Trichoderma жүйесінің дамуы және морфологиялық сипаттамасы

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

Қазіргі уақытта ең көп зерттелетін саңырауқұлақтардың бірі Trichoderma. Trichoderma-бұл генетикалық банкте, кем дегенде, бір генмен ұсынылған және көптеген түрлері екі немесе одан да көп гендердің тізбектілігімен ұсынылған жалғыз түрі. Бұл қызығушылықтың себебі - үлкен практикалық және экологиялық тектестің маңыздылығы. Триходерма түрлері

- бұл целлюлоза, хитиназалар, пектиназалар, ксиланаздар, серинге тәуелді протеиназалар және т. б. целлюлоза, қағаз және тамақ өнеркәсібінде, жуғыш заттарды өндіруде, алкоголь өндірісінде және целлюлозасы бар қалдықтарды глюкозаға айналдыруда қолданылады, жемшөп қоспалары және тоқыма өнеркәсібі. Осындай антибиотиктер, токсиндер және саңырауқұлақтар ферменттерінің негізінде ауруларды биологиялық бақылауға және өсімдіктердің өсуін ынталандыруға, трансгенді өсімдіктерді өсіруге арналған препараттар алынады. Триходерма сонымен қатар топырақты биологиялық тазарту және қалдықтарды компосттау үшін қолданылады. Trichoderma spp- тің басқа да қасиеттері белгілі. Осылайша, триходерманың өнеркәсіпте өсетін саңырауқұлақтарға әсер ететіні және құрылыс құрылыстарына зиян келтіретіні анықталды. Олар иммунитеті төмен адамдарда аллергия мен терең микоздар тудыруы мүмкін.

Trichoderma түрлерін зерттеу адам қызметінде оларды пайдалануға байланысты үлкен практикалық және теориялық қызығушылық тудырады. Бұл саңырауқұлақтарды кеңінен қолдану олардың экологиялық ерекшеліктерін, түрлік әртүрлілігін, биотопиялық таралуын, бәсекелестік өзара қарым-қатынастарын және географиялық таралуын егжей-тегжейлі зерттеуді талап етеді. Бұл тектес саңырауқұлақтар табиғатта кең таралған және көптеген субстраттарда кездеседі, бірақ көбінесе топырақта және өлі ағашта. Олар микроорганизмдер қоғамдастығында маңызды рөл атқарады және адам қызметінің көптеген салаларында қолданылады. Бұл түрлердің түрлері целлюлозолитикалық және басқа да кейбір ферменттерді алу үшін, өсімдіктер ауруларын биологиялық бақылау және топырақты биологиялық тазарту үшін пайдаланылады.

Trichoderma тектес микромицеттер целлюлоза ферментінің белсенді продуценті болып табылады және өсімдіктердің жасушалық қабырғаларының терең деструкциясына қабілетті, сондай-ақ жекелеген қиын ыдырайтын өсімдік полисахаридтері: целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин мономерлік қалыптарға дейін. Қазіргі уақытта лигнин биодеградациясындағы осы ферменттердің үлкен рөліне байланысты микромицет фенолоксидазалары белсенді зерттеледі.

Зерттеу мақсаты: Trichoderma микроскопиялық саңырауқұлағының целлюлозолитикалық қасиеттерін анықтап зерттеу

1. Trichoderma саңырауқұлағының Ph температурасының аэрация әсерін зерттеу;
2. Trichoderma ферментативті белсенділігін анықтау.

Ғылыми жаңашылдығы және практикалық маңыздылығы Trichoderma resei мицелиалды саңырауқұлақтарын зерттеу Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық университетінің «Микробиология және биотехнология» кафедрасында жүргізілді.

Саңырауқұлақтың дақылдарын Петри ыдысында келесі құрамы бар картоп-глюкозалы агарда, картоп сорпасы - 200г/л, агар - 2, стрептомицин - 1 өсірді. Саңырауқұлақ дақылдарын қоректік ортаға инокулирлеу Петри тостағандарынан Петри ілгіш жүргізді. Саңырауқұлақты өсіру үшін гуминді заттарды бөлгеннен кейін целлолигнин шымтезек қолданылды, олар сілтілі экстракция әдісімен NaOH ерітіндісімен (гидромодуль 1:100) 60 мин ішінде алынды. Сығынды центрифугалау арқылы бөліп, қалған целлолигнин шымтезек тазартылған сумен жуады.

