Effect of the nitrogen monoxide synthesis donor and inhibitor on the stress metabolites level of basidiomycetes under abiotic stress conditions

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Nitrogen monoxide in fungi participates in the processes of reproduction, pathogenesis and adaptation to environmental conditions. Substances that affect the NO content in fungal cultures have an effect on growth processes and the synthesis of other metabolites. The effect of a donor and an inhibitor of NO synthesis on the production of stress metabolites of basidiomycetes Lentinus edodes and Grifola frondosa under abiotic stress conditions (high- and low-temperature shock, lack of carbon and/or nitrogen in the nutrient medium) was studied. Under all the conditions studied, the introduction of L-NAME (NO synthesis inhibitor) into the medium stimulated, and SNP (NO donor) suppressed the growth of fungal mycelium. At the same time, the content of the protective stress metabolites trehalose, mannitol and proline in both basidiomycetes increased to 70% in media with SNP and decreased to 65% in media with L-NAME. The most pronounced effect of SNP and L-NAME on the growth of fungal cultures and their accumulation of protective compounds turned out to be under the influence of temperature stress.

全文:

受限制的访问

作者简介

Е. Loshchinina

Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: loshchinina@yandex.ru

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

俄罗斯联邦, prosp. Entuziastov 13, Saratov 410049

М. Kupryashina

Russian Academy of Sciences

Email: loshchinina@yandex.ru

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

俄罗斯联邦, prosp. Entuziastov 13, Saratov 410049

参考

  1. Rinker D.L. Spent mushroom substrate uses // Edible and medicinal mushrooms: technology and applications / Eds. Zied D.C., Pardo-Giménez A. John Wiley & Sons, 2017. P. 427–454.
  2. Iordachescu M., Imai R. Trehalose and abiotic stress in biological systems // Abiotic stress in plants – mechanisms and adaptations / Shanker A. Rijeka, Croatia: InTechPublisher, 2011. P. 215–234.
  3. Феофилова Е.П. Биохимическая адаптация грибов к температурному стрессу // Микробиология. 1994. Т. 63. № 5. С. 757–776.
  4. Ocón A., Hampp R., Requena N. Trehalose turnover during abiotic stress in arbuscular mycorrhizal fungi // New Phytologist. 2007. V. 174. P. 879–891.
  5. Феофилова Е.П., Усов А.И., Мысякина И.С., Кочкина Г.А. Трегалоза: особенности химического строения, биологические функции и практическое значение // Микробиология. 2014. Т. 83. № 3. С. 271–271.
  6. Solomon P.S., Waters O.D.C., Oliver R.P. Decoding the mannitol enigma in filamentous fungi // Trends Microbiol. 2007. V. 15. № 6. P. 257–262.
  7. Patel T.K., Williamson J.D. Mannitol in plants, fungi, and plant–fungal interactions // Trends Plant Sci. 2016. V. 21. № 6. P. 486–497.
  8. Kaya C., Ashraf M., Alyemeni M.N., Corpas F.J., Ahmad P. Salicylic acid-induced nitric oxide enhances arsenic toxicity tolerance in maize plants by upregulating the ascorbate–glutathione cycle and glyoxalase system // J. Hazard. Mater. 2020. V. 399. № 15. P. 123020.
  9. Ahanger M.A., Aziz U., Alsahli A.A., Alyemeni M.N., Ahmad P. Influence of exogenous salicylic acid and nitric oxide on growth, photosynthesis, and ascorbate–glutathione cycle in salt stressed Vigna angularis // Biomolecules. 2020. V. 10. № 1. P. 42.
  10. Глянько А.К., Васильева Г.Г. Активные формы кислорода и азота при бобово-ризобиальном симбиозе (обзор) // Прикл. биохим. и микробиол. 2010. Т. 46. № 1. С. 21–28.
  11. Bhat J.A., Ahmad P., Corpas F.J. Main nitric oxide (NO) hallmarks to relieve arsenic stress in higher plants // J. Hazard. Mater. 2021. V. 406. № 15. P. 124289.
  12. Cánovas D., Marcos J.F., Marcos A.T., Strauss J. Nitric oxide in fungi: is there NO light at the end of the tunnel? // Curr. Genet. 2016. V. 62. P. 513–518.
  13. Zhao Y., Lim J., Xu J., Yu J.H., Zheng W. Nitric oxide as a developmental and metabolic signal in filamentous fungi // Mol. Microbiol. 2020. V. 113. № 5. P. 872–882.
  14. Kong W.-W., Huang C.-Y., Chen Q., Zou Y.-J., Zhang J.-X. Nitric oxide alleviates heat stress-induced oxidative damage in Pleurotus eryngii var. tuoliensis // Fungal Genet. Biol. 2012a. V. 49. № 1. P. 15–20.
  15. Kong W.-W., Huang C.-Y., Chen Q., Zou Y.-J., Zhao M.-R., Zhang J.-X. Nitric oxide is involved in the regulation of trehalose accumulation under heat stress in Pleurotus eryngii var. tuoliensis // Biotechnol. Lett. 2012b. V. 34. P. 1915–1919.
  16. Song N.-K., Jeong C.-S., Choi H.-S. Identification of nitric oxide synthase in Flammulina velutipes // Mycologia. 2000. V. 92. № 6. P. 1027–1032.
  17. Wang J., Higgins V.J. Nitric oxide has a regulatory effect in the germination of conidia of Colletotrichum coccodes // Fungal Genet. Biol. 2005. V. 42. P. 284–292.
  18. Gu L., Zhong X., Lian D., Zheng Y., Wang H., Liu X. Triterpenoid biosynthesis and the transcriptional response elicited by nitric oxide in submerged fermenting Ganoderma lucidum // Process Biochem. 2017. V. 60. P. 19–26.
  19. Kienle I., Burgert M., Holzer H. Assay of trehalose with acid trehalase purified from Saccharomyces cerevisiae // Yeast. 1993. V. 9. № 6. P. 607–611.
  20. Ковардаков С.А., Изместьева М.А., Шмелева В.Л. Содержание маннита, хлорофилла а и сухого вещества в тканях Lainaria saccarina (L.) при выращивании на разной глубине // Экол. моря. 2000. Т. 50. С. 32–36.
  21. Шихалеева Г.Н., Будняк А.К., Шихалеев И.И., Иващенко О.Л. Модифицированная методика определения пролина в растительных объектах // Вісник Харків. нац. універ-ту ім. В.Н. Каразіна. Сер. біол. 2014. Т. 21. № 1112. С. 168–172.
  22. Сергеева Я.Э., Галанина Л.А., Феофилова Е.П. О новой функции трегалозы и об особенностях липидообразования у мицелиальных грибов // Микробиология. 2010. Т. 79. № 4. С. 470–474.
  23. Rubio-Texeira M., Van Zeebroeck G., Thevelein J.M. Trehalose metabolism: Enzymatic pathways and physiological functions // The Mycota (A Comprehensive treatise on fungi as experimental systems for basic and applied research). V. III. Biochemistry and Molecular Biology. Cham: Springer, 2016. P. 191–277.
  24. Hottiger T., De Virgilio C., Hall M.N., Boller T., Wiemken A. The role of trehalose synthesis for the acquisition of thermotolerance in yeast. II. Physiological concentrations of trehalose increase the thermal stability of proteins in vitro // Eur. J. Biochem. 1994. V. 219. P. 187–193.
  25. Tereshina V.M. Thermotolerance in fungi: the role of heat shock proteins and trehalose // Microbiology. 2005. 74. № 3. P. 247–257.
  26. Zhao X., Song X., Li Y., Yu C., Zhao Y., Gong M., Shen X., Chen M. Gene expression related to trehalose metabolism and its effect on Volvariella volvacea under low temperature stress // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 1–14.
  27. Ianutsevich E.A., Danilova O.A., Groza N.V., Kotlova E.R., Tereshina V.M. Heat shock response of thermophilic fungi: membrane lipids and soluble carbohydrates under elevated temperatures // Microbiology. 2016. V. 162. № 6. P. 989–999.
  28. Iwamoto K., Shiraiwa Y. Salt-regulated mannitol metabolism in algae // Marin. Biotechnol. 2005. V. 7. № 5. P. 407–415.
  29. Calmes B., Guillemette T., Teyssier L., Siegler B., Pigné S., Landreau A., Iacomi B., Lemoine R., Richomme P., Simoneau P. Role of mannitol metabolism in the pathogenicity of the necrotrophic fungus Alternaria brassicicola // Front. Plant Sci. 2013. V. 4. P. 1–18.
  30. Kishor P.B.K., Sreenivasulu N. Is proline accumulation per se correlated with stress tolerance or is proline homeostasis a more critical issue? // Plant Cell Environ. 2014. V. 37. P. 300–311.
  31. Liang X., Zhang L., Natarajan S.K., Becker D.F. Proline mechanisms of stress survival // Antioxid. Redox Signal. 2013. V. 19. № 9. P. 998–1011.
  32. Chen C., Dickman M.B. Proline suppresses apoptosis in the fungal pathogen Colletotrichum trifolii // Proceed. Nat. Acade. Sci. 2005. V. 102. № 9. P. 3459–3464.
  33. Guo S., Yao Y., Zuo L., Shi W., Gao N., Xu H. Enhancement of tolerance of Ganoderma lucidum to cadmium by nitric oxide // J. Basic Microbiol. 2016. V. 6. № 1. P. 36–43.
  34. Yu Y., Yang Z., Guo K., Li Z., Zhou H., Wei Y., Li J., Zhang X., Harvey P., Yang H. Oxidative damage induced by heat stress could be relieved by nitric oxide in Trichoderma harzianum LTR-2 // Curr. Microbiol. 2015. V. 70. № 4. P. 618–22.
  35. Asgher M., Per T.S., Masood A., Fatma M., Freschi L., Corpas F.J., Khan N.A. Nitric oxide signaling and its crosstalk with other plant growth regulators in plant responses to abiotic stress // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. № 3. P. 2273–2285.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The influence of abiotic stress factors on the accumulation of biomass by deep cultures of basidiomycetes.

下载 (35KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Changes in the content of stress metabolites in the mycelium of basidiomycetes during starvation and temperature shock: (a) – trehalose, (b) – mannitol, (c) – proline.

下载 (110KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Accumulation of biomass of deep cultures of basidiomycetes (14 days) under conditions of abiotic stress under the influence of SNP and L-NAME.

下载 (36KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Changes in the content of stress metabolites in the mycelium of basidiomycetes under the influence of a donor and inhibitor of NO: (a) – trehalose, (b) – mannitol, (c) – proline.

下载 (100KB)
索引源数据

版权所有 © The Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».