CC BY
24
Ukrainian Journal of Ecology
Ukrainern Journal of Ecology, 2017, 7(3), 225-233, doi: 10.15421/2017_72
ORIGINAL ARTICLE UDC58.01/07
Xylotrophic agaricomycetes - antagonists of rare mushroom Hericium Coralloides(Scop.) Pers. (Hericiaceae) in the pure culture
M.V. Pasaylyuk
National Natural Park "Gutsul'shchina"
Kosiv, Druzhby St. 84. Ukraine E-mail: masha.pasajlyuk@gmail. com Submitted: 12.08.2017. Accepted:28.09.2017
It is established the patterns of growth and type of mutual relations of Hericium coralloides 2332 culture from PDA with the presence cultures of Fomes fomentarius 1528 and/or Schizophyllum commune 1763. It is established that cultures of F. fomentarius, i S. commune are antagonists to H. coralloides on the PDA by direct confrontation and consecutive combined cultivation culture method. But, during direct confrontation mycelium of H. coralloides cultivation with culture F. fomentarius and/or S. commune the inhibition effect was 60-84% on the 10th day of the experiment with stopping growth of H. coralloides. In the case of consecutive combined cultivation culture method, the inhibition effect was 15-35%. Mycelium of H. coralloides was growing to contact with antagonists. The obtained results indicate the importance for the growth and survival of H. coralloides mycelia of primary occupation of the nutrient medium in binary and triple compositions. Between H. coralloides and F fomentarius for direct confrontation the fact of bilateral antagonism is established. For the triple composition of the selected cultures, the phenomenon of additive antagonism is characterized. For cultures of the composition the S. commune + F. fomentarius on the 10th day of the experiment, the fact of equilibrium confrontation was established. In direct confrontation for composition H. coralloides + F. fomentarius colonial characteristic was bilateral growth inhibition at a distance from the formation of inhibition zones. Colonies from binary composition F fomentarius + S. commune and triple H. coralloides + F. fomentarius + S. commune for direct confrontation growth stopped after contact. For variant H. coralloides + S. commune growth has been a stop of the colonies H. coralloidesfollowed the growth of mycelium S. commune. In a series of consecutive combined cultivation culture method for binary and triple composition of cultures after contact the colonies of H. coralloides growth stopped, rare mushroom the colony continued to grow over antagonist's mycelium, but never overgrown it completely. According to the growth coefficients on PDA the monocultures S. commune and F fomentarius belong to those growing at an average speed under the given experimental conditions, H. coralloides culture is slowly growing. These results are important for the remediation H. coralloides in vivo to avoid the loss of seed inoculum of H. coralloides. Fact antagonism between H. coralloides and F fomentarius must be viewed for logs Fagus silvaticus involved to remediation H. coralloides. Key words: Hericium coralloides; Fomes fomentarius; Schizophyllum commune; antagonism; direct confrontation; consecutive combined cultivation culture method
Ксилотрофн агарикомщети - антагоысти р1дк1сного гриба Hericium Coralloides (Scop.) Pers. (Hericiaceae) в ^biypi
М.В. Пасайлюк
Нащональний природний парк «Гуцульщина» м. Kocis, вул. Дружби, 84, Укра'на E-mail: masha.pasajlyuk@gmail. com
В результат проведених дослщжень виявлено закoнoмipнocтi росту та типи взаемовщносин культури Hericium coralloides 2332 на КГА у присутносп культур Fomes fomentarius 1528 i/чи Schizophyllum commune 1763. Встановлено, що i F. fomentarius, i S. commune е антагонктами щодо H. coralloides в кyльтypi на КГА i за прямо!' конфронтаци i за послщовного cyмicнoгo культивування. Однак, за умов одночасного внесення i культивування мщел^ H. coralloides з
культурою F fomentariusта/чи S. commune ¡нпбуючий ефект стосовно рщюсного гриба коливався в межах 60-84 % на 10-у добу експерименту i3 наступною зупинкою росту H. coralloides, тод1 як у випадку поступового освоення середовища конфронтуючими культурами 1нг1бування росту колон1й H. coralloides склало лише 15-35 %, i Ух р1ст тривав до контакту i3 культурами антагоыслв. Отриман1 результати яскраво св1дчать про важливкть для росту i виживання мщел1ю H. coralloides першочергового заселення ним живильного середовища у бЫарних i тр1йних композиц1ях. При прям1й конфронтаци колон1ям, сформованим у композици H. coralloides + F. fomentarius властивим було двосторонне пригн1чення росту на в1дстан1 i3 формуванням зони Ыпбування. Р1ст колон1й у б1нарн1й композицп F. fomentarius + S. communeта потрмнм H. coralloides + F. fomentarius + S. commune за прямо! конфронтаци зупинявся п1сля Ух контакту. Для вар1анту H. coralloides + S. commune мала м1сце зупинка росту колон1й H. coralloides 1з наступним наростанням мщел1ю S. commune. При посл1довному сумкному культивуванн1 для б1нарних композиц1й H. coralloides + F. fomentarius, H. coralloides + S. commune i потрмноУ H. coralloides + F. fomentarius + S. commune п1сля контакту колонм р1ст H. coralloides припинявся, колони антагонклв продовжували рости поверх мщел1ю рщюсного гриба, але так i не обросли його повнктю. Отриман1 результати важлив1 для рекультиваци H. coralloides в природних умовах. Ключов1 слова: Hericium coralloides; Fomes fomentarius; Schizophyllum commune; антагоызм; пряма конфронта^я; метод поcлiдовноí cумicноí культури
Вступ
Охорона рiдкiсних i зникаючих видiв - актуальне питання для вчених, як вирiшують проблеми природничих наук. Щодо грибiв, як i iнших груп живих органiзмiв, розроблен i впроваджуються в практику два основы пщходи збереження бiорiзноманiття - in situ та ex situ (Hawksworth, 1991, Hawksworth, 1991). Реалiзацiя цих напрямiв об'еднуе зусилля мiкологiв-iнвентаризаторiв i мiкологiв, що пiдтримують жиг^яльнкть культур рiдкiсних або лiкарських видiв грибiв в лабораторних умовах, проте не е запорукою вiдтворення або поповнення чисельносп рiдкiсних видiв в природи Беручи до уваги той факт, що саме вщтворення рщюсних грибiв в природi могло б стати практичною реалiзацiею рiзного роду природоохоронних зусиль, нами, на базi Нацюнального природного парку (далi НПП) «Гуцульщина» розроблена технологiя re situ, що передбачае вщпрацювання методик по внесенню i пiдтримцi життедiяльностi мщел^ аборигенних штамiв грибiв в природних субстратах до Ух плодоношення (Petrichuk et al.,, 2017). Юнцевим ефектом таких дiй стане зниження загрози зникнення рщюсних видiв грибiв: вилучення Ух i3 Червоних списюв, або перехiд в категорiю з менш вразливим статусом рiдкiсностi.
Hericium coralloides (Scop.) Pers. - релктовий вид, який характеризуеться низькою чисельнктю, рiдко рееструеться в еврот, тому включений у Червон списки цтого ряду европейських краУн (Asef et al., 2014), в Червону книгу окремих репоыв РосмськоУ Федераци (Garibova, 2012), та Червону книгу УкраУни, категорiя «вразливий» (Didukh, 2009). Штами гриба зберiгаються у колекцiях Всесв^ньоУ федераци колекцiй культур (WFCC) (Global Catalogue of microorganisms, 2016), Колекци культур шапинкових грибiв 1нституту ботанiки iм. М.Г. Холодного (1ВК) (Bisko et al., 2016), на кафедрi ботанiки Навчально наукового центру «1нститут бюлоги» КиУвського нацiонального уыверситету iм. Шевченка (Global Catalogue of microorganisms, 2016), Лаборатори екологiчного моыторингу НПП «Гуцульщина» та iн.
H. coralloides - «старолковий» вид, типовий Ыдикатор умов пралiсiв i старовкових лiсiв (Izhyk, 2013), плодовi тiла якого можна виявити на колодах бука лкового Fagus sylvatica L (Antonin et al., 2010, Zhang et al., 2017). Тому серед причин низькоУ чисельносп H. сoralloidesв природi - скорочення лкових площ, особливо букових старовкових лiсiв i пралiсiв, запаси мертвоУ деревини в яких бтьше 100 м3/га (Pogribnyy et al., 2015). Негативно на природне вщтворення гриба впливае збiр плодових тiл H. coralloides, змЫа клiмату, особливо зниження вологи з одночасним пщвищенням температури в л^ню пору року, низька схожкть базидiоспор H. coralloides (не бтьше 1% в лабораторних умовах) i Ух вщносно невисока здатнiсть до саморозповсюдження (бiльшiсть спор поширюються на вщстань 1 м вiд плодового тта гриба, тiльки невелика частка на вщстань 100 м i зовсiм мало на вiдстань 1000 км) (Asef et al., 2014). Але, ми вважаемо, що перелк причин скорочення чисельносп H. coralloides неповний. H. ooralloides - ксилотроф, здатний рости на букових колодах, провокуючи бту гниль а, значить, розкладати лiгнiн i целюлозу завдяки наявностi целюлаз i оксидоредуктаз в ферментному комплексi (Daniljak et al., 1989, Zou et al., 2012, Kozarski et al., 2015). Ми припустили, що одыею з причин низькоУ чисельносп H. coralloides е також той факт, що цей гриб - ттьки один iз багатьох ксилотрофiв, що сприяе розкладу мертвоУ деревини F. sylvatica.
Гриби в природних умовах не iзольованi один вщ одного, вони взаемод^ть з представниками Ыших видiв i наслiдки цих взаемодм можуть бути рiзними - вщ послiдовного конвеерного розкладу субстрату до одночасного використання трофiчних ресурсiв. Так i можлива ситуацiя, коли жоден з видiв, що гiпотетично одночасно потрапили на субстрат, не здатний розкладати його в силу рiвноцiнних конкурентних здатностей за даних умов, або ж ттьки один з видiв устшно розвиваеться повнктю або частково пригычуючи розвиток iншого. I якщо питання конвеерноУ змiни ксилотрофiв на рiзних стадiях розкладання деревини дослщжувалися (Khacheva, 2015), то проблема дослщження комбiнацiй «фунгiсусiдства» i антагоызму мiж ксилотрофами стала актуальною сьогоды, в рамках стратегiУ ренатуралiзацiУ H. coralloides, осктьки субстратами для внесення мщел^ H. coralloides в природнi умови служать колоди F. sylvatica, як перебувають на рiзних стадiях розкладу i, вiдповiдно, заселенi iншими ксилотрофами (Petrichuk et al., 2017). Серед мкро^мату гниючоУ буковоУ колоди на рiзних стадiях розкладу можна виявити бтьше 40 видiв рiзних грибiв. Серед них - Fomes fomentarius (L.) Gillet, плодовi тта якого можна знайти майже на вех стадiях розкладання i
Schizophyllum commune Fr., властивий для друго!' стадй розкладу (Khacheva, 2015). I S. commune i F fomentarius виявляють cхoжi екoлoгo-тpoфiчнi вимоги, зокрема, як i H. coralloidesпровокують бту гниль (Hadda et al., 2015, Humar et al., 2001, Tiron et al., 2016), поселяються на деревин тих же видiв дерев, лoкалiзyютьcя в лicах однакового типу (Izhyk, 2013), а також !'х можна виявити в межах одного субстрату на другм стадй' розкладу буково!' колоди - стадй' найбтьш доступно!' при дocлiдженнi проблем рекультивацГ! H. coralloides (Petrichuk et al., 2017). При цьому i S. ommune, i F. fomentarius, на вщмму вГд H. oralloides, широко розповсюджен види.