1 Trichoderma жүйесінің дамуы және морфологиялық сипаттамасы

Микота патшалығы өкілдерін зерттеудің қазіргі кезеңінде Триходерма тектілігі геномика 1 және протеомика2 тұрғысынан қарастырылады. Жалпы мағынада геномика «жүйелі тәсіл арқылы тірі организмдер туралы ақпарат алу және оны кең көлемде қолдануға болатын ғылым» деп анықталған. Он жыл бұрын геномика гендердің сандық зерттеулерін, реттеуіш және кодталмайтын сиквенс пен геномдарды талдауды қамтиды. Қазіргі уақытта геномика геномдарды карталаудан және секвенирлеуден геном функциясына көшуге ұшырайды. Бұл байланысты көрсету үшін геномды талдау қазір «құрылымдық динамикаға» (гендер туралы ақпаратты жинақтау және талдау) және

«функционалдық геномикаға» (гендер қызметі туралы ақпаратты жинақтау және талдау) бөлінеді. Функционалды геномиканың мақсаты - көптеген гендер туралы мүмкіндігінше тез және тез ақпарат алу. Геномдық ақпарат биотехнология үшін қызықты жаңа гендерді табу үшін әсіресе маңызды. Нақты таксономиялық топтарды анықтау Триходерма штамдарын анықтаудағы негізгі фактор болып табылады. Бұл осы тұқымның генетикалық әртүрлілігіне негізделген жаңа технологияларды дамытуға мүмкіндік береді. Алайда, Trichoderma тұқымдасының көп компонентті және күрделі болуы түрдің биологиясын түсінуді қиындатады және коммерциялық мақсатта қолдануға әсер етеді [1] . Жоғарыда айтылғандай, Триходерма тұқымының саңырауқұлақтары қазіргі уақытта ең көп зерттелген саңырауқұлақтардың бірі болып табылады. Сондықтан Триходерма тұқымының молекулярлық таксономиясы басқа саңырауқұлақтар ұрпағының таксономиясына қарағанда көп зерттелген (1-2 кесте) . Audik және Claverie жағдайларды, даму кезеңдерін, ағзалардың ерекшелігін немесе ұлпалардың ерекшелігін ескере отырып, cDNA популяцияларында кездейсоқ таңдау арқылы гендік экспрессияны зерттеу үшін

«сандық» геномика терминін қолданған алғашқы зерттеушілер болды. компьютерлік мәліметтер базасы. Жалпы мағынада, «сандық геномика» терминін тәуелсіз классикалық арнайы эксперименттер нәтижесінде мәліметтер базасында жиналған «тізбектіліктер» арасындағы мәліметтердің үлгісі ретінде түсіну керек.

Кесте 1

Әртүрлі саңырауқұлақтар үшін орнатылған ITS сиквенс саны

Кесте 2

2002 жылғы желтоқсанға дейін деректер базасында қол жетімді Trichoderma сиквенсінің жалпы саны

Trichoderma сандық геномикасының компьютерлік деректерін талдау:

а) Триходерма тектес саңырауқұлақтар белсенді қолданылады және белсенді зерттеу объектісі болып табылады. Триходермамен салыстырғанда PubMed-те тек кейбір саңырауқұлақтар жиі айтылады. Fungal International Initiative (PFI) ұсынылған 15 саңырауқұлақтардың тек 9 түрі t. reesei және T. harzianum қарағанда әдебиетте жиі кездеседі. Геномика саласындағы жұмыстардың үлкен санына қарамастан, компьютерлік деректер базасында "сиквенс"саны шектеулі. Trichoderma бойынша көптеген жұмыстар коммерциялық пайдалануға немесе физиологияға және биохимияға арналған;

б) жұмыста ұсынылған ДНҚ тізбектерін талдау Trichoderma текті таксономиялық зерттеу ғылымның белсенді саласы болып табылатынын көрсетті. 1319 триходерма қатарынан 1016 рет ішкі транскрипцияланған ITS тізбегіне жататыны көрсетілді. 2006 жылға қарай GenBank-та 70 000-нан астам қайталанбас триходерма тізбегі ұсынылуы мүмкін. Trichoderma тегінің таксономиясын зерттеу қазіргі кезеңде геномика мен протеомикамен қатар, осы саңырауқұлақтардың полимерлерді гидролиздеу қабілетіне байланысты. 1994 жылы геном тұжырымдамасының лингвистикалық баламасы ретінде пайда болған «протеомика» термині жасуша өмірінде геномдар қызметінде көрінетін және өзгертілетін ақуыздардың толық жиынтығын сипаттау үшін қолданылады. Бұл термин сонымен бірге белгілі бір уақытта жасушада пайда болған ақуыздар жиынтығын сипаттау үшін әмбебап мағынада қолданылады. Вайнштейн (1998) протеомика (ақуызды білдіру), транскриптомика (РНҚ және ген экспрессиясы) және метаболизм (метаболиттер мен метаболикалық желілер) сияқты ғылыми бағыттарды білдіретін омика терминін ұсынды. Гендік өнімдер мен реттеуіш сиквенстердің кешенді өзара іс-қимылын белгілеу үшін эксперименттік тәсілдер шешуші фактор болып табылады. Протеомика протеоманы зерттеуді, ақуыздарды бөлудің кеңейтілген технологиясын қолдана отырып, оларды анықтау, ұялы процестердің интегралды көрінісін қалыптастыру үшін, мысалы, өрнек деңгейлері, постлотрациялық модификация, ақуыздардың өзара әрекеттесуін қамтиды. Протеомика жасушалық ақуыздардың жіктелуі мен сипаттамасын қамтиды, әртүрлі физиологиялық жағдайларда экспрессия вариациясын және ақуыздардың өзара әрекеттесуін зерттейді, түрлі метаболикалық процестерде ақуыздардың қызметін анықтайды [2] . Осылайша, протеомика барлық биологиялық процестерді түсіну үшін іргелі білім береді. Протеомикалық технологияны қолдану ұлғайды, өйткені генетикалық өзгерістер мен қоршаған орта жағдайларының әсерін екі өлшемді ақуыз электрофорезі арқылы алынған гельдерге байқауға болады. Тазартылған ақуыздарды пептидтердің жаппай саусақ ізі арқылы немесе электро-спрей, масс-спектрометрия немесе Эрдман микроскигі арқылы бөлуге және тексеруге болады.

Кесте 3

Гидролитикалық ферменттер, мәліметтер базасындағы олардың гендері

Trichoderma литикалық және антагонистік белсенділігі жасушадан тыс гидролазаларды, оның ішінде эндохитиназа, β-n-ацетилгексоаминидаз, протеаздар, хитин-1, 4-β-хитобиозидазалар, эндо - және экзо-β-1, 3-глюканаза, липаза, ксиланаза, маннаназа, пектиназа, пектинлиаза, амилаза, фосфолипаза, РНК, ДНҚ және т. б. кодталатын бірнеше гендермен қамтамасыз етіледі. Триходерма гендерінің қалған тізбегін мәліметтер базасында ұсынылған белгілі бірізділік негізінде функционалды топтарға бөлуге болады (1-сурет) .

Сурет 1 - Геномдық зерттеулер институты (Роквилл, АҚШ) жасаған жіктеуге сәйкес мәліметтер базасында қол жетімді триходерма тізбегінің функционалдығы

Параметрлердің критерийлеріне сәйкес келетін 2500 рет алынды (ең аз тізбектің ұзындығы - 150 нуклеотид) . Барлық дәйектемелердің 1011 синглтон, ал 1483 тізбегі 315 кластерлерді құрады. Осылайша, t. harzianum жәнеT. atroviride гендерінің 1326 ішінара сиквенстері алынды. Кластерлер 2-ден 68 ретке дейін, оның ішінде 230 кластың әрқайсысында 2 немесе 4 рет, 51 кластерде 5-тен 8 ретке дейін, ал 15-ке 9-нан 9-ға дейін тізбектелген. BLAST бағдарламасын (Altschul соавт., 1990) пайдаланып, 80-ге тең, EST-тің жалпы саны, ұялы рөлі белгісіз функциясы бар тізбектегі гомология негізінде құрылуы мүмкін, 714 құрады [3] . Қалған реттіліктер (914) не жіктелмейді, не белгісіз функциясы бар тізімдерге гомолог болады немесе мәліметтер қорында көрсетілген көптеген ақуыздарға сәйкес келеді. Белгіленген функциясы бар белоктарды кодтайтын жүйелер NCBI мәліметтер базасындағы ақуыздарға гомологты түрде әр түрлі функционалды топтарға жіктелген (1. 2- сурет) . . Көптеген транскрипттер ақуыз мен РНҚ синтезіне қатысатын гендік өнімдер болды. Деректер базасында t. harzianum және T. atroviride экспрессияланатын гендерінің 1326 сиквенсі бар. Ең танымал транскрипт өмір сүру гендері тобына жатады.

Кесте 4

Ірі триходерма кластерлері және олардың жартылай қызметі

Сурет 2 - Геномдық зерттеулер институтының (TIGR, Роквилл, АҚШ) классификациясына сәйкес Триходерманың биоконтролды штамдарының

тізбегінің функционалды мақсаты

Қазіргі уақытта геномдарды зерттеу бойынша 379 жоба белгілі. Оның ішінде 55 жоба орындалды, ал 324 жоба орындау кезеңінде. Тек 16 жоба (барлық санының 4%) саңырауқұлақтарға арналған. Аталған жобаларда саңырауқұлақтардың 12 түрі ұсынылған, олардың 7 түрі өсімдіктер мен адамның патогендері болып табылады. Саңырауқұлақ жобалары фитопатогендерге, адамның қоздырғыштары мен сапрофиттерге, триходерма саңырауқұлақтарының геномикасына және EST құруға (көрсетілген тізбекті), жүйелеуге және профильді сәйкестендіруге бағытталған. . Жобалардың бір бөлігін коммерциялық ұйымдар (Испаниядағы NewBioTechnic, АҚШ-тағы Genencor және Финляндиядағы VTT және т. б. ) төледі, бұл алынған деректердің биотехнологиялық мәнін көрсетеді [4] . Қазіргі уақытта 30-дан астам жоба бойынша зерттеулер жүргізілуде. Міне, олардың кейбірі:

