Особенности формирования микобиоты на каменных памятниках Санкт-Петербурга по данным метагеномного и культурального исследования

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Грибы играют важную роль в колонизации и биоповреждении каменных памятников на открытом воздухе. Это исследование существенно дополняет данные о разнообразии грибов в литобионтных сообществах за счет использования метагеномного анализа. Показано, что микобиота надгробных памятников в историческом центре Санкт-Петербурга имеет сложную структуру. Существуют разные комплексы видов, имеющих различное происхождение и пути попадания в памятники. Комплекс доминирующих грибов в САБ на мраморе и граните Санкт-Петербурга формируют темноокрашенные микромицеты. Абсолютным доминантом во всех выборках был вид Knufia karalitana по метагеномным данным и Aureobasidium pullulans по культуральным данным. Использование двух методологических подходов указывает на целесообразность сочетания культуральных и молекулярно-генетических методов, позволяющих получить наиболее полную картину формирования литобионтных сообществ. Сезон и тип биопленки имеют ключевое значение для обилия и разнообразия микромицетов на поверхности камня. Показано, что тип породы имеет минимальное значение для разнообразия грибов на каменном памятнике.

Об авторах

К. В. Сазанова

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет; Архив Российской академии наук, Санкт-Петербургское отделение

Email: ksazanova@binran.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург

М. С. Зеленская

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: marsz@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

О. А. Павлова

ООО Бигль

Email: kmitry.vlasov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. Ю. Власов

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: beagle07@bk.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Burford E., Kierans M., Gadd M. Geomycology: fungi in mineral substrata. Mycologist. 2003. V. 17. P. 98–07. https://doi.org/10.1017/S0269-915X(03)00311-2
  2. Cappitelli F., Principi P., Pedrazzani R. et al. Bacterial and fungal deterioration of the Milan cathedral marble treated with protective synthetic resins. Sci. Total Environ. 2007. V. 385. P. 172–181. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.06.022
  3. Dakal T.C., Arora P.K. Evaluation of potential of molecular and physical techniques in studying biodeterioration. Rev. Environ. Sci. BioTechnol. 2012. V. 11. P. 71–104. https://doi.org/10.1007/s11157-012-9264-0
  4. De Leo F., Antonelli F., Pietrini A.M. et al. Study of the euendolithic activity of black meristematic fungi isolated from a marble statue in the Quirinale Palace’s Gardens in Rome, Italy. Facies. 2019. V. 65. https://doi.org/10.1007/s10347-019-0564-5
  5. De Leo F., Marchetta A., Urzì C. Black fungi on stone-built heritage: Current knowledge and future outlook. Appl. Sci. 2022. V. 12. (3969). https://doi.org/10.3390/app12083969
  6. De Leo F., Urzi C. Microfungi from deteriorated materials of cultural heritage. In: Fungi from different substrates. Misra J.K. et al. (eds). CRC Press, Taylor and Francis group, N.Y., 2015, pp. 144–158.
  7. Farooq M., Hassan M., Hassan M. et al. Mycobial deterioration of stone monuments of Dhamarajika, Taxila. J. Microbiol. Experimentation. 2015. V. 2 (1). P. 29–33. https://doi.org/10.15406/jmen.2015.02.00036
  8. Fungal sequencing and classification with the ITS metagenomics protocol. 2018. https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/ appnotes/its metagenomics-app-note-1270-2018-001-web.pdf.
  9. Fungal metagenomic sequencing. demonstrated protocol. 2019. https://support.illumina.com/content/dam/illuminasupport/documents/documentation/chemistry_ documentation/metagenomic/fungal-metagenomic-demonstrated-protocol-1000000064940-01.pdf.
  10. González J.M., Sáiz-Jiménez C. Application of molecular nucleic acid-based techniques for the study of microbial communities in monuments and artworks. Int. Microbiol. 2005. V. 8. P. 189–194.
  11. Gorbushina A. Life on the rocks. Environ. Microbiol. 2007. V. 9. P. 1613–1631. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2007.01301.x.
  12. Gorbushina A.A., Vlasov D.Yu., Lyalikova N.N. et al. Microbial communities on the monuments of Moscow and St. Petersburg: Biodiversity and trophic relations. Microbiology. 2002. V. 71 (3). P. 350–356.
  13. Isola D., Bartoli F., Meloni P. et al. Black fungi and stone heritage conservation: ecological and metabolic assays for evaluating colonization potential and responses to traditional biocides. Appl. Sci. 2022. V. 12 (2038). https://doi.org/10.3390/app12042038
  14. Isola D., Zucconi L., Onofri G.S. et al. Extremotolerant rock inhabiting black fungi from Italian monumental sites. Fungal Diversity. 2016. V. 76. P. 75–96. https://doi.org/10.1007/s13225-015-0342-9
  15. Kirtsideli I.Yu., Kazanova A.V., Lazarev P.A. et al. Development of rock-inhabiting microfungi on artificial (synthetic) marble sculptures in the Summer Garden (St. Petersburg). In: Biogenic-abiogenic interactions in natural and anthropogenic systems / O.V. Frank-Kamenetskaya etc. (eds). Springer, N.Y. etc., 2016, pp. 393–401.
  16. Kurakov A.V., Somova N.G., Ivanovskii R.N. Micromycetes populating limestone and red brick surfaces of the Novodevichii convent masonry. Microbiology. 1999. V. 68 (2). P. 273–282 (in Russ.).
  17. Liu X., Koestler R.J., Warscheid T. Microbial deterioration and sustainable conservation of stone monuments and buildings. Nat. Sustain. 2020. V. 3. P. 991–1004. https://doi.org/10.1038/s41893-020-00602-5
  18. Mang S.M., Scrano L., Camele I. Preliminary studies on fungal contamination of two rupestrian churches from Matera (Southern Italy). Sustainability. 2020. V. 12 (6988). https://doi.org/10.3390/su12176988
  19. Mihajlovski A., Seyer D., Benamara H. et al. An overview of techniques for the characterization and quantification of microbial colonization on stone monuments. Ann. Microbiol. 2015. V. 65. 1243–1255. https://doi.org/10.1007/s13213-014-0956-2
  20. Onofri S., Zucconi L., Isola D. et al. Rock-inhabiting fungi and their role in the deterioration of stone monuments in the Mediterranean area. Plant Biosyst. 2014. V. 148 (2). P. 384–391. https://doi.org/10.1080/11263504.2013.877533
  21. Ortega-Morales B.O., Narváez-Zapata J., Reyes-Estebanez M. et al. Bioweathering potential of cultivable fungi associated with semi-arid surface microhabitats of Mayan buildings. Front. Microbiol. 2016. V. 7 (201). https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00201
  22. Paiva D.S., Fernandes L., Trovão J. et al. Uncovering the fungal diversity colonizing limestone walls of a forgotten monument in the central region of Portugal by high-throughput sequencing and culture-based methods. Appl. Sci. 2022. V. 12. P. 10650. https://doi.org/10.3390/app122010650
  23. Salvadori O., Municchia A.C. The role of fungi and lichens in the biodeterioration of stone monuments. The Open Conference Proceeding Journal. 2015. N 6 (Suppl 1: M 4). P. 70–82. https://doi.org/10.2174/2210289201607020039
  24. Santo A.P., Cuzman O.A., Petrocchi D. et al. Black on white: microbial growth darkens the external marble of Flo-rence Cathedral. Appl. Sci. 2021. 11. 6163. https://doi.org/10.3390/app11136163
  25. Sazanova K.V., Zelenskaya M.S., Vlasov A.D. et al. Microorganisms in superficial deposits on the stone monuments in St. Petersburg. Microorganisms. 2022. V. 10. P. 316. https://doi.org/10.3390/microorganisms10020316
  26. Sazanova K.V., Zelenskaya M.S., Bobir S.Yu. et al. Micromycetes in biofilms on stone monuments of Saint Petersburg. Mikologiya i fitopatologiya. 2020. V. 54 (5). P. 329–339. https://doi.org/10.31857/S0026364820050104
  27. Suihko M.L., Alakomi H.L., Gorbushina A. et al. Characterization of aerobic bacterial and fungal microbiota on surfaces of historic Scottish monuments. Syst. Appl. Microbiol. 2007. V. 30. P. 494–508. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2007.05.001
  28. Trovãoa J., Portugala A., Soaresa F. et al. Fungal diversity and distribution across distinct biodeterioration phenomena in limestone walls of the old cathedral of Coimbra, UNESCO World Heritage Site. International Biodeterioration and Biodegradation. 2019. V. 142. P. 91–102. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2019.05.008
  29. Villa F., Stewart P.S., Klapper I. et al. Subaerial biofilms on outdoor stone monuments: Changing the perspective toward an ecological framework. BioSci. 2016. V. 66. P. 285–294. https://doi.org/10.1093/biosci/biw006.
  30. Vladimirov I.A., Matveva T.V., Lutova L.A. Real-time RCR for agrobacteria distribution study. Galanika, SPb., 2014.
  31. Vlasov D.Yu., Zelenskaya M.S., Frank-Kamenetskaya O.V. Micromycetes on marble monuments of Alexander-Nevskaya lavra Museum necropolises (Saint Petersburg). Mikologiya i fitopatologiya. 2002. V. 36 (3). P. 7–10 (in Russ.).
  32. Wollenzien U., de Hoog G.S., Krumbein W.E. et al. On the isolation of microcolonial fungi occurring on and in marble and other calcareous rocks. Sci. Total Environ. 1995. № 167. P. 287–294.
  33. Zhang Y., Su M., Wu F. et al. Diversity and composition of culturable microorganisms and their biodeterioration potentials in the Sandstone of Beishiku Temple, China. Microorganisms. 2023. V. 11. P. 429. https://doi.org/10.3390/ microorganisms11020429
  34. Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Франк-Каменецкая О.В. (Vlasov et al.) Микромицеты на мраморных памятниках музейных некрополей Александро-Невской Лавры (Санкт-Петербург) // Микология и фитопатология, 2002. Т. 36. № 3. С. 7–10.
  35. Горбушина А.А., Ляликова Н.Н., Власов Д.Ю. и др. (Gorbushina et al.) Микробные сообщества на мраморных памятниках Санкт-Петербурга и Москвы: видовой состав (разнообразие) и трофические взаимодействия // Микробиология. 2002. Т. 71. № 3. С. 409–417.
  36. Кураков А.В., Сомова Н.Г., Ивановский Р.Н. (Kurakov et al.) Микромицеты – обитатели поверхности белокаменных и кирпичных сооружений Новодевичьего монастыря // Микробиология. 1999. Т. 68. № 2. С. 273–282.
  37. Сазанова К.В., Зеленская М.С., Бобир С.Ю. и др. (Sazanova et al.) Микромицеты в биопленках на каменных памятниках Санкт-Петербурга // Микология и фитопатология. 2020. Т. 54. № 5. С. 329–339.

Дополнительные файлы


© K.V. Sazanova, M.S. Zelenskaya, O.A. Pavlova, D.Yu. Vlasov, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах