних продуктів можливе тільки біотехнологічним способом, тобто за участю відповідних мікроорганізмів-продуцентів. Найбільш перспективним серед різних потенційних мікроорганізмів-продуцентів каротиноїдів виявився мукоровий гриб Blakeslea trispora, який обрано в Україні в якості промислового продуцента бета-каротину. Але за умови використання певних індукуючих компонентів в складі поживних середовищ гриб переходить до надсинтезу лікопіну або інших каротиноїдів. Фізіологічною особливістю даного продуцента виявилася нестабільність спороутворення як у (+), так і у (-) штамів гетероталічного гриба. Метою роботи є визначення способів підвищення рівня спороутворюючої здатності B. trispora в умовах поверхневого культивування. Рівень спороутворення оцінювали за кількістю спор на 1 см2. Для підрахунку кількості спор користувалися рахунковими камерами. В роботі для інтенсифікації спороутворення у B. trispora запропоновано використання фізичних чинників. Так, вивчено стимулюючий вплив тривалості освітлення видимим світлом на спороутворюючу здатність B. trispora. Визначено також вплив на досліджуваний процес різних ділянок спектра видимого світла: фіолетового, синього, зеленого, жовтого і червоного. Виявлено, що максимальна кількість спор утворюється при освітленні поверхневої культури не менше 4 діб при інтенсивності 300 люкс. Максимальний стимулюючий ефект досягнуто при освітленні поверхневої культури B. trispora червоним світлом: кількість спор збільшувалася в порівнянні з темновим контролем в 35 разів. Так як багаторазове світлове опромінення може викликати небажані метаболічні процеси в клітинах гриба, було перевірено вплив деяких антиоксидантів на ріст і каротиногенез популяцій гриба B. trispora, отриманих з косяків, вирощених в умовах інтенсивного освітлення. Як антиоксидантні компоненти в поживних середовищах використовували лимонну, аскорбінову кислоту, вітамін Е, цистеїн та сечовину. Встановлено, що досліджувані антиоксиданти не впливають на здатність продуцента накопичувати біомасу і синтезувати бета-каротин. Інтенсивність спороношення при цьому також не змінюється.
Посилання
1. Green, A. S., & Fascetti, A. J. (2016). Meeting the vitamin A requirement: The efficacy and importance of β-Carotene in animal species. The Scientific World Journal, 2016, 1–22. https://doi.org/10.1155/2016/7393620
2. Shin, K.-C., Seo, M.-J., Kim, Y.-S., & Yeom, S.-J. (2022). Molecular properties of β-carotene oxygenases and their potential in industrial production of vitamin A and its derivatives. Antioxidants, 11 (6), 1180. https://doi.org/10.3390/antiox11061180
3. Simakhina, H. O. (2010). Funktsionalna rol karotynoidiv ta osoblyvosti yikh vykorystannia u kharchovykh tekhnolohiiakh [Functional role of carotenoids and features of their use in food technologies]. Naukovi Pratsi Natsionalnoho Universytetu Kharchovykh Tekhnolohii, 33, 45–48. [in Ukrainian]
4. Avalos, J., & Carmen Limón, M. (2014). Biological roles of fungal carotenoids. Current Genetics, 61 (3), 309–324. https://doi.org/10.1007/s00294-014-0454-x
5. Mata-Gómez, L. C., Montañez, J. C., Méndez-Zavala, A., & Aguilar, C. N. (2014). Biotechnological production of carotenoids by yeasts: an overview. Microbial Cell Factories, 13 (1), 12. https://doi.org/10.1186/1475-2859-13-12
6. Šovljanski, O., Saveljić, A., Tomić, A., Šeregelj, V., Lončar, B., Cvetković, D., Ranitović, A., Pezo, L., Ćetković, G., Markov, S., & Čanadanović-Brunet, J. (2022). Carotenoid-producing yeasts: selection of the best-performing strain and the total carotenoid extraction procedure. Processes, 10 (9), 1699. https://doi.org/10.3390/pr10091699
7. Saini, R. K., & Keum, Y.-S. (2018). Carotenoid extraction methods: A review of recent developments. Food Chemistry, 240, 90–103. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.07.099
8. Shevchenko, L. V., Mykhalska, V. M., Yaremchuk, O. S., Kaminska, O. V., & Baier, O. V. (2018). Dzherela karotynoidiv ta yikh kharakterystyka (ohliad) [Sources of carotenoids and their characteristics (review)]. Science Review, 8 (15), 19–26. [in Ukrainian]
9. Krychkovska, L. V., Birta, H. O., & Karpushyna, S. A. (2025). Pidvyshchennia biosyntetychnoi aktyvnosti mikrohryba Blakeslea trispora [Increasing the biosynthetic activity of the microfungus Blakeslea trispora]. In Problemy ta dosiahnennia suchasnoi biotekhnolohii: V mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia [Problems and achievements of modern biotechnology: 5th International Scientific and Practical Conference] (pp. 235–236). Natsionalnyi farmatsevtychnyi universytet [in Ukrainian]
10. Wang, H.-B., Xu, R.-G., Yu, L.-J., Luo, J., Zhang, L.-W., Huang, X.-Y., Zou, W.-A., Zhao, Q., & Lu, M.-B. (2014). Improved ß-Carotene and lycopene production by Blakeslea trispora with ultrasonic treatment in submerged fermentation. Zeitschrift Für Naturforschung C, 69 (5-6), 237–244. https://doi.org/10.5560/znc.2013-0122
11. Bindea, M., Rusu, B., Rusu, A., Trif, M., Leopold, L. F., Dulf, F., & Vodnar, D. C. (2018). Valorification of crude glycerol for pure fractions of docosahexaenoic acid and β-carotene production by using Schizochytrium limacinum and Blakeslea trispora. Microbial Cell Factories, 17 (1), 97–110. https://doi.org/10.1186/s12934-018-0945-4
12. Sandmann, G. (2022). Carotenoids and their biosynthesis in fungi. Molecules, 27 (4), 1431. https://doi.org/10.3390/molecules27041431
13. Zubareva, I. M., Skliar, T. V., & Mitina, N. B. (2022). Vplyv yakosti posivnoi kultury na rostovi i biosyntetychni kharakterystyky produtsenta beta-karotynu Blakeslea trispora. In Suchasni dosiahnennia farmatsevtychnoi tekhnolohii i biotekhnolohii: Zbirnyk naukovykh prats X Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii (pp. 125–126). Natsionalnyi farmatsevtychnyi universytet. [in Ukrainian].
14. Breitenbach, J., Fraser, P. D., & Sandmann, G. (2012). Carotenoid synthesis and phytoene synthase activity during mating of Blakeslea trispora. Phytochemistry, 76, 40–45. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2011.12.017
15. DP "UkrNDNTs". (2018). Solod pyvovarnyi iachminnyi. Zahalni tekhnichni umovy [Barley malt for brewing. General specifications] (DSTU 4282:2018). Ministry of Economic Development and Trade of Ukraine. https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=79566 [in Ukrainian]
16. Solomon, A. M., & Bondar, M. M. (2022). Mikrobiolohiia. Metodychni vkazivky do vykonannia praktychnykh robit dlia pidhotovky zdobuvachiv vyshchoi osvity pershoho (bakalavrskoho) osvitnoho rivnia [Microbiology. Methodological instructions for practical work for the preparation of applicants for higher education of the first (bachelor's) educational level]. Vinnytsia National Agrarian University. [in Ukrainian]
17. Petrovska, I. R., Salyha, Yu. T., & Vudmaska, I. V. (2022). Statystychni metody v biolohichnykh doslidzhenniakh: navchalno-metodychnyi posibnyk [Statistical methods in biological research: A textbook]. Ahrarna Nauka. [in Ukrainian]
18. Fuller, K. K., Loros, J. J., & Dunlap, J. C. (2014). Fungal photobiology: visible light as a signal for stress, space and time. Current Genetics, 61 (3), 275–288. https://doi.org/10.1007/s00294-014-0451-0
19. Reshetnyk, K. S. (2020). Vplyv lazernoho vyprominiuvannia ta kontsentratsii hliukozy na vmist karotynoidiv u mitselii hrybiv [Influence of laser radiation and glucose concentration on the content of carotenoids in mushroom mycelium]. Chornomorski Botanical Journal, 16 (4), 333–342. https://doi.org/10.32999/ksu1990553x/2020-16-4-6
20. Reshetnyk, K., & Prysedsky, Y. (2020). Vplyv lazernoho oprominennia na nakopychennia biomasy ta ekzopolisakharydiv hryba Schizophyllum commune Fr. [Influence of laser irradiation on biomass and exopolysaccharides accumulation of Schizophyllum commune Fr. fungus]. Notes in Current Biology, 1 (389), 25–30. https://doi.org/10.29038/2617-4723-2020-1-389-25-30 [in Ukrainian]
21. Anatskyi, A. S., & Kunshchykova, Ye. O. (2009). Vplyv stupenia aeratsii kulturalnoi ridyny na biosyntetychnu aktyvnist hrybnoi kultury Blakeslea trispora [Influence of cultural fluid aeration stage on biosynthetic activity of Blakeslea trispora fungus culture]. Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Biolohiia. Ekolohiia, 17 (2), 15–19. [in Ukrainian]
22. Ielchishcheva, I., Stachowiak, B., Szwengiel, A., & Bozhkov, A. (2017). Growth and carotenogenesis in Rhodosporidium diobovatum IMB Y-5023: effects of culture medium and illumination intensity. FEMS Microbiology Letters, 365 (1), 261. https://doi.org/10.1093/femsle/fnx261
23. Arnautov, A. (2023). Nash novyi spektr vydymoho svitla – rezultat povtornoi dyspersii klasychnoho spektra Niutona: Povidomlennia piate pro novyi spektr vydymoho svitla [Our new spectrum of visible light is the result of re-dispersion of Newton's classical spectrum: Fifth message about the new spectrum of visible light]. Nauka i Tekhnika Sohodni, 10 (24), 350–370. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2023-10(24)-350-370 [in Ukrainian]
24. Corrochano, L. M. (2019). Light in the fungal world: From photoreception to gene transcription and beyond. Annual Review of Genetics, 53 (1), 149–170. https://doi.org/10.1146/annurev-genet-120417-031415
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 І. М. Зубарева, Г. Д. Сафонова, О. А. Дрегваль, В. Г. Гаврилюк, Т. В. Скляр
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