1. ДНҚ анализін қолдана отырып, белгілі бір қоршаған орта жағдайларында көрінетін промоторларды анықтау және клондау әдісі жасалды, мысалы глюкоза бар ортада өсу. Авторлар 5 белсенді промоутерлерге патент алды.
2. Шамберга әріптестерімен EST және microarray ДНҚ талдау көмегімен глюкозаны аэробтық және анаэробтық кәдеге жарату кезінде T. reesei метаболизмін зерттеді. Авторлар көп клеткалы ағзалар глюкозаны ашыту жолымен емес, тыныс алу жолымен кәдеге жаратады деген мәселені шешуге тырысты. S. cerevisiae ашытқыларынан айырмашылығы, саңырауқұлақтар анаэробты жағдайда энергия ала алмайды, бірақ олар аэробты жағдайда глюкозада өсу кезінде АТФ синтездейді. Авторлар T. reesei-де CTK және тыныс алу тізбегі ферменттерін кодтайтын гендердің көрінісі ПВК CTK-ға тотықтырылатын, бірақ ашыту арқылы этанолға айналмайтындай реттелгенін анықтады. Чилаппен бірге (Chellappan et al., 2001) Genencor компаниясымен ынтымақтастықта жаңа t. reesei гендік өнімдерін әзірлеу және алу үшін EST және BAC базасын құру мақсатында жобаны орындады. Жұмыстың нәтижесінде кДНҚ-ның екі кітапханасы құрылды, олардың біреуі целлюлиттік ферменттер өндірісін қоздыратын жағдайда өсетін жасушалардан алынған РНҚ-ға негізделген. Екінші кітапхана 18 түрлі жағдайда өсетін жасушалардан алынған РНҚ-ға негізделген.
3. T. virens Tv29-8 штаммының биоконтроллерін зерттеу үшін бактериалды жасанды хромосома кітапханасы құрылды, ол T. virusens белгілеген тізбектен 25 есеге асып түсті. Техас университетінің қызметкері Кеннерли жүргізген бұл жұмыс жоғары молекулалы ДНҚ фрагменттерін оқшаулауға, BAC кітапханасын құруға және 10-нан 170 кб-қа дейінгі кірістері бар 12 243 клонды шығаруға әкелді.
4. Функционалды геномика жобасы әртүрлі салаларда триходерма антагонистік штаммдарының гендік өнімдерін жасауға және қолдануға арналған.
5. Өнеркәсіп пен ауылшаруашылығына арналған триходерманың антагонистік түрлерінің функционалды геномикасы мен протеомикасы жөніндегі жоба. Жобаны NewBioTechnic (Испания) компаниясы және ЕО елдерінің академиялық топтары қолдады.
6. Топырақтың патогендік саңырауқұлақтарынан туындаған ауруларды биологиялық бақылау жобасы (Өсімдіктер зертханасы, АҚШ), 2002 - 2007 жж.
7. Триходерма және Гипокреа тұқымынан алынған бионтролларда қолданылатын саңырауқұлақтардың таксономиясы жобасы (жүйелі ботаника және микология лабораториясы; АҚШ), 2003-2008 жж.
8. Дәнді, көкөніс және басқа да дақылдардың (Russell Research Center Toxicology and Mycotoxin, USA) 2001-2006 уытты эндофитті саңырауқұлақтарын бақылау.
9. Биология, биологиялық бақылау және бидай мен арпа тамырлары ауруларын қоздырғыштардың молекулалық генетикасы (Root Disease and Biological Control Research, USA), 2003-2008.
10. Көңге негізделген органикалық тыңайтқыштарды қолдану бойынша зерттеулер (концерн және өндірістік зерттеулер зертханасы, Жаңартылатын энергия және көңді басқару жөніндегі зерттеулер, АҚШ), 2000 ж.
11. Биоконтрольдік саңырауқұлақтардың жүйесі Trichoderma және Hypocrea (Systematic Botany and Biology Laboratory; USA, China, France, Австрия), 2003. Stilbohypoxylon Muelleri - Hypocrea stilbohypoxyli және оның анаморфы Trichoderma koningii-ұқсас Пуэрто Рикодан жаңа түрді зерттеу бойынша нәтижелер алынды
12. Эволюция Trichoderma harzianum ризосферадан өсімдіктің тығын бөлігіне дейін өсуі.
13. Talaromyces flavus және Trichoderma viride антагонистік белсенділігі Хмелде (USA) Verticillium albo-atrum қарсы, 1999. Глюкозаны жоюға қабілетсіз Trichoderma Reesei Mutants мутантты штаммын алу (USA), 2001 - 2003.
14. Триходерма вирусидіндегі Fusarium Moliniforme-мен фуманизин B1 басылуы (жүйелі ботаника және микология зертханасы, АҚШ), 1999 ж.
15. Мақта тұқымын фитопатогенді саңырауқұлақтардан қорғау (Agricultural Research Service; USA), 2002.
16. Ботриттерден қорғау үшін құлпынай тамырларын триходермамен емдеу.
17. Гербицидтерді, метилбромиді тұқымдарды микробиологиялық бақылауға ауыстыру (Southern Weed Science Research; USA), 2000-2005.
18. Trichoderma және Hypocrea тұқымдарының биоконтролды саңырауқұлақтарының жүйеленуі (жүйелі ботаника және микология зертханасы, АҚШ), 2004 ж. Какао өсімдіктерін қорғауға арналған Trichoderma ovalisporum жаңа эндофитті түрлері зерттелуде (Ботаника және микология зертханасы; АҚШ), 2004 ж.
19. Жәндіктер мен арамшөптермен күресу үшін биологиялық бақылау құралдарын пайдалану, 2001.
20. Фитопатогенді бактерияларды, саңырауқұлақтарды және мақта нематодын бақылаудың биологиялық, генетикалық және интеграцияланған әдістері, 2002.
21. Қызыл таңқурай тамырының фитофтороз қоздырғыштарынан интеграцияланған қорғау әдісі ретінде топырақты соляризациялау (Horticultural Crops Research, USA), 2003.
22. Фунгицидтердің әсері, шай ағашы майы, теңіз балдырлары сығындылары және шірік қоздырғыштарға саңырауқұлақ агенттері және құлпынай өнімі (Үндістан), 2003.
23. Нигериядағы шампиньондар аурулары.
24. Жапырақ бетімен өзара әрекеттесуді зерттеу үшін T39 Trichoderma harzianum изоляторын (TRICHODEX) қолдану
25. Биоконтроль саңырауқұлақтарын іздеу (USA), 1998 - 2001.
26. Микробты компостинг (Австралия), 2000-2003 жж.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс