Влияние донора и ингибитора синтеза монооксида азота на уровень стрессовых метаболитов базидиомицетов в условиях абиотических стрессов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Монооксид азота у грибов принимает участие в процессах размножения, патогенеза и адаптации к условиям окружающей среды. Вещества, влияющие на содержание NO в грибных культурах, оказывают воздействие на ростовые процессы и синтез других метаболитов. Исследовали влияние донора и ингибитора синтеза NO на продукцию стрессовых метаболитов базидиомицетов Lentinus edodes и Grifola frondosa в абиотических стрессовых условиях (высоко- и низкотемпературный шок, недостаток углерода и/или азота в питательной среде). При всех изученных условиях внесение в среду L-NAME (ингибитор синтеза NO) стимулировало, а SNP (нитропруссид натрия, донор NO) подавляло рост грибного мицелия. При этом содержание протекторных стрессовых метаболитов трегалозы, маннита и пролина у обоих базидиомицетов повышалось до 70% на средах с SNP и снижалось до 65% на средах с L-NAME. Наиболее выраженным влияние SNP и L-NAME на рост грибных культур и накопление ими протекторных соединений оказалось при воздействии температурного стресса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Лощинина

ФИЦ Саратовский научный центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: loshchinina@yandex.ru

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов

Россия, 410049 Саратов, просп. Энтузиастов, 13

М. А. Купряшина

ФИЦ Саратовский научный центр РАН

Email: loshchinina@yandex.ru

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов

Россия, 410049 Саратов, просп. Энтузиастов, 13

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние абиотических стрессорных факторов на накопление биомассы глубинными культурами базидиомицетов.

Скачать (35KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение содержания стрессовых метаболитов в мицелии базидиомицетов при голодании и температурном шоке: (a) – трегалоза, (б) – маннит, (в) – пролин.

Скачать (110KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Накопление биомассы глубинных культур базидиомицетов (14 сут) в условиях абиотических стрессов под влиянием SNP и L-NAME.

Скачать (36KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение содержания стрессовых метаболитов в мицелии базидиомицетов под влиянием донора и ингибитора NO: (a) – трегалоза, (б) – маннит, (в) – пролин.

Скачать (100KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 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».