Анотація до роботи:

Ломберг М.Л. Лікарські макроміцети у поверхневій та глибинній культурі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.21 - мікологія.- Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Київ, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню біологічних властивостей культур 52 видів (147 штамів) відділу Basidiomycоtа, відомих своїми лікарськими властивостями. Кількісно охарактеризована радіальна швидкість росту вегетативного міцелію 49 видів (136 штамів) грибів і вивчена її залежність від складу агаризованих поживних середовищ та температури інкубації; визначена життєздатність культур при критичних температурах. При дослідженні культуральних, морфологічних та молекулярно-біологічних характеристик окремих видів встановлені певні маркерні ознаки, важливі для їх ідентифікації та контролю чистоти у культурі, і зокрема при вирішенні критичних питань таксономії видів Hypsizygus marmoreus та Ganoderma lucidum. При дослідженні росту грибів на рідких поживних середовищах вперше встановлені значення кислотності середовища (рН), сприятливі для росту культур Agrocybe aegerita, Grifola frondosa та Hypsizygus marmoreus, охарактеризовані концентрація та вихід міцеліальної біомаси за субстратом у 33 штамів 19 видів у глибинній культурі, підібрані модифікації синтетичних середовищ з глюкозою та умови отримання фізіологічно-активного рідкого інокулюма для 10 практично важливих видів. Обґрунтованість відбору конкретних штамів, перспективних для біотехнології, доведена результатами порівняльних досліджень, проведених у виробничих умовах фірми “Weser-Champignon” (Німеччина). Встановлено, що поряд з традиційним тирсовим субстратом, для культивування ксилотрофних видів грибів найбільш сприятливим альтернативним субстратом із відходів рослинництва України є лушпиння соняшникового насіння.

1. Дослідження росту вегетативного міцелію 52 видів (147 штамів) лікарських базидіоміцетів у поверхневій та глибинній культурі, визначення морфологічних, культуральних, фізіологічних та молекулярно-біологічних ознак вегетативного міцелію та умов відтворення стадії телеоморфи у чистій культурі дозволило отримати нові для науки відомості про біологію окремих видів та створити вагому базу даних для подальшого розвитку нових грибних біотехнологій в Україні.

2. У 136 культур грибів, які належать до 49 видів 27 родів відділу Basidiomycоtа вперше на агаризованих середовищах різного складу визначено радіальну швидкість росту вегетативного міцелію. 23 штами 7 ксилотрофних видів, узагальнена середня швидкість росту яких (V_R) перевищує 8 мм/добу (0,3 мм/год), віднесені до швидкоростучих. Максимальною швидкістю росту відзначаються Pleurotus djamor 1526 (16,9 мм/добу чи 0,7 мм/год), Volvariella volvaceae 1605 (12 мм/добу чи 0,5 мм/год), Ganoderma lucidum 1621 (11,8 мм/добу чи 0,49 мм/год). До повільноростучих культур віднесено 36 штамів 15 видів, які мають узагальнене значення V_R < 4 мм/добу (0,17 мм/год). Серед них культури гумусових сапротрофів та копротрофів родів Psilocybe, Marasmius, Coprinus та досліджені штами таких ксилотрофних видів, як Hericium erinaceus та Hypsizygus marmoreus. Найбільшу групу (49% досліджених культур) становили такі, що ростуть із середньою швидкістю (V_R від 4 до 8 мм/добу або 0,17-0,3 мм/год).

3. Встановлено, що склад агаризованих середовищ впливає на швидкість росту вегетативного міцелію переважної більшості досліджених культур. Для 30% з них визначено одне оптимальне середовище. Для 22%, 15% та 11% штамів однаково сприятливими виявилися два, три та чотири середовища відповідно. Швидкість росту міцелію 22% досліджених макроміцетів статистично не відрізнялася і була однаковою на усіх використаних у роботі органічних, напівсинтетичному та мінеральному середовищах. Ця ознака значною мірою характерна для штамів, віднесених нами до повільноростучих.

4. На швидкість росту міцелію та життєздатність культур різних видів суттєво впливає температурний фактор. Діапазон температур від +26 до +28С визначений як найбільш сприятливий для росту більшості (64%) досліджених культур. Відсоток таких, що добре росли у більш широких діапазонах, а саме від +26 до +30С, або від +20 до +28С становить 14% та 10% відповідно. Температура +30С була оптимальною для окремих штамів видів Pleurotus ostreatus та Peniophora gigantea, які становлять лише 4% від загальної кількості досліджених культур. Для 104 штамів 39 видів досліджена життєздатність при критичних температурах (+4С та +37С) і встановлено, що культури видів Pleurotus djamor та Volvariella volvaceae втрачають життєздатність при +4С, а культури Sсhizophyllum commune, на відміну від усіх інших досліджених видів, здатні активно рости при +37С.

5. Із застосуванням світлової та скануючої електронної мікроскопії встановлено маркерні ознаки на видовому рівні (пряжки, анастомози, кристали на гіфах), які можуть бути використані для ідентифікації та контролю чистоти культур видів Agrocybe aegerita, Auricularia polytricha, A. auricula-judae та Hypsizygus marmoreus. Вперше виявлена наявність хламідоспор та артроконідій на дикаріотичному міцелії малодослідженого лікарського гриба H. marmoreus.

6. За наслідками проведених культурально-морфологічних та молекулярно-біологічних досліджень, включаючи характеристику нуклеотидних послідовностей ITS регіонів рибосомальної ДНК, встановлена належність колекційних штамів H. marmoreus (Peck) H.E. Bigelow (південноазіатського походження) та штаму H. tessulatus (Bull.: Fr.) Singer (північноамериканського походження) до одного й того ж виду – Hypsizygus marmoreus (Peck) H.E. Bigelow.

7. Для 8 видів (12 штамів) лікарських грибів визначені оптимальні для росту вегетативного міцелію значення рН середовища. Вперше ці значення встановлені для культур видів Agrocybe aegerita (рН 6,3), Grifola frondosa (рН 5,0-5,5 та 6,7) та Hypsizygus marmoreus (рН 7,2). Показано, що значення рН середовища, сприятливі для росту вегетативного міцелію окремих видів (Ganoderma lucidum, Grifola frondosa та ін.), можуть бути штамоспецифічною фізіологічною ознакою.

8. В результаті порівняльного дослідження росту та виходу біомаси по субстрату у 33 культур 19 видів базидіальних грибів на рідких синтетичних середовищах з глюкозою відібрані окремі штами видів Agrocybe aegerita, Auricularia polytricha, Ganoderma lucidum, Hericium erinaceus, Lentinula edodes, Pleurotus sajor – caju та Psilocybe cubensis, перспективні для створення біотехнологій, заснованих на глибинному культивуванні продуцентів. Показано доцільність застосування рідкого посівного інокулюма, отриманого методом глибинного культивування для суттєвого (на 30-50%) скорочення часу, необхідного для виробництва посівного міцелію.

9. За комплексом досліджених ознак відібрано перспективні штами нових для грибівництва України видів їстівних та лікарських грибів (Agrocybe aegerita, Auricularia spp., Ganoderma lucidum, Hericium erinaceus, Hypsizygus marmoreus, Flammulina velutipes, Lentinula edodes, Pleurotus spp.), для яких визначені сприятливі умови отримання посівного міцелію (склад та рН агаризованих і рідких середовищ, значення температури), а також показана здатність до плодоношення на щільних субстратах. Дослідження плодоношення 7 штамів Ganoderma lucidum та 3 штамів Hypsizygus marmoreus, проведені в реальних виробничих умовах фірми “Weser-Champignon” (Німеччина), підтвердили обґрунтованість використаних критеріїв відбору.

10. Показано, що із відходів рослинництва України найбільш універсальним та сприятливим субстратом для культивування відібраних видів ксилотрофних макроміцетів є лушпиння соняшникового насіння.

11. За результатами досліджень, проведених у лабораторних та виробничих умовах, складено методичні рекомендації з інтенсивного культивування селектованих штамів нового для європейського грибівництва виду їстівного лікарського гриба Hypsizygus marmoreus.

Публікації автора:

1. Ломберг М.Л. Дослідження Hypsizygus marmoreus (Peck) Bigelow (Agaricales) у культурі // Укр. ботан. журн. - 2002. –Т. 59, N 3 - С. 292-298.

2. Соломко Е.Ф., Ломберг М.Л., Митропольська Н.Ю., Чоловська О.В. Ріст окремих видів лікарських макроміцетів на поживних середовищах різного складу // Укр. ботан. журн. - 2000. – Т. 57, N 2. - С. 119-126.

3. Lomberh M., Buchalo A., Solomko E., Grygansky A., Kirchhoff B. Investigations of mycelium growth and fruit body development of different strains of the beech mushroom Shimeji (Hypsizygus marmoreus Bull.: Fries) Singer // "XV Science and Cultivation of Edible Fungi". - Maastricht (Netherlands). - 2000. – Vol. 2. - P. 763 - 770.

4. Lomberh M.L., Renker C., Buchalo A.S., Solomko E.F., Kirchhoff B., Buscot F. Micromorphological and Molecular Biological Study of Culinary-Medicinal Mushroom Hypsizygus marmoreus (Peck) Bigel. (Agaricomycetideae) // Int. J. Med. Mushr. - 2003. – Vol. 5, N3.- P. 307-312.

5. Lomberh M.L., Solomko E.F., Buchalo A.S., Kirchhoff B. Studies of medicinal mushrooms in submerged culture // 4th Int. Confer. "Mushroom Biology and Mushroom Products": Proc. - Cuernavaca (Mexico). - 2002. - P. 367-378.

6. Moldavan M.G., Grodzinskaya A.A., Solomko E.F., Lomberh M.L., Wasser S.P., Storozhuk V.M. The effect of Psilocybe cubensis extract on hippocampal neurons in vitro // Фізіологічний журн. - 2001. – Т. 47, N 6. – С. 15-23.

7. Moldavan M.G., Solomko E.F., Grodzinskaya A.A., Wasser S.P., Storozhuk V.M., Lomberh M.L. Neurotropic effect of extracts from the hallucinogenic mushroom Psilocybe cubensis (Earle) Sing. (Agaricomycetideae). In vitro studies // Int. J. Med. Mushr.- 2000. - Vol. 2. – P. 329-338.

8. Ломберг М.Л. Сравнительное исследование роста ценного съедобного и лекарственного гриба Hypsizygus marmoreus (Bull.: Fries) Singer на твердых и жидких питательных средах // Тез. докл. 1-го съезда микологов России. – Москва. - 2002. - С. 283.

9. Бухало А.С., Соломко Е.Ф., Митропольська Н.Ю., Григанський А.Ф., Ломберг M.Л. Скрининг культур лекарственных видов базидиальных макромицетов // Мат. I-ой Междунар. конф. "Методологические основы познания биологических особенностей грибов – продуцентов физиологически активных соединений и пищевых продуктов". – Донецк. - 1997.- С. 10-12.

10. Бухало А.С., Соломко Э.Ф., Бисько Н.А., Вассер С.П., Митропольская Н.Ю., Григанский А.Ф., Ломберг М.Л. Исследование культур лекарственных базидиальных макромицетов // Мат. Междунар. конф. "Микология и криптогамная ботаника в Росии: традиции и современность". - Санкт-Петербург. - 2000. – С. 79-81.

11. Бухало А.С., Бісько Н.А., Соломко Е.Ф., Митропольська Н.Ю., Білай В.Т.. Григанський А.П., Поєдинок Н.Л., Ломберг М.Л., Михайлова О.Б. Дослідження культур їстівних та лікарських шапинкових грибів // Мат. XI з’їзду Українського ботанічного товариства – Харків. - 2001. – С. 55-56.

12. Кучеренко О.В., Ломберг М.Л., Соломко Е.Ф. Дослідження лікарського гриба Ganoderma lucidum (Curtis: Fr.) P. Karst. у штучній культурі // Конф. молодих вчених-ботаніків України “Актуальні проблеми ботаніки та екології”. – Ніжин.- 2001.- С. 92-93.

13. Соломко Е.Ф., Ломберг М.Л., Митропольська Н.Ю. Вплив температури та складу поживного середовища на ріст вегетативного міцелію окремих видів лікарських макроміцетів // Тез. доп. X-го з`їзду Українського ботанічного товариства “Проблеми ботаніки і мікології на порозі третього тисячоліття”. - Київ-Полтава. - 1997. - C. 105.

14. Соломко Э.Ф., Ломберг М.Л., Бухало А.С. Разработка условий глубинного культивирования лекарственных видов макромицетов // Мат. Междунар. конф. “Проблемы микробиологии и биотехнологии – Минск. - 1998. - С. 132.

15. Соломко Э.Ф., Ломберг М.Л. Перспективы использования лечебно-профилактических свойств культивируемых грибов в 21 веке // Мат. наук.-практ. конф. "Нові технології при вирішенні медико-екологічних проблем". – Київ. - 2000.– С. 84-87.

16. Соломко Э.Ф., Ломберг М.Л., Балагура А.Н. Альтернативные субстраты для культивирования лекарственных грибов // Мат. 3-го всероссийского конгресса "Успехи медицинской микологии". – Москва. - 2005. – Т. 5. - С. 223-226.

17. Lomberg M.L., Solomko E.F., Kucherenko O.V., Kleschenko P.N. Some medicinal mushrooms in submerged culture // An іnt. confer. "Perspective of medicinal mushrooms in health care and nutrition in the 21^st century": Abstr. - Київ. - Int. J. Med. Mushr. - 2001. – Vol. 3, N 2-3. – P. 176.

18. Moldavan M.G., Grodzinskaya A.A., Wasser S.P., Solomko E.F., Lomberg M.L., Storozhuk V.M. Hallucinogenic mushrooms extracts effect on hippocampal pyramidal neurons // Bogomoletz-Nencki meeting: Abstr.- Sulejow (Poland). - 2001.

19. Moldavan M.G., Grodzinskaya A.A., Wasser S.P., Solomko E.F., Lomberh M.L., Storozhuk V.M. Neutropic action of Amanita and Psilocybe mushrooms extract // IXth Latin American Congress of Mycology "Studies on the Latin American Fungi": Abstr.- Xalapa (Mexico). - 2002. - P. 546.

20. Solomko E.F., Buchalo A.S., Lomberh M.L. Submerged culture of medicinal mushrooms // XIV Congress of European mycologists: Abstr.- Ялта.–2003. - P. 106.