У природних умовах виокремити вплив окремо взятого фактору неможливо - адже одночасно дiе цГлий комплекс абютичних та бютичних чинникiв. Для виявлення взаемoдiй конкурентного чи синерпчного характеру мiж конкретними грибами зручно проводити дослщження з !х культурами. Тому дocлiдження питання можливого антагoнiзмy на поживних середовищах мiж H. coralloides i розповсюдженими ксилотрофами ми розпочали iз видiв S. ommune та F fomentarius.
Метою роботи було встановити особливост росту культури H. coralloides на картопляно-глюкозному агаpi в пpиcyтнocтi культури S. commune i/чи F. fomentarius.
Матеpiали i методи дocлiджень
Культури використаних в експеримент видiв гpибiв люб'язно наданi cпiвpoбiтниками 1нституту ботанки iм. М.Г. Холодного: S. commune 1763, F. fomentarius 1528, H. coralloides2332, (Bisko et al., 2016).
ДослГдження закoнoмipнocтей росту H. coralloides в присутносп культур кcилoтpoфiв ¡нших видiв проводили на картопляно-глюкозного агаpi (КГА, компоненти: картопля 200 г, глюкоза20 г, агар 20 г, дистильована вода - до 1 л) (Bouziane et al., 2011).
Ркт i морфолопю зpазкiв монокультур вивчали, використовуючи в якосп ¡нокулюму агаpoвi диски (d = 7 мм) з мiцелiем семидобово! культури кожного виду.
Pirr культур фксували кожних 2-3 доби. Ростовий кoефiцiент oцiнювали за формулою: РК = dgh/t, де d - дiаметp колони, мм, h - висота колони, мм, g - щГльнГсть колонГ! (1 бал - рГдюсна, 2 бали - середня, 3 бали - щГльна), t - вк колони, доба (Buchalo, 1988).
Антагонктичну активнicть мГж H. coralloidesi ¡ншими грибами дocлiджyвали методом прямо! конфронтацГ'' (Bouziane et al., 2011, Comporta, 1985), який полягае в тому, що в одну чашку ПетрГ, що мктить 15 мл КГА помГщали два або три види культур (комбмацп: Hericium coralloides + Fomes fomentarius; Hericium coralloides + Shizophyllum commune; Hericium coralloides + Fomes fomentarius + Shizophyllum commune, Fomes fomentarius + Shizophyllum commune). Як ¡нокулюм використовували агаpoв¡ диски (d = 7 мм) з мщел^м семидобово! культури кожного виду, як помщали д^метрально протилежно на КГА на вГдстан 2 см вГд краю чашки Петp¡ i 5 см один вГд одного. Контролем служили монокультури кожного виду гриба на КГА.
Залежно вщ мети експерименту культури в рвних комбЫацтх вносили або одночасно (Дослщ №1, метод прямоi конфронтацП), або культури Fomes fomentarius та/чи Shizophyllum commune вносили через 10 дГб (Дослщ №2, метод сумгсноi культури Barinova et al., 2008, Lilli & Barnett, 1953) пкля переаву культури Hericium coralloides (термЫ приурочений до переходу росту культури H. coralloides на КГА з log-фази у стацюнарну, Petrichuk et al., 2014). Таким чином ми хотГли перевфити вплив одночасного та першочергового заселення культурою H. coralloides поживного середовища на !'! ростов! потенцГ! в присутносп ¡нших культур. ОскГльки у обох випадках культури культивували спГльно для зручносп щодо дослд №2 у текст використовували назву метод послдовно! сумгсно!культури. Контрольн та дослан чашки ¡нкубували 70 дГб при 25 ° С. Темпи росту мщелГю фксували кожн 2-3 доби, вимфюючи дГаметри колонм.
Оцмку ¡нпбування росту H. coralloidesвизначали за формулою:
I % = (1 -Cn / Co) x100)
де Cn - середнм дГаметр колонм H. coralloides в присутносп F fomentarius i / або S. commune, Со - середнм диметр контрольних колонм H. coralloides (Bouziane et al., 2011, Comporta 1985). Вщ'емы показники, отриман в результат! розрахунюв, свГдчили про факт синерпзму мГж культурами.
Для встановлення повно!' картини взаемодГ! культур оцмювали також ¡нпбування росту S. communeта F. fomentariusy присутносп ¡нших культур.
Оцмку ¡нпбування росту F fomentarius визначали за формулою:
1% = (1 -Cn / Co) x100)
де Cn - середнм диметр колонм F fomentarius в присутносп H. coralloides i / або S. commune, Со - середнм диметр контрольних колонм F fomentarius.
Оцмку ¡нпбування росту S. commune визначали за формулою:
1% = (1 -Cn / Co) x100)
де Cn - середнм диметр колонм S. commune в присутносп H. coralloides i / або F. fo mentarius, Со - середнм диметр контрольних колонм S commune.
Для верифГкацГ! тотожносл колонм гриба, отриманих в поверхневм культур!, при кожному переавГ вГдкладали по однм чашц Петр!, як зберГгали в термостат! до формування телеоморфи.
Типолопю взаемодм грибГв у сумкнм культур! визначали, опираючись на роби Barinova et al. (2008).
Статистичну обробку результата проводили за допомогою програми Microsoft Excel, використовуючи t-критерм
Стьюдента (Lakin, 1990). Достовфними вважали результати, якщо Р < 0,05.
Результати та обговорення
Анал1зуючи результати досл1ду №1 (метод прямоУ конфронтации в одну чашку Петр1 досл1джуван1 культури вносили одночасно) встановлено достов1рне зниження мтенсивносп м1цел1ального росту колон1й H. coralloidesв присутносп як F. fomentarius, так i S. commune на 80 i 84% в1дпов1дно на десяту добу експерименту (табл.1).
Таблиця 1. Середнм д1аметр колон1й H. coralloides на КГА на 10-у (*) i 14-у (#) добу експерименту. Метод прямо! конфронтаци.
Комбма^я конфронтуючих культур
H. coralloides+ F. fomentarius+ S. commune H. coralloides+ F. fomentarius H. coralloides+ S. commune
Середнм дiаметр
H. coralloides в експерименл,см 2.00±0.3*,** 3.85±0.4#,**
1.00±0.2*,** 1.15±0.2#,** 0.80±0.1*,** 0.80±0.1#,**
Середн1й д1аметр контролю H. coralloides, см
5.00±0.4* 6.15±0.7#
5.00±0.4* 6.15±0.7# 5.00±0.4* 6.15±0.7#
% iнгiбування
60* 37#
80* 81# 84* 87#
Тут i надал1 ** - р1зниця достов1рна пороняно з контрольними показниками на в1дпов1дну добу експерименту, Р<0,05.
Вiдповiдно, культури обох дослщжених ксилотрофiв за умов одночасного використання харчових ресурав КГА антапонкти щодо H. mralloides. 1нпбуючий ефект незначно пiдвищувався з продовженням термму спiльного культивування: дiаметр колонм H. coralloidesв присутностi колонiй F. hmentarius^ чотирнадцятий день експерименту був на 81% меншим в порiвняннi з контрольними показниками, в присутносп колонм S. commune - на 87% порiвняно з контролем (табл. 1). Антапоызм мiж колонiями дослiджуваних ксилотрофiв був двостороннiм - не лише F. fomentarius мав високий Ыпбуючий ефект щодо H. coralloides, але i H. coralloides прип-ичував ркт мiцелiю F. fomentarius на 82% на десяту добу i 73% - на 14 -i добу експерименту (табл. 2).
Таблиця 2. Середнм дiаметр колонiй F. fomentarius на КГА на 10-у (*) i 14-у (#) добу експерименту. Метод прямо!' конфронтаци.
Комбма^я конфронтуючих культур
H. coralloides+ F. fomentarius+ S. commune H. coralloides+ F. fomentarius F. fomentarius + S. commune
Середнм дiаметр F. fomentarius в експериментi, см 2.80±0.3*,** 4.23±0.5#,**
1.25±0.2*,** 2.46±0.3#,** 3.50±0.4*,** 5.38±0.6#,**
Середн1й д1аметр контролю F. fomentarius, см
7.00±0.8* 9.00±0.2#
7.00±0.8* 9.00±0.2# 7.00±0.8* 9.00±0.2#
% мпбування
60.00* 53.00#
82.00* 73.00# 50.00* 40.00#
Досл1джуючи законом1рносл росту колон1й H. coralloides за одночасноУ контаммаци культурами двох антагонклв, виявлено достов1рно нижчий 1нг1буючий ефект сумарноУ дм F. fomentarius i S. соттипе, н1ж в раз1 культивування H. coralloidesв присутност1 культури ттьки одного з цих ксилотроф1в: 60% проти 80 - 84% на десятий день i 37% проти 81 i 87% на чотирнадцятий день експерименту (табл. 1). Таким чином, м1ж культурами мае м1сце адитивний антагон1зм (Folt et al., 1999). Найнижчим Ыпбуючий ефект в б1нарних культуральних моделях був в1дносно S. соттипе (табл. 3).
Таблиця 3. Середнм д1аметр колонм S. commune на КГА на 10-у (*) i 14-у (#) добу експерименту. Метод прямоУ конфронтаци.
Комбма^я конфронтуючих культур
H. coralloides+ F. fomentarius+ S. commune H. coralloides+ S. commune F. fomentarius+ S. commune
Середнм дiаметр S. commune в експеримент,см 3.50±0.4*,** 6.92±0.7#
2.00±0.2*,**
6.15±0.7# 3.00±0.4*,** 6.54±0,7#
Средний диаметр контролю S. commune, см 6.00±0.7* 8.00±0.7#
6.00±0.7* 8.00±0.7# 6.00±0.7* 8.00±0.7#
% мпбування
42.00* 13,50#
67.00* 23.00# 50.00* 18.25#
У pa3i сптьного культивування F. fomentarius i S. commune виявлено протид^ культур одна однм в межах 50% для кожноУ з них, що дозволяе говорити про рiвноважний ефект конфронтаци i факт двостороннього антагонiзму для цих грибiв на десяту добу експерименту (див. табл. 2, 3). Тривале культивування (34 доби) F. fomentarius, H. coralloides i S. commune в рГзних комбма^ях дозволило встановити, що зупинка росту колонм нав^ь в умовах втьного простору в чашц Петрi мала мiсце для комб^аци F. fomentarius + H. coralloides - для колонм H. coralloides з шостоУ, для F. fomentarius - з тридцятоУ доби експерименту (рис. 1 а).
Ркт колонм в мших комбма^ях тривав практично до повного заповнення простору чашки Петр^ пкля чого зупинявся. МГж конфронтуючими культурами лГнГя розмежування була чГткою (рис.1 b, c, d).
Рис. 1. Пряма конфронта^я на КГА мiж культурами F. fomentarius, H. coralloidesi S. commune, 34-а доба експерименту Примтка: позначення на чашках Петрi - Ff- колонИ Fomes fomentarius, Sc - колонП Shyzophyllum commune, Hc - колонИ
Hericium coraloides
Таким чином, зпдно Barinova et al., 2008, мае мкце IV (H.. coralloides + F. fomentarius), III (F fomentarius+S. commune; H. coralloides + F. fomentarius + S. commune) та VIII тип (H. coralloides + S. commune) взаемовщносин грибiв у сптьнм культурк Тобто, для бмарно! композици H. coralloides + F. fomentarius реестрували двосторонне пригычення росту на вщстаы i3 формуванням зони Ыпбування, для H. coralloides + S. commune мала мicце зупинка росту лише H. coralloides i3 наступним наростанням мщел^ S. commune, у мших компози^ях ркт колонм зупинявся пкля контакту. Незважаючи на те, що i в присутносп F. fomentarius, i S. commune рс культури H. coralloides зупинявся практично повнктю, i мало в^знявся вiд розмiрiв iнокулянтiв, взятих для дослщжень, це не стало перешкодою для отримання стади телеоморфи для H. coralloides (рис 2а) в присутносп сформовано! телеоморфи культури S. commune (рис. 2b) на шМстдесят шостий день експерименту.
Рис. 2. Пряма конфронта^я на КГА мiж культурами H. coralloidesi S. commune, 66-а доба експерименту. Примтки: позначення на чашках Петр1: - Sc - колонiïShyzophyllum commune, Hc - колони Her ici um coralloides, a i b -ста^я телеоморфи для культури H. coralloidesi S. commune вдювдю.
Причому cтадiя телеофори отримана в цей перюд для Bcix комбЫацм i монокомпонентних культур, ^м комбмаци F. fomentarius + H. coralloides (рис. 3 a, b, c).
Отриман результати свщчать про те, що i F fomentarius, i S. communes, антагонктами щодо H. coralloides. Одночасне попадання мщел^ H. coralloidesi F. fomentariusi / або S. communeв субстрат, в cкладi якого представлен легкодоступн вуглеводи, супроводжуеться пригыченням росту колонiй H. coralloides. Цьому факту може бути ктька пояснень. По-перше, вобрана нами в експеримент культура H. coralloides була повтьноростучою, свщченням чого е низьк роcтовi коефiцiенти, тодi як культури F fomentariusi S. commune належать до таких, що ростуть i3 середньою швидкicтю за даних експериментальних умов (табл. 4).
Рис. 3. Пряма конфронта^я на КГА мiж трмними i бмарними композицiями культур F. fomentarius, H. coralloides и S. commune, 66-а доба експерименту. Примтки: позначення на чашках Петрi: - Sc - колони Shyzophyllum commune, Hc -колонн' Hericium coralloides. Помтна cтадiя телеоморфи для культур на bcíx комбiнацiях, Kpiм F. fomentarius + H. coralloides.
Таблиця 4. Pocтoвi кoeфiцieнти (в бaлax) дepeвopуйнiвниx базидюмщелв на КГА при 25 °С
Вид Тривалкть експерименту, дoбa
3 1Q 14
H. coralloides 25.89±2.38 21.73±2.18 13.18±1.41
F. fomentarius 100.00±4.90 84.00±4.32 77.00±2.12
S. commune 88.00±3.21 72.00±3.71 51.43±2.14
Таким чином, з огляду на бюлопчы характеристики культур, цГлком 3aKOHOMipHe Ытенсивыше освоення живильного середовища культурами, яким властивi високi ростовi коефiцiенти. Але, виходячи тГльки з цих мiркувань, неможливо пояснити факт двостороннього антагонГзму мiж H. coralloides i F. fomentarius за умов !х одночасного внесення у середовище. Ми припускаемо, що це явище може бути обумовлено виробництвом бюлопчно активних речовин культурами, з поки що не встановленою антагонГстичною природою. Можливо також, що зупинка росту мщелГю обумовлена двосторонньою секрецiею ензимiв в живильне середовище, дiя яких спрямована на перехресну утилiзацiю мiкопродуктов культур, юнцевим ефектом чого е зупинка росту. Основи для таких припущень знаходимо в роботах Pates et al., 1999.
Отже, культура i F. fomentarius, i S. commune у випадку одночасного з культурою H. coralloides потрапляння у середовище КГА е антагонктами вщносно H. ooralloides. Тому, ппотетично, за умови одночасного потрапляння мщелГю H. coralloidesi F. fomentariusта/чи S. commune в субстрат, локалiзований в природних умовах, шанси осво!ти його для H. coralloidesмiзернi. Адже, як показано, ркт мiцелiю H. coralloidesприпиняеться навГть при наявностi вiльноí поверxнi на живильному середовищi в чашцi ПетрГ. Враховуючи отриманий результат припускаемо, що, iмовiрно, факт антагонiзму мiж ксилотрофами е одним iз вирiшальниx чинниюв нерезультативно! рекультивацГУ H. coralloides, проведено! нами у природних умовах на колодах бука лГсового II, Ill i IV стадм розкладу. Адже, як показали нашл попереднi дослщження (Petrichuk et al., 2017), плодоношення H. coralloides при застосуваннi технологи re-situ вГдбувалось тГльки на колодах Fagussylvaticus, якГ перебували на першлй стади розкладую розкладу, i якГ, вГдповГдно, ще не були заселен Гншими базидiомiцетами-ксилотрофами. Тому ми припустили, що одним Гз вирГшальних чинникГв для успГшноУ реалГзацГУ технологи re-situ в природних умовах для H. coralloides е ступГнь розкладу колод. СьогоднГ можемо доповнити це твердження тим, що передумовою позитивного результату рекультивацГУ H. coralloides е вГдсутнГсть ксилотрофГв-антагонГспв, зокрема F. fomentarius та/чи S. commune.
Враховуючи конкуренты взаемовГдносини мГж культурами, що одночасно були внесенГ у поживне середовище, ми вважали за потрГбне перевГрити, чи антагонГстичний ефект матиме мГсце по вГдношенню до H. oralloides i за умови, якщо F. fomentarius та/чи S. commune потраплять у чашку ПетрГ пГсля того, як рГст культури H. mralloides перейде до стацюнарноУ стади росту. Тому у дослГдГ № 2 (метод посл/довноУ сумсноУкультури) культури ксилотрофГв ми вносили у живильне середовище у такм послГдовностИ спочатку культуру H. oralloides, а через 10 дГб - культуру F. fomentarius та/чи S. commune. У зв'язку Гз цим середнГй дГаметр колонм H. сoralloides i, вГдповГдно, вГдсоток Ыпбування Ух росту, ми описували не на 10-у (бо це була перша доба внесення конфронтуючих культур), а на 14-у, 20-у та 24-у доби експерименту.
Ми встановили, що за умов розмежованого у час потрапляння культур в одне середовище, вГдносно H. mralloidesтакож мае мГсце факт антагонГзму мГж цГею культурою та культурами F. fomentarius та S. commune. Однак Ыпбуючий ефект значно нижчий, в межах 15-22 %, не перевищуе 35 % (табл. 5), на противагу отриманому методом прямо! конфронтаци
- 60-87 % (див. табл. 1)._
Таблиця 5. Середнм дiаметр колонм H. coralloides на КГА на 14-у (#), 20-у (л) i 24-у (!) добу експерименту. Метод послщовноУ сумiсноí культури.
КомбГнацГя Середнм дГаметр Середнм дГаметр % % ФормуванняI
конфронтуючих H. coralloides в контролю ГнгГбування синерпзму типу
культур експериментГ, см H. coralloides, см взаемовГдносин
H. coralloides+ 5.25±0.8# 6.15±0.7# 14.63# --- ---
F. fomentarius+ 7.00±1.1л 6.25±0.4Л --- 12л ---
S. commune 6.75±0.7 7.00±0.7! --- --- +++!
H. coralloides+ 4.0±0.4#,** 6.15±0.7# 35.00# --- ---
F. fomentarius 5.1 ±0.5л,** 6.25±0.4Л 18.40л --- ---
5.6±0.5! 7.00±0.7! 20.00! *З 30-о1 доби експерименту
H. coralloides+ 4.75±0.5#,** 6.15±0.7# 22.76# --- ---
S. commune 5.25±0.5л,** 6.25±0.4Л 16.00л --- ---
5.6±0.6!,** 7.00±0.7! 20.00! *3 26-о1 доби експерименту
Примаки: ** - рiзниця достовiрна порiвняно з контрольними величинами на вщповГдну добу експерименту, Р<0,05; +++ - мае мкце формування I типу взаемовГдносин культур грибiв; — ефект вщсутнм
Бiльше того, за умов послГдовноУ сумГсноУ культури для трикомпонентноУ композицП' реестрували недостовiрний синергiчний ефект на 20-у добу експерименту, зумовлений незначно бГльшими розмiрами колонГй H. coralloides у композицП', нГж у монокультурк Як i за методу прямоУ конфронтаци, методом послГдовного сумГсного культивування для композицП' Гз трьох культур виявлений також факт адитивного антагоИзму - на 14 - у добу експерименту (табл. 5). ПримГтно, що пГсля посГву культур F. fomentarius та/чи S. commune рГст культури H. ooralloides в умовах послГдовного сумГсного культивування не припинявся, а тривав у вах дослГджуваних варГантах до повного заповнення простору чашки ПетрГ i контакту культур з добре помГтною лГнГею Ух розмежування (рис. 4 a, b, c).
Sc
/pf (А
f| Éifc Г *d HC Ff
Рис. 4. Метод пословно!' сумкноУ культури мiж трiйними i бЫарними композицiями культур F. fomentarius, H. coralloides i S. commune, 30-а доба експерименту. Примтки: позначення на чашках Петр1: - Sc - колонií'Shyzophyllum commune, Hc - колонií'Hericium coralloides, Ff - колонií'Fomes fomentarius. Помгтна стадгя телеоморфи для культур на вахкомбiнaцiях, кргм F. fomentarius + H. coralloides.
ПГсля цГлковитого обростання поверхневоУ культури мiцелiем грибiв у вех вaрiaнтaх, крГм H. coralloides+F. fomentarius, починали формуватися зачатки плодових тт. Ркт мщелГю H. coralloides на цьому зупинився, тодi як колони F. fomentarius та S. commune продовжували освоювати середовище, i повГльно росли поверх колони H. coralloides, однак так i не покрили и повнктю. Для бмарних композицм H. coralloides+F. fomentarius та H. coralloides+ S. commune I тип взаемовГдносин грибiв у cумicнiй культурi (пкля контакту колонiй рicт однiеí i3 них припиняеться, iншa продовжуе рости поверх не1, Barinova et al., 2008) встановлювався на 30-у та 26-у добу вщ початку експерименту вГдповГдно, для потрiйноí композици така особливкть мала мicце, починаючи 3 24-о1 доби експерименту (табл. 5).
Таким чином, ми встановили особливосп взаемовГдносин гри6Гв в умовах послГдовного сумГсного культивування. Можемо припустити, що здатнГсть культур одних базидюмщелв рости поверх Гнших зумовлена, в першу чергу, наявнГстю на момент експерименту невичерпаного доступного поживного середовища, та, ГмовГрно, бГологГчними характеристиками культури H. coralloides, зокрема и загибеллю пГсля плодоношення. Однак, зважаючи на те, що в умовах монокультури H. coralloidesзалишаеться життездатним довше, нГж 30 дГб (Petrichuk et al., 2014), то, очевидно,
трофiчнi можливост культур широко розповсюджених ксилотрофiв F fomentarius та S, commune потужышл, ыж рiдкiсного гриба H, coralloides.
Висновки
Проведем дослiдження дозволили виявити 3aKOHOMipHOCTi росту та типи взаемовщносин культури H. coralloides2332 на КГА у присутносп культур F fomentarius 1528 i S, commune 1763. Встановлено, що i F, fomentarius, i S, commune е антагонicтами щодо H. coralloidesв культурi на КГА i за прямо)' конфронтацп i за поcлiдовного сумкного культивування. Однак, за умов одночасного внесення i культивування мщелГю H. coralloides з культурою F fomentarius та/чи S, commune мпбуючий ефект стосовно ргцюсного гриба коливався в межах 60-84 % на 10-у добу експерименту Гз наступною зупинкою росту H. oralloides, тодГ як у випадку поступового освоення середовища конфронтуючими культурами ГнгГбування росту колонм H. oralloides склало лише 15-35 %, i ïx рГст тривав до контакту Гз культурами антагонГспв. ОтриманГ результати яскраво свГдчать про важливГсть для росту i виживання мщелГю H, coralloides першочергового заселення ним живильного середовища у бГнарних i трмних композицГях.
МГж H, coralloides i F, fomentarius при прямм конфронтацп' встановлений факт двостороннього антагонГзму. ПотрГйнГй композицП' з вГдГбраних у експеримент культур властиве явище адитивного антагонГзму. Для культур бмарно)' композицП' S, commune + F, fomentarius на десятий день експерименту встановлений факт рГвноважноУ конфронтацп'. При прямм конфронтацГУ колонГям, сформованим у композици H, coralloides + F, fomentarius властивий був IV тип взаемодп - двосторонне приг-пчення росту на вгдстанГ Гз формуванням зони ГнгГбування. КолонГям бГнарноУ композицГУ F fomentarius + S, commune та потрмно)' H, coralloides + F, fomentarius + S, commune за прямо)' конфронтацГУ встановлений Ill тип взаемодп - рГст колонГй зупинявся пГсля ïx контакту. Для варГанту H, coralloides + S, commune мала мГсце зупинка росту колонм H, coralloides Гз наступним наростанням мщелГю S, commune, тобто VIII тип взаемодп. При послГдовному сумГсному культивуваннГ для бГнарних композицм H, coralloides + F, fomentarius, H, coralloides + S, commune i потрмно)' H, coralloides + F, fomentarius + S, commune пГсля контакту колонм рГст H, coralloides припинявся, колони антагонГспв продовжували рости поверх мщелГю рГдюсного гриба, але так i не обросли його повнГстю, тобто властивим був I тип взаемодп,
Зпдно ростових коефщГенлв монокультур на КГА, культури S, commune i F, fomentarius належать до тих, що ростуть Гз середньою швидюстю за даних умов експерименту, культура H, coralloides- повГльноростуча.
ОтриманГ результати мають важливе значення для рекультиваци H, coralloides в природних умовах. З огляду на виявлений антагонГзм мГж H, coralloides i F, fomentariusта S, commune використовувати в якост субстратГв для внесення мщелГю H, coralloides колоди F sylvatica, ураженГ F, fomentarius та/чи S, commune недоцГльно. Ця рекомендацГя дозволить уникнути втрат поавного мокулянту H. oralloides при дГях, спрямованих на вГдтворення H. oralloides в природГ.
ОтриманГ результати цкавГ також, на наш погляд, тим, що в умовах конкуренцп за субстрат, дослГджуванГ культури, швидше за все, виробляють бГологГчно активы речовини антагонГстичного характеру, якГ малоймовГрно (або неможливо) отримати в умовах монокультури грибГв. Вивчення складу i властивостей цих метаболтв, здатних пригнГчувати рГст ксилотрофГв, може виявитися новим шляхом для отримання фунгщидних препаралв.
Подяки
Автор висловлюе щиру подяку Н.А. БГсько, Т.В. АндрГановГй, М.Л. Ломберг, О.Б. Михайловм, (1нститут ботанГки Гм. М.Г. Холодного) та М.М. Сухомлин (КиУвський нацГональний унГверситет Гм. Т.Г. Шевченка) за наданГ для експерименту культури грибГв, поради, зауваження.
References
Antonin, V,, Kotlaba, F,, Kluzak, Z,, Ostry, V,, Shkubla, P,, Vesely, I, (2010), Fungi, Big encyclopedia. Publishing House Riders Digest, France (in Russian),
Asef, M,R,, Dahlberg, A,, Daniele, I,, Harsh, N,, Hattori, T,, Ivancevic, B,, Karadelev, M,, Kunca, V,, Kçdra, K,, Nadyeina, O,, Ibarguren I,O,, Perini C,, Bonsdorff T, (2014), The Global Fungal Red List Initiative, Hericium coralloides (Scop,) Pers, Retrieved from: http://iucn,ekoo,se/iucn/species view/120231, Accessed on 31,08,2017,
Barinova, K,V,, Vlasov, D,Yu,, Psurtseva, N,V, (2008), Antagonistic relationships between Agaricales macromycetes and micromycetes - biodestructors during the experiment, Modern mycology in Russia, vol, 2: Materials of 2th Congress of Russia, National Academy of Mycology, Moscow, 217-218 (in Russian),
Bisko, N,A,, Lomberg, M,L,, Mytropolska, N,Yu,, Mykchaylova, O,B, (2016), The IBK mushroom culture collection, Kyiv, M,G,
Kholodny Institute of Botany, National Academy of Sciences of the Ukraine, Kyiv, Alterpres (in Ukrainian),
Bouziane, Z,, Dehimat, L,, Abdelaziz, W,, Benabdelkader, M,, Kacemchaouche, N,(2011), The antagonism between Trichoderma
viride and other pathogenic fungal strains in Zea mays , Agric, Biol, J, N, Am, 2(4), 584 - 590,
Bukhalo A,S, (1988), Higher edible Basidiomycetes in pure culture, Naukova dumka, Kiev (in Russian),
Comporta, P, (1985), Antagonisme in vitro de Trichoderma spp, vis-à-vis de Rhizoctonia solani Kuhn, Agronomies, 5, 613-620,
Danilyak, N.I., Semichaevskiy, V.D., Dudchenko, L.G., Trutneva, I.A. (1989). Enzyme system of higher Basidiomycetes. Naukova dumka, Kiev (in Russian).
Didukh, Ya.P. (2009). Red book of Ukraine. Plantage. Kiev, Globalkonsaltyng (in Ukrainian)
Folt, C.L., Chen, C.Y., Moore, M.V., Burnaford, J. (1999). Synergism and antagonism among multiple stressors. Limnol. Oceanogr, 44 (3, part 2), 864 - 877.
Garibova, L.V. (2012). Fungi in the Red book of Moscow region. Hericium coralloides(Scop.) Pers. Retrieved from: http://kkmo2.verhovye.ru/rb/fungi/hericium coralloides.php, Accessed on 31.08.2017 (in Russian) Global Catalogue of Microorganisms. (2016). Hericium coralloides Strain number total 36. Retrieved from: http://gcm.wfcc.info/NameListDisplayInServlet?name=Hericium%20coralloides&displayin=table&strain number=&advanced= null&namelist collection=&namelist temperature=&namelist organismtype=&namelist isolatedfrom=#, Accessed on 31.08.2017.
Hadda, M., Djamel, C., Akila, O. (2015). Screening of Extracellular Enzyme Activities of Ganodermaand FomesSpecies Collected from North East Algeria. RJPBCS, 6(4), 1455 - 1462.
Hawksworth, D.L. (1991). The numbers of fungi, their significance in ecosystem function, conservation, and importance to man. Ukrainian botanical journal, 48(5), 5-13.
Hawksworth, D.L. (1991). The fungal dimension of biodiversity: magnitude, significance, and conservation. Mycological Research, 95, 641 -655.
Humar, M., Petric, M., Pohleven, F. (2001). Changes of the PH value of impregnated wood during exposure to wood-rotting fungi. Holz als Roh- und Werkstoff, 99, 288-293.
Izhyk, G.V. (2013). Mushrooms-destructors of dead wood in the virgin beech forests. Scientific Bulletin of the National Forestry University of Ukraine, 23(11), 44-49 (in Ukrainian.)
Khacheva, S.I. (2015). Ways of mycogenetic decomposition of wood in the forest ecosystems of specially protected natural territories of the republic of Abkhazia. Scientific notes of the Kazan University. Natural Sciences, 157(1), 75-89. Kozarski, M., Klaus, A., Jakovljevie, D., Todorovic, N., Vunduk, J., Petrovic, P., Niksie, M., Vrvie, M., Griensven, L. (2015). Antioxidants of Edible Mushrooms. Molecules, 20, 19489-19525.
Lakin, G.F. (1990). Biometrics: a manual for biological specialties universities, 4th ed. Vysshaya shkola, Moscow. Lilli, V., Barnett, G. (1953). Physiologi of fungi. Moscow. Mir (in Russian).
Pates, E., Meredith, F., Smart, W., Bacon, C.W., Jaworski, A.J. (1999). Trichoderma viride suppresses de fumonisin B1 production by Fusarium moniliforme. J Food Protects, 66, 1326-1332.
Petrichuk, Yu.V., Pasaylyuk, M.V., Suhomlin, M.M. (2017). Aspects the reproduction of Hericium coralloides (Scop.) Pers. by re-situ method in the National natural park "Gutsul'shchina". Bioresources and nature management, 9(1 -2), 1 -17 (in Ukrainian). Petrichuk, Yu.V., Pasaylyuk, M.V., Suhomlin, M.M. (2014). Mushrooms Red Book of Ukraine in Culture. 1. Patterns of Growth Hericium coralloides. Nature of Eastern Polissya and neighbor territory, 11, 162-166.
Pogribnyy, O.O., Stefurak, Yu.P., Prorochuk, V.V., Fokshey, S.I. (2015). Virgin Forests and Old Growth Forests of Gutsulshchyna National Park. Scientific Bulletin National Forestry university of Ukraine, 25(10), 87-97 (in Ukrainian). Tiron, O., Bumbac, C., Cristea, I.N., Cosma, C. (2016). Textile Dyes Decolourisation by White-Rot Fungus Fomes fomentarius. Journal of Environmental Protection and Ecology, 17(1), 331 -340.
Zhang, C., Li, C., Ye, W., Yang, M. (2017). The Complete Mitochondrial Genome of Hericium coralloides (Hericiaceae, Basidiomycota). Mitochondrial DNA Part B: Resourses, 2(2), 385-386.
Zou Y-J., Wang H-X., Ng T-B., Huuang C-Y., Zhang J-X. (2012). Purification and Characterization of Novel Laccase from the Edible Mushroom Hericium coralloides. The Journal of Microbiology, 50(1), 72-78.
Citation:
Pasaylyuk, M.V. (2017). Xylotrophic agaricomycetes - antagonists of rare mushroom Hericium Coralloides (Scop.) Pers. (Hericiaceae) In the pure culture. Ukrainian Journal of Ecology, 7{3), 225-233. I Thk work Is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
