Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микромицеты субстратов, используемых при культивировании AGARICUS BISPORUS (J. LANGE) IMBACH

ВАК РФ 03.00.24, Микология

Автореферат диссертации по теме "Микромицеты субстратов, используемых при культивировании AGARICUS BISPORUS (J. LANGE) IMBACH"

р\ ь

о, Г.ЕН

российская акадЬмия наук

БОТАНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени В. Л. КОМАРОВА

На правах рукописи

НУГАЕВА Наталья Дмитриевна

МИКРОМИЦЕТЫ СУБСТРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ AGAHICUS BISPORUS (J. LANGE) IMBACH.

Специальность: 03.00.24 — Микология

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 11Н14

Работа выполнена в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова Российской Академии Наук.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Б. А. Томилин.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук, профессор Н. П. Черепанова; доктор биологических наук, профессор Л. В. Гарибова.

Ведущая организация — Московский Государственный Университет нм. М. В. Ломоносова.

Защита состоится * Iчем г. в /¿»'"часов

на заседании специализированного Совета Д. 002.46.01 при Ботаническом институте им. В. Л. Комарова Российской Академии Наук (197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ботанического института Российской Академии Наук.

Автореферат разослан «.. ^.. ,» ■-19д4 г.

Учены! секретарь -специализированного Совета, кандидат биологических наук

О. Я. Чаплыгина

1. Сбщая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Шампиньон двуспоровый - Agaricus bisporus ( J. Lange) Intoaoh является одним из наиболее известных и широкораспространенных видов съедобных грибов ( Еассер, 1985; Дудка, Вассер, 19ß7; Chang, 19С1) и занимает первое место в мире по объему продукции (75Z объема мирозого производства культивируемых грибов) ( Boomiathan, Reddy, 1992). Ксследования, направленные на создание более совершенных технологий для получения высоких урожаев грибов, посвящены изучении влияния целого ряда абиотических и биотичееских фзоторов на процессы развития мицелия в субстрате и плодообразования A. bisporus.

Одним из основных биотических факторов, о^азываювдх влияние на развитие A. bisporus, являются микромицеты. Предшествующие работы ( Hayes, 1969; Stoller, 1978; Гарибова, 1982; Би-лай, 1986; Щумская, Гарибова, 1986) внесли значительный вклад в изучение данного вопроса и,вместе с тем,обозначили ряд проблем, требухких дальнейшего исследования. В частности, остается неизученным вопрос о микромицетах, колонизируют;гх гифосферу А. bisporus и оказывающих чно^офакторное действие на макромицет d процессе его развития. Поскольку микромицеты, населяющие гифосферу А. bisporus, вносятся с субстратом (компостом и торфяной почвой), представляется необходимым изучение не отдельных компонентов субстрата (как это делалось ранее), а - одновременное комплексное изучение микобиоты компостного, пограничного и торфяного слоев шампиньонного субстрата

Крайне немногочисленны сведения о микромицетах в зерновом шампиньонном субстрате. Никромицеты, колонизирующие зерновой шампиньонный субстрат, влияют на развитие мицелия A. bisporus не только на зерне, но и при посадке такого материала в компост, что представляет как научный, так и практический интерес.

- г -

Повышