Спосіб біотестування забруднення навколишнього середовища полютантами з використанням грибів

Спосіб біотестування забруднення навколишнього середовища полютантами з використанням грибів шляхом здійснення експрес-оцінки ступеня токсичного навантаження на природні системи, аналізу впливу замочування спор в розчинах біхромату калію на їх проростання, який відрізняється тим, що отримують з плодових тіл зморшко 3 41752 4 Найбільш близьким за технічною сутністю і Визначають вплив еталонного токсиканту (біхродосягненням результату є спосіб проведення біомату калію) на проростання пропагул та розрахоіндикації, запропонований В. О. Тереховою [2]. вують відсоток зниження чисельності пророслих Автором були апробовані та запропоновані метоспор. Спосіб визначення токсичності води, водної дики на основі мікроміцетів для дослідження токвитяжки або розчину речовин на аскоспори зморсичності нафтозабруднених ґрунтів, а також ґруншкових грибів ґрунтується на встановленні різниці тів, надлишково засолених пластовими водами, між інтенсивністю проростання у воді, що аналізущо формуються на відвалах фосфогіпсу та знахоється (дослід) та воді, яка не містить токсичних дяться в зоні металургійних комбінатів. Згідно цьоречовин (контроль). го способу, проводять експрес-оцінку ступеня токНами були проведені експерименти з встановсичного навантаження на природні системи, лення чутливості аскоспор зморшкових грибів до аналізують вплив замочування спор в розчинах одного з еталонних токсикантів - калію двохромобіхромату калію на їх проростання, а саме в лабовокислому (К2Сr2О7). Зморшкові гриби є досить раторних умовах на агаризованих середовищах розповсюдженими на території України і широко вирощують міцелій різних видів мікроміцетів, змивживаються населенням в якості їстівних [3]. Сповають конідії з поверхні культури, замочують спори ри цих видів достатньо швидко проростають у воді в розчинах біхромату калію наступних концентрата відрізняються високим відсотком проростання. цій - 0,5 ррm, 5 ррm, 50 ррm та підраховують кільЦі властивості сприяють використанню аскоспор кість пророслих конідій. На основі отриманих даморхелових грибів у якості тест-об'єктів [4]. них інгібування проростання конідій встановлюють Особливості проростання аскоспор досліджучутливість до токсиканту. вали у чотирьох видів зморшкових грибів: Verpa Недоліками цього способу є патогенність мікconica (O.F. Mull.) Sw.), Morchella semilibera DC, роміцетів по відношенню до людини, яка проявляMorchella conica Pers. та Morchella steppicola Zeється у здатності викликати алергічні реакції, а rova, які відносяться до родини Morchellaceae також необхідність постійного культивування гри(Sacc.) Eckbl., порядку Pezizales, підкласу Pezizoбів у лабораторних умовах. mycetidae, класу Ascomycetes, відділу Ascomycota В основу корисної моделі поставлена задача [5]. Камеральна обробка зібраного матеріалу простворення способу біотестування забруднення водилася за загальноприйнятими методиками мінавколишнього середовища різними полютантами кологічних досліджень [6] із використанням визнаіз використанням аскоспор зморшкових грибів, які чників, монографій та ключів, присвячених не виявляють патогенні властивості по відношендосліджуємій групі грибів, українських та зарубіжню до людини, не викликають алергічні реакції, а них авторів [5, 7]. також відсутня необхідність постійного культивуСпорові відбитки отримували з плодових тіл, вання зморшкових грибів в штучних умовах. зібраних в природі, за загальноприйнятими метоВикористання цього способу дозволяє проведиками [8]. Відбитки аскоспор отримували на стедення швидкого, якісного та всебічного тестування рильному предметному склі. Спори змивали стенавколишнього середовища, окремо оцінювати рильною дистильованою водою. Після чого рівень токсичного стану ґрунту, ґрунтових вод та методом розведень отримували необхідну конценрозчинів різного походження. трацію пропагул, яку встановлювали прямим підПоставлена задача вирішується тим, що в рахунком спор у встановленому об'ємі розчину. способі біотестування забруднення навколишньоСуспензію аскоспор вносили у досліджуємі розчиго середовища полютантами з використанням грини у однаковому об'ємі (0,1мл). Для проведення бів, шляхом здійснення експрес-оцінки ступеня тестування використовували розчини К2Сr2О7 натоксичного навантаження на природні системи, ступних концентрацій: 1,3; 1,5; 1,7; 1,9; 2,1; 2,3; 2,5 аналіз впливу замочування спор в розчинах біхрота 3мг/л, у якості контролю використовували стемату калію на їх проростання, згідно з корисною рильну дистильовану воду. Вибір концентрацій моделлю, що заявляється, отримують з плодових розчинів К2Сr2О7 базувався на основі даних діапатіл зморшкових грибів стерильні відбитки аскосзону реагування культури водорості Scenedesmus пор, визначають вплив розчинів біхромату калію quadricauda (Turp) Breb на даний токсикант [1]. при концентраціях - 1,3; 1,5; 1,7; 1,9; 2,1; 2,3; 2,5 та Для визначення наявності токсичності води, 3мг/л на проростання аскоспор та формування водної витяжки або розчину речовин вивчали ростових трубок, а ступень токсичного навантавплив розчинів біхромату калію на швидкість, хаження на природні системи визначають за відсотрактер проростання та кількість пророслих спор у ком зниження чисельності пророслих спор, який різних видів морхелових грибів, а також розрахорозраховують за формулою: вували відсоток пригнічення проростання спор за I=((Nk-Nd)/Nk)*100; модифікованою формулою, яка запропонована де І - відсоток зниження чисельності проросдля розрахунку відсотку зниження чисельності лих спор; водоростей в токсичних розчинах [1]: Nk - середня чисельність пророслих спор у коI=((Nk-Nd)/Nk)*100; нтролі; де І - відсоток зниження чисельності проросNd - середня чисельність пророслих спор у лих спор; досліді. Nk - середня чисельність пророслих спор у коСпосіб оснований на тому, що експрес-оцінку нтролі; ступеня токсичного навантаження на природні Nd - середня чисельність пророслих спор у досистеми проводять використовуючи в якості тестсліді. індикаторів аскоспори видів родини Morchellaceae. 5 41752 6 Повторність лабораторного експерименту до12 разів при порівнянні з контролем, а при конценрівнювала п'яти. Обчислення проводили за допотрації 3мг/л проростання спор взагалі не відбувамогою пакетів прикладних комп'ютерних програм: лося. Statistica 6, Excel 2003. На Фіг. зображено вплив біхромату калію на В результаті проведених досліджень встановпроростання аскоспор морхелових грибів (на осі лено, що біхромат калію у всіх використаних конабсцис позначена концентрація біхромату калію, центраціях значно гальмував та пригнічував прона осі ординат - відсоток пророслих спор). ростання спор морелів. Так, якщо в контролі спори При проростанні у воді види, що використовувсіх досліджених видів (М steppicola, М. соnіса, М. валися у досліді, зазвичай, утворюють від однієї semilibera, V. conica) починали проростати через до декількох (до трьох) проросткових трубок. Три шість годин після змиву, то розчини біхромату капроросткові трубочки зареєстровані лише у спор лію гальмували проростання пропагул М. соnіса, М. steppicola. При цьому ростові трубки можуть М. semilibera та V. соnіса. Аскоспори починали з'являтися як на протилежних полюсах спори, так і проростати через дванадцять годин після змиву. рядом, на одному боці [4]. В розчинах біхромату Аскоспори М steppicola виявили ще більшу чутликалію аскоспори проростали однією та двома росвість. При замочуванні спор в концентраціях 1,3; товими трубками. Встановлено, що додавання 1,5; 1,7; 1,9мг/л К2Сr2O7 - спори починали проросбіхромату калію у суспензію спор у більшості витати через 12 годин після змиву. При концентраціпадків призвело до збільшення кількості спор проях 2,1; 2,3; 2,5мг/л проростання починалося через рослих однієї ростовою трубкою та до зменшення 20 годин. кількості спор, які проросли двома трубками при Використані концентрації калію двохромовокипорівнянні з контролем (таблиця 1). слого зменшували кількість пророслих спор у 1,5Таблиця 1 Негативний вплив біхромату калію на формування ростових трубок аскоспорами зморшкових грибів Кількість аскоспор (%) Концентрації розчинів К2Сr2O7 (мг/л) Кількість труВид гриба бок Контроль, H2O Verpa conica Morchella semilibera Morchella conica Morchella steppicola 1 2 1 2 1 2 1 2 3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 25,93 74,07 32,5 67,5 36,11 1,3 45 55 44,44 55,56 57,14 53,85 46,15 62,5 37,5 30 33,33 66,67 28,57 71,43 81,82 36,36 63,64 50 50 60 33,33 66,67 50 50 50 33,33 66,67 60 40 33,33 33,33 66,67 44,44 55,56 50 63,89 42,86 70 18,18 40 50 66,67 50 11,76 40 60 0 66,67 33,34 0 33,34 70,59 60 40 100 33,34 66,67 100 66,67 17,65 0 0 0 0 0 0 0 Примітка. Значення представлені у відсотках від загальної кількості пророслих спор. Критерієм гострої токсичності є пригнічення проростання спор на 50 і більше відсотків у досліді при порівнянні з контролем. Як видно з таблиці 2, відсоток інгібування проростання аскоспор V. соnіса та М. steppicola вже при концентрації 1,3мг/л К2Сr2O7 становить більше 60%, а спори М. semilibera та М. соnіса виявилися чутливими до концентрації 1,5мг/л К2Сr2O7. Таблиця 2 Відсоток зниження чисельності пророслих аскоспор зморшкових грибів розчинами калію двохромовокислого (І) І(%) Концентрації розчинів К2Сr2O7 (мг/л) Verpa соnіса Morchella semilibera Morchella соnіса Morchella steppicola 1,3 63,8 34,2 47,8 63,4 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 3,0 76,0 80,8 63,4 64,1 78,7 82,6 65,4 80,5 80,1 90,3 78,8 80,5 80,1 90,1 76,9 81,6 84,0 91,8 82,8 83,4 89,4 91,6 83,0 83,1 100 100 100 100 7 41752 Таким чином, спори морхеловихгрибів проявили значну чутливість до калію двохромовокислого, а спосіб біотестування забруднення навколишнього середовища полютантами з використанням грибів може бути рекомендований при проведенні біомоніторингу природного середовища. Позитивний ефект проявляється у відсутності патогенних властивостей аскоспор зморшкових грибів (аскоспори не викликають алергічні реакції), а також у відсутності необхідності постійного культивування зморшкових грибів в штучних умовах при проведенні моніторингових досліджень для експрес-аналізу забруднення антропогенно порушеного середовища токсикантами. Джерела інформації: 1. Крайнюкова A. M., Васьковець Л. А., Соколова С. А. та ін. Методика визначення гострої токсичності води на водоростях Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb: КНД 211.1.4.058-97: Затв. Мінекобезпеки України 21.05.97. - Київ, 1997. - 24 с (аналог) 2. Терехова В. А. Биоиндикационное значение микромицетов в экологической оценке водных и наземных экосистем: Автореф. дис. ...д-ра. биол. наук: 03.00.24; 03.00.16/ Моск. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова. - М., 2004. - 48с. (прототип) Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 3. Куткова О. В., Сухомлин М. М. Сучасні дослідження родини Morchellaceae // Матеріали V Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспірантів "Біологічні дослідження молодих учених в Україні" 15-16 вересня 2005року. - Київ: Київський національний університет ім. Т. Шевченка 2005. - С.55-58 4. Кутковая О. В., Сухомлин М. Н., Куринчук О. П. Влияние источников углерода на количество и характер прорастания аскоспор Morchella steppicola // Матер, читань, присвяч. 300-річчю з дня народж. К. Ліннея (Луганськ, 21-25 травня 2007 p.). - Луганськ. - 2007. - «Элтон-2». - С.50. 5. Ainsworth & Bisby's dictionary of the fungi / Ed. K. M. Kirk, P. F. Cannon, J. C. David, J. C. Stalpers. 9 ed. Wallingford: CAB International, 2001. - 655 p. 6. Бисько Н. А., Бухало А. С., Вассер С. П. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре / Под общ. ред. Дудки И. А. - Киев: Наук. думка, 1983. - 312с. 7. Смицкая М. Ф. Флора грибов Украины. Оперкулятные дискомицеты. - К.: Наук. думка, 1980. - 224с. 8. Билай В. И. Основы общей микологии. - К.: Выща шк., 1989. - 392с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601