- Код статьи
- S30345421S0026364825040069-1
- DOI
- 10.7868/S3034542125040069
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 59 / Номер выпуска 4
- Страницы
- 326-332
- Аннотация
- Актуальность работы обусловлена поиском новых методов активации и управления ферментативной активностью организмов--деструкторов целлюлозы путем совместного культивирования. - ксилобионтный базидиомицет из группы грибов белой гнили, известный своей биотехнологической универсальностью, до сих пор не нашел эффективного применения в сфере биоконверсии отходов сельского хозяйства, в частности - соломы зерновых злаков. Проведена оценка возможности создания на основе штамма EO22 искусственных бактериально--грибных ассоциаций для разработки эффективной стратегии утилизации соломы, как побочного продукта растениеводства. Изучали эффекты совместного культивирования EO22 с целлюлолитически активными бактериями рода . Определяли динамику целлюлазной активности при выращивании гриба EO22 в монокультуре и в бинарных культурах со штаммами Мb4-2, T1-3, N27-25, “” Н13-3 в жидкой минеральной среде с соломой в качестве единственного источника углерода. Целлюлазная активность совместных культур EO22 с каждым из бактериальных штаммов при ферментации соломы достигала максимума на 3-6 сут раньше, чем в монокультуре гриба (максимум на 7 сут) в тех же условиях. При совместном культивировании гриба со штаммом Мb4-2 существенного увеличения целлюлазной активности (максимум 122 ± 13.1 ед./мл) по сравнению с тем максимумом, который гриб демонстрировал при ферментации соломы в монокультуре (114.4 ± 37.1 ед./мл), не выявлено. Максимумы целлюлазной активности бинарных ассоциаций со штаммами T1-3, N27-25 и Н13-3 превосходили максимум монокультуры EO22 в 2.3, 1.6 и 1.3 раза, а степень разложения соломы, определяемая по потере массы, увеличивалась по сравнению с монокультурой гриба на 10.3, 2.3 и 22.4% соответственно. Хотя статистически значимой корреляции между убылью массы соломы и целлюлазной активностью в условиях эксперимента не выявлено, полученные результаты свидетельствуют о перспективности создания искусственных бактериально--грибных ассоциаций для эффективной деструкции соломы и других целлюлозосодержащих отходов растениеводства.
- Ключевые слова
- деградация соломы совместное культивирование целлюлаза Streptomyces
- Дата публикации
- 15.05.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 26
Библиография
- 1. Abd Razak D.L., Abd Ghani A., Lazim M.I.M. et al. Schizophyllum commune (Fries) mushroom: A review on its nutritional components, antioxidative and anti-inflammatory properties. Curr. Opin. Food Sci. 2024. V. 56. P. 101129. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2024.101129
- 2. Arnthong J., Chuaseeharonnachai C., Boonyuen N. et al. Cooperative decomposition of rice straw by co-cultivation of cellulolytic fungi. Chiang Mai J. Sci. 2018. V. 45 (2). P. 645-652.
- 3. Baranova M.A., Logacheva M.D., Penin A.A. et al. Extraordinary genetic diversity in a wood decay mushroom. Molecular Biol. Evol. 2015. V. 32 (10). P. 2775-2783. https://doi.org/10.1093/molbev/msv153
- 4. Bentley S.D., Chater K.F., Cerdeno--Tárraga A.-M. et al. Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2). Nature. 2002. V. 417. P. 141-147. https://doi.org/10.1038/417141a
- 5. Bertrand S., Bohni N., Schnee S. et al. Metabolite induction via microorganism co-culture: A potential way to enhance chemical diversity for drug discovery. Biotechnol. Adv. 2014. V. 32. P. 1180-1204.
- 6. Bezmenova A.V., Zvyagina E.A., Fedotova A.V. et al. Rapid accumulation of mutations in growing mycelia of a hypervariable fungus Schizophyllum commune. Molec. Biol. Evol. 2020. V. 37 (8). P. 2279-2286. https://doi.org/10.1093/molbev/msaa083
- 7. Brown J.L., Swift C.L., Mondo S.J. et al. Co-cultivation of the anaerobic fungus Caecomyces churrovis with Methanobacterium bryantii enhances transcription of carbohydrate binding modules, dockerins, and pyruvate formate lyases on specific substrates. Biotechnology for Biofuels. 2021. V. 14. P. 1-16. https://doi.org/10.1007/s10295-019-02188-0
- 8. Chung Y.-H., Kim H., Ji C.-H. Comparative genomics reveals a remarkable biosynthetic potential of the Streptomyces phylogenetic lineage associated with rugose--ornamented spores. mSystems. 2021. V. 6. P. 1-15. https://doi.org/10.1128/mSystems.00489-21
- 9. Cortes--Tolalpa L., Salles J.F., van Elsas J.D. Bacterial synergism in lignocellulose biomass degradation - complementary roles of degraders as influenced by complexity of the carbon source. Front. Microbiol. 2017. V. 8. P. 1-14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01628
- 10. De Groot R.C. Interactions between wood decay fungi and Streptomyces species. Bull. Torrey Bot. Club. 1971. P. 336-339.
- 11. Finger M., Palacio-Barrera A. M., Richter P. et al. Tunable population dynamics in a synthetic filamentous coculture. Microbiologyopen. 2022. V. 11(5). P. e1324. https://doi.org/10.1002/mbo3.1324
- 12. Ghose T.K. Measurement of cellulase activities. Pure and applied chemistry. 1987. V. 59 (2). P. 257-268.
- 13. Ковальчук М.В., Нарайкин О.С., Яцишина Е.Б. (Kovalchuk et al.) Природоподобные технологии: новые возможности и новые вызовы // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89 (5). С. 455-465.
- 14. Kovalchuk M.V., Naraykin O.S., Yatsishina E.B. Nature-like technologies: new opportunities and new challenges. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk. 2019. V. 89 (5). P. 455- 465. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869-5873895455-465
- 15. Krause K., Jung E-M., Lindner J. et al. Response of the wood-decay fungus Schizophyllum commune to co-occurring microorganisms. PLOS One. 2020. V. 15 (4). P. e0232145. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232145
- 16. Kumar A., Bharti A.K., Bezie Y. Schizophyllum commune: A fungal cell-factory for production of valuable metabolites and enzymes. BioResources. 2022. V. 17 (3). P. 5420-5436. https://doi.org/10.15376/biores.17.3.kumar
- 17. Llamas M., Greses S., Magdalena J.A. et al. Microbial co-cultures for biochemicals production from lignocellulosic biomass: a review. Bioresource Technology. 2023. V. 386. e129499. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129499
- 18. Nicault M., Zaiter A., Dumarcay S. et al. Elicitation of antimicrobial active compounds by Streptomyces--fungus co-cultures. Microorganisms. 2021. V. 9 (1). P. 178. https://doi.org/10.3390/microorganisms9010178
- 19. Ohm R., de Jong J., Lugones L.G. et al. Genome sequence of the model mushroom Schizophyllum commune. Nat. Biotechnol. 2010. V. 28. P. 957-963. https://doi.org/10.1038/nbt.1643
- 20. Qian X., Chen L., Sui Y. et al. Biotechnological potential and applications of microbial consortia. Biotechnology advances. 2020. V. 40. P. 107500. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.107500
- 21. Selegato D.M., Castro--Gamboa I. Enhancing chemical and biological diversity by co-cultivation. Front. Microbiol. 2023. V. 14. P. 1117559. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1117559
- 22. Swift C.L., Brown J.L., Seppälä S. et al. Co-cultivation of the anaerobic fungus Anaeromyces robustus with Methanobacterium bryantii enhances transcription of carbohydrate active enzymes. J. Industrial Microbiol. Biotechnol. 2019. V. 46 (9-10). P. 1427-1433. https://doi.org/10.1007/s10295-019-02188-0
- 23. Tovar-Herrera O.E., Martha-Paz A.M., Pérez-LLano Y. et al. Schizophyllum commune: An unexploited source for lignocellulose degrading enzymes. Microbiology Open. 2018. V. 7 (3). P. e00637. https://doi.org/10.1002/mbo3.637
- 24. Verma P., Madamwar D. Production of ligninolytic enzymes for dye decolorization by cocultivation of white-rot fungi Pleurotus ostreatus and Phanerochaete chrysosporium under solid--state fermentation. Applied biochemistry and biotechnology. 2002. V. 102. P. 109-118. https://doi.org/10.1385/abab:102-103:1-6:109
- 25. Zhu N., Liu J., Yang J. et al. Comparative analysis of the secretomes of Schizophyllum commune and other wood-decay basidiomycetes during solid--state fermentation reveals its unique lignocellulose--degrading enzyme system. Biotechnology for Biofuels. 2016. V. 9 P. 1-22. https://doi.org/10.1186/s13068-016-0461x
