Исследование внутривидового полиморфизма штаммов Ganoderma lucidum (W. Curtis: Fr.) P. Karst. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.24, кандидат биологических наук Постнова, Евгения Леонидовна

• Постнова, Евгения Леонидовна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Постнова, Евгения Леонидовна

Введение

Обзор литературы;

Вид Gcmoderma lucidum (W. Curtis:Fr.) Р. Karst.

Систематическое положение

Медицинское применение

Методы культивирования G. lucidum

Морфологическое описание

Таксономия и номенклатура

Особенности вегетативной (мицелиальной) стадии штаммов G. lucidum

Генетический анализ внутривидовой структуры высших базидиомицетов

Вегетативная несовместимость

Половая несовместимость

Анализ ДНК-полиморфизма

Анализ изозимных спектров

Материалы и методы

Объкты исследования

Хранение культур

Макро- и микроморфология

Сканирующая электронная микроскопия

Окраска ядерного аппарата

Исследование атипичных плодовых тел G. lucidum in vitro

Определение скорости роста

Культивирование

Получение споровых отпечатков

Анализ вегетативной несовместимости

Анализ половой несовместимости

Выделение монобазидиоспоровых тестерных штаммов и проведение скрещиваний

RAPD-PCR анализ

Выделение ДНК

Условия амплификации

Изоферментный анализ

Кластерный анализ

Результаты и обсуждение

Исследование морфологии, условий роста вегетативной стадии дикариотических природных изолятов G. lucidum и особенностей, связанных с плодообразованием

Получение моноспоровых изолятов из хламидоспор

Анализ скорости роста и установление температурных оптимумов и максимумов

Исследование атипичных плодовых тел

Культивирование

Вегетативная несовместимость изолятов G. lucidum

Репродуктивная изоляция

Молекулярный и биохимический анализ штаммов G. lucidum

Заключение диссертации по теме «Микология», Постнова, Евгения Леонидовна

выводы

1. По морфолого-культуральным и микроморфологическим признакам показана гетерогенность изученных штаммов G. lucidum и выделены три морфологические группы.

2. Обнаружена способность некоторых штаммов G. lucidum образовывать базидии с жизнеспособными базидиоспорами в чистой культуре минуя стадию формирования типичных базидиом.

3. Модифицирована методика получения базидиом путем добавления в субстрат дрожжевого экстракта, что стимулировало процесс плодообразования.

4. Получены группы тестеров и выявлены две интерстерильные группы штаммов G. lucidum.

5. С помощью RAPD-маркеров выявлен ДНК-фрагмент, специфичный для вида G. lucidum.

6. Применение генетических, биохимических и молекулярных методов, наряду с исследованием морфологии, позволило подтвердить правомочность выделения внутривидовых групп штаммов G. lucidum.

Заключение

Исследование изменчивости штаммов G. lucidum с помощью разных методов позволило сопоставить результаты анализов (табл. 18). Была получена индивидуальная характеристика для каждой RAPD-группы, отличавшейся географическим происхождением и высокой степенью гомогенности по выбранным маркерам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Постнова, Евгения Леонидовна, 2009 год

1. Автономова А. В. Ganoderma lucidum (Curt.:Fr) Р. Karst., трутовик лакированный: штаммовое разнообразие, антибиотические свойства и противоопухолевое действие // Дис. канд. биол. наук. М. 2006. 120 с.

2. Бабаянц О. В., Маслий Е. В. Рей си (Ganoderma lucidum) перспективы производства в украине // «Современная микология в России». Второй съезд микологов России. Тезисы докладов. М. 2008. Т. 2. с. 39

3. Бабицкая3 В. Г., Бисъко Н. А., Щерба В. В., Осадчая о. В., Смирнов Д. А. Глубинный мицелий Ganoderma lucidum (Curt.: Fr.) P. Karst. основа биологической добавки // Успехи медицинской микологии. М. 2004. Т. 3. с. 202-204

4. Белова Н. В., Псурцева Н. В., Мнухина А. Я., Алехина И. А. Современные направления экспериментального исследования базидиомицетов // Микология и фитопатология. 1997. Т. 31. № 6. с. 64-75

5. Бисъко Н. А., Билай В. Т., Митрополъская Н. Ю., Гулич М. П., Ольшевская О. Д. Изучение цитогенетического действия Lentinus edodes (Berk.) Sing, и Ganoderma lucidum (Curt.: Fr.) P. Karst. // Успехи медицинской микологии. М. Т 3. 2004. с. 245-246

6. Бухало А. С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. К.: Наукова думка. 1988. 390 с.

7. Гарибова Л. В. Биология ксилотрофных базидиомицетов: структура и функции // Грибные сообщества лесных экосистем. Москва-Петрозаводск. 2000. с.134-154

8. Горовой Л. Ф. Шляпочные грибы перспективный источник лечебных препаратов и биологически активных добавок // Успехи медицинской микологии. М. 2004. Т. 3. с. 212-215

9. Дьяков Ю. Т. Критерии биологического вида у грибов (с обзором таксономической структуры ризоктониеподобных грибов) // Микология и фитопатология. 1993. Т. 27. № 6. с. 68-82.

10. Дьяков Ю. Т. Популяционная биология фитопатогенных грибов. М. 1998. 382 с.

11. Дьяков Ю. Т. Вегетативная несовместимость у грибов-простейшая форма ответа. // «Современная микология в России». Второй съезд микологов России. Тезисы докладов. М. 2008. с. 34

12. Завьялова Л. А., Чистякова Е. Л., Инсарова И. Д., Антимонова А. В. Штаммовое разнообразие трутовика лакированного Ganoderma lucidum II Микология и фитопатология. 2005. Т.39. № I.e. 27-34

13. Камзолкина О. В. Цитологические исследования гомокариотических и гетерокариотических штаммов Agaricus bisporus (J. Lange) Imbach. // Микробиология. Т. 65. № 2. 1996 с. 228-234

14. КимураМ. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М. Мир. 1985. 398 с.

15. Корочкин Л. И. Серов О. Л., Пудовкин А. И. Генетика изоферментов. М. Наука. 1977. с. 278

16. Краснополъская Л. М., Белицкий И. В., Федорова г. Б., Катруха Г. С. Pleurotus djamor. способы культивирования и антимикробные свойства // Микология и фитопатология. 2001. Т 35.- Вып.1. с. 82-67

17. Левонтин Р. Генетические основы эволюции. М. Мир. 1984

18. Мелик-Хачатрян Дж. Г. Взаимоотношения различных экологических групп грибов в эксперименте // Микология и фитопатология. 1985. Т. 19. № 4. с. 286- 289

19. Мюллер Э., Леффлер В. Микология. М. Мир. 1995. с. 135

20. Радзиевская М. Г., Бобко И. Н. Темные зональные линии в древесине. Использование линий в изучении популяционной структуры древоразрушающих гименомицетов // Микология и фитопатология. 1985. Т. 19. с. 394-398

21. Радзиевская М. Г. Проблема определения вида и структура популяций высших базидиальных грибов // Успехи совр. Биол. 1987 . т. 103. с. 271286

22. Решетников С. В. Эволюция бесполого размножения высших базидиомицетов. К.: Наукова думка. 1991. 186 с.

23. Симонян С. А., Мамиконян Т. С. Взаимодействие компонентов микосинузий в эксперименте // Микология и фитопатология. 1982. Т. 16. С. 219-225

24. Шнырева А. В., Дружинина И. С., Дьяков Ю. Т. Генетичекая структура комплекса Pleurotus ostreatus sensu lato на территории московской области //Генетика. Т. 34. №12. 1998. с. 1610-1618

25. Шнырева А. В., Белоконъ Ю. С., Белоконь М. М. Использование молекулярных маркеров для дифференциации культивируемых штаммов вешенки и шампиньона//Генетика. 2003. Т. 39. № 10. с. 1461-1469

26. Шнырева А. В. Популяционная биология грибов с гаплоидным и гаплоиднодикариотическим жизненными циклами // Дисс. докт. биол. наук в виде доклада 2005. 48с.

27. Шнырева А. В., Штаер О. В. Дифференциация близкородственных видов Pleurotus pulmonarius и Pleurotus ostreatus с помощью скрещиваний и молекулярных маркеров // Генетика. 2006.Т. 46. № 5. с. 667-674

28. Штаер О. В., Шнырева А. В. Вегетативная несовместимость в природных популяциях Pleurotus pulmonarius //В сб.: Грибы в природных и антропогенных экосистемах. Санкт-Петербург.2005. с. 323-327

29. Штаер О. В. Сравнительный анализ природных популяций Pleurotus pulmonarius (Fr.) Quel. // Дис. канд. биол. наук. М. 2006- 116 с.

30. Юрченко Е. О., СинявскаяМ. Г. Основы молекулярного маркирования грибной ДНК. Практическое руководство. Минск: Право и Экономика. 2007. 101 с.

31. Abdullah F. Taxonomic and electrophoretic studies of selected species of Ganoderma (Karst.) // Dissertation, Thesis. Universiti Putra Malaysia. 1996

32. Adams D. H., Roth L. F. Demarcation lines in paired caltures of Fomes cajanderi as abasis for detecting genetically distinct mycelia // Can.J. Bot. 1967. 45. p.1583-1589

33. Adaskaveg J. E., Gilbertson R. L. Cultural studies and genetics of sexuality of Ganoderma lucidum and G. tsugae in relation to the taxonomy of the G. lucidum complex// Mycologia. 1986. V. 78 (5), p. 694-705

34. Adaskaveg J. E., Gilbertson R. L. Basidiospores, pilocystidia, and other basidiocarp characters in several species of the Ganoderma lucidum complex // Mycologia. 1998. V. 80 (4), p. 493-507

35. Anderson J. B., Kohn L. M. Genotyping, gene genealogies and genomics bring fungal population genetics above ground // TREE. 1998. V. 13. № 11. p.444-449

36. Annesi T., Coppola R, Motta H. Characterization of ganoderma isolates from central Italy // JPP. 2002. V. 84. N. 3. p. 9-10

37. Anselmi N., Bragaloni M. A method to identifícate wood decay Basidimycetes by using enzymatic comparisons // Micologia Italiana. 1992. V. 21 (2). p. 15-20

38. Babalyan S. M., Innocenti G., Garibyan G. N. Antagonistic activity of xylotrophic mushroom against pathogenic fungi of cereals in dual culture // Phytopathol. Meditterr. 2002. V. 41 .p. 200-225

39. Bao X.F., Fang J.N., Li X.Y. Structural characterization and immunomodulating activity of a complex glucan from spores of Ganoderma lucidum // Bioscience Biotechnology and Biochemistry. 2001. v. 65. p. 2384-2391

40. Bao X.F., Zhen Y., Ruan L., Fang J.N. Purification, characterization, and modification of T lymphocyte-stimulating polysaccharide from spores of Ganoderma lucidum // Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 2002. v. 50. p. 623-629

41. Bissegger, M., D. Rigling, and U. Heiniger. Population structure and disease development of Cryphonectria parasitica in European chestnut forests in the presence of natural hypovirulence // Phytopathology. 1997, v. 87. p. 50-59

42. Brown A. N. Wier B. C. Measuring genetic variability in plant populations // Isozymes in Plant Genetic and Breeding. Part A. Elsevier. Amsterdam. 1983. p. 219-239

43. Buchanan P. K. A taxonomic overview of the genus Ganoderma with special reference to species of medicinal and neutriceutical importance // Proc. Int. Symposium Ganoderma SCI, Auckland. 2001. p. 27-29

44. Chang S. T., Miles P. G. Mushrooms. Cultivation, Nutritional Value, Medicinal Effect, and Enviromental Impact. II. 2004. 451 p.

45. Clegg M. T. Detections and measuring of natural selections // Isozymes in Plant Genetics and Breeding. Part A. Elsevier. Amsterdam. 1983. p. 241-255.

46. Davis Y. V. Disk electrophoresis // Method and application to human serum problems. Ann. N. Y. Acad. Ses. 1964. II. 121. p. 404-427

47. Dictionary of the Fungi. 9th edition. Edited by P. M. Kirk, P. F. Cannon, J. C. David and J. A. Stalpers. 2001. p. 655

48. Dong, P. S., J. Ryu Young. The genetic relationship analysis of Ganoderma spp. using the PCR- RFLP and RAPD. RDA // Journal of Agricultural Science Biotechnology. 1996. V. 38 (2). p. 251-260

49. D'Souza T.M., Merrit C.S., Reddy C.A. Lignin-modifying enzymes of the white rot basidiomycete Ganoderma lucidum // Applied and Environmental Microbiology. 1999. V. 65. p. 5307-5313

50. Egger G. Biology and breeding of Pleurotus // In: The Biology and Cultivation of Edible Mashrooms (S. T. Chang & W. A. Hayes, eds). 1978. p. 497-519

51. Eo S.K., Kim Y.S., Lee C.K., Han S.S. Antiviral activities of various water and methanol soluble substances isolated from Ganoderma lucidum // Journal of Ethnopharmacology. 1999. V. 68. p. 139-136

52. Gao J.J., Min B.S., Ahn E.M., Nakamura N, Lee H.K., Hattori M. New triterpene aldehydes, lucialdehydes A-C, from Ganoderma lucidum and their cytotoxicity against murine and human tumor cells // Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 2002. V. 50. p. 837-840

53. Gottlieb A. M., Saidman B. O., Wright J. E. Isoenzymes of Ganoderma species from southern South America // Mycol. Res. 1998. V. 102 (4). p. 415-426

54. Gottlieb A. M., Wright J. E. Taxonomy of Ganoderma from southern South America: subgenus Ganoderma// Mycol. Res. 1999. V. 103 (6). p. 661-673

55. Griffith G. M., Hedger J. N. A novel method for producing basidiocarps of the cocoa pathogen Crinipellis pernicosa using a bran-vermiculite medium // European Journal of Plant Pathology. 1993. V. 99. N. 4. p. 227-230.

56. Habijanic J., Berovic M., Paber B., Hodzar D., Boh B. Immunostimulatory effects of fungal polysaccharides from Ganoderma lucidum submerged biomass cultivation//Food Technology and Biotechnology. 2001. V. 39. p. 327-331

57. Hansen E. M., Stenlid J., Johanson M. Somatic incompatibility and nuclear reassorment in Heterobasidion annosum II Mycol. Res. 1993. V. 97. № 10. p. 1223-1228

58. Hietala A. M., Korhonen K., Sen R. An unknown mechanism promotes somatic incompatibility in Ceratobasidium bicorne II Mycologia. 2003. V. 95. № 2. p. 239-250

59. Hobbs C. Medicinal Mushrooms: an Exploration of Tradition. Healing and Cultures-Interweave Press. 1995. 251 p.

60. Hong S. G., Jung H. S. Phylogenetic analysis of Ganoderma based on nearly complete mitochondrial small-subunit ribosomal DNA sequences I I Mycologia. 2004. V. 96 (4). p. 742-755

61. Amplified Polymorphic DNA-PCR Compared with Grouping on the Basis of Internal Transcribed Spaser Sequences // Applied & Environmental Microbiology. Apr. 1996. p. 1354-1363

62. Kay E., Vilgalys R. Spatial distribution and genetic relationship among individuals in a natural population of the oyster mushroom Pleurotus ostreatus // Mycologia. 1992. V. 84. p. 173-182

63. Kim K.C., Kim LG., Ganoderma lucidum extract protects DNA from strand breakage caused by hydroxyl radical and UV irradiation // International Journal of Molecular Medicine. 1999. V. 4. p. 273-277

64. Mekkawy, S., Meselhy, M. R., Nakamura, N., Tezuka, Y., Hattori, M., Kakiuchi, N. Shimotohno, K., Kawahata, T., and Otake, T. Anti-HIV-1 and anti-HIV-1-protease substances from Ganoderma lucidum. Phytochemistry. 1998. V. 49 (6). p. 1651-1657

65. Miller, Holderness, Bridge, Chang, Zakaria. Genetic diversity of Ganoderma in oil palm plantings // Plant pathology. 1999. V. 48 (5). p. 595

66. Min B.S., Nakamura N., Miyashiro H., Bae K.W., Hattori M. Triterpenes from the spores of Ganoderma lucidum and their inhibitory activity against HIV-1 protease // Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 1998. V. 46. p. 1607-1612

67. Mizuno T. Studies on Bioactive Substances and Medical Effects of REISHI (Ganoderma lucidum). 1995.http://www.reishirescue.com/index.cfm?Fuseaction=ArticleDisplay&ArticleID =358

68. Moncalvo J. M. Systematics of Ganoderma. // Ganoderma Disease of Perennial Crops // CABI Publishing. 2000. p. 23-52

69. Moncalvo J. M., Buchanan P. K. Molecular evidence for long distance dispersal across the southern Hemisphere in the Ganoderma applanatum-australe species complex (Basidiomycota) // Mycological Res. 2008. V. 112. p. 425-436

70. Moore A. J., Challen M. P., Warner P. J., Elliott T. J. RAPD discrimination of Agaricus bisporus mushroom cultivars // Appl. Mycrobiol. Biotechnol. 2001. V. 55. p. 742-749

71. Morigiva A., Kitabatake K., Fujimoto Y. & Ikekawa. Angiotensin converting enzyme inhibiting triterpenes from Ganoderma lucidum // Chem. Phar. Bull. 1986. V. 34. p. 3025-8028

72. Nei M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals // Genetics. 1972. V. 89. p. 583-590

73. Oh K.W., Lee C.K., Kim Y.S., Eo S.K., Han S.S. Antiherpetic activities of acidic protein bound polysacchride isolated from Ganoderma lucidum alone and in combinations with acyclovir and vidarabine // Journal of Ethnopharmacology. 2000. V. 72. p. 221-227

74. Raudaskoki M. and Viitanen H. Effect of aeration and light on fruit body induction in Schizophyllum commune // Trans. Br. Mycol. Soc. 1982. V. 78. p.89-96

75. Ritland K Estimation of mating systems. Isozymes in Plant Genetics and Breeding. Part A. Elsevier. Amsterdam. 1983. p. 289-302

76. Roberts L. M. Australian Ganoderma: Identification, growth and antibacterial properties. 2004. p. 51

77. Ryvarden L., Gilbertson P. L. European Polypores // Synopsis fungorum 6. Oslo. Norway. 1993. 387 p.

78. Saupe S. J. Molecular Genetics of Heterocaryon Incompatibility in Filamentous Ascomycetes // Microbiol. Mol. Biology Reviews. 2000. V. 64. № 3. p. 489-502

79. Seo G. S., Shin G. C. Formation of atypical fruiting structures in Ganoderma lucidum isolates on a nutrient agar medium // Mycoscience. 1995. V. 36. p. 1-7

80. Seo G. S., Kirk P. M. Systematics of Ganoderma. // Ganoderma Disease of Perennial Crops/ CABI Publishing. 2000. p. 3-22

81. Stamets P. Growing gourmet and medicinal mushrooms. 1993. p. 335-337

82. Su H., Wang L., Ge Y., Feng E., Sun J., Liu L. Development of strain specific SCAR markers for authentication of Ganoderma lucidum II World J. Microbiol Biotechnol. 2008. V. 24. p. 1223-1226

83. Sugiyama K., Yamakawa A., Saeki S. Correlation of suppressed linoleic acid metabolism with the hypocholesterolemic action of eritadenine in rats. // Lipids. 1997. V. 32. p. 859-866.

84. Sun S. J., Gao W., Lin S. Q. Analysis of genetic diversity in Ganoderma population with a novel molecular marker SRAPII App. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 72. p. 537-543

85. Szedlay G. Basidiokarp and mycelium morfology of Ganoderma lucidum Karst. Strains isolated in Hungary // Acta Microbiol. IMMUNOL hang. 1999. p.41-52

86. Uchida J. Y., Aragaki M.,Yahata P. S. Basidiospore formation by Ceratobasidium sp. on agar//Mycologia. 1986. V. 78. p. 587-592

87. Utomo C., Werner S., Niepold F., Deising H. B. Identification of Ganoderma, the causal agent of basal stem rot disease in oil palm using a molecular method // Mycopathologia. 2005. V. 159. p. 159-170

88. Vilgalis R., Sun B. L. Ancient and recent patterns of geographic speciation in the oyster mushroom Pleurotus revealed by phylogenetic analysis of rDNA sequences //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. № 5. p. 4599-4603

89. Wasser S. P., Zmitrovich L. V., Didukh M. Ya., Spirin W. A., Malysheva V. F. II Morphological Traits of Ganoderma lucidum Complex. Ruggell. 2006. p. 188220

90. Worrall J. J. Somatic incompatibility in basidiomycetes // Mycologia. 1997. V. 89. 24-36

91. Wu J., Saupe S. J., Glass N. L. Evidence for balancing selection operating at the het-c heterokaryon incompatibility locusin a group of filamentous fungi // Evolution. 1998. V. 95. p. 12398-12403

92. Yamanaka 71, Sagara N. Development of basidia and basidiospores from slide cultured mycelia in Lyophyllum tylicolor (Agaricales) // Mycol. Res. 1990. V. 94. p. 847-850

93. Zakaria L., Kulaveraasingham H., Guan T. S., Abdullach F., Wan H. Y. Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and RAMS of Ganoderma from Infected oil Palm and Coconut Stumps in Malasysia // Biotechnology. 2005. V. 13(1). p. 23-24

94. Zhang L.N., Zhang M., Zhou Q., Chen J.H., Zeng F.B. Solution properties of antitumor sulfated derivative of alpha-(l -> 3)-D-glucan from Ganoderma lucidum // Bioscience Biotechnology and Biochemistry. 2000. V. 64. p. 21722178

95. Zhu M, Chang Q., Wong L.K., Chong F.S., Li R.C. Triterpene antioxidants from Ganoderma lucidum //Phytotherapy Research. 1999. V. 13. p. 529-531

96. Zhu H.S., Yang X.L., Wang L.B., Zhao D.X., Chen L. Effects of extracts from sporoderm-broken spores of Ganoderma lucidum on HeLa cells // Cell Biology and Toxicology. 2000. V. 16. p. 201-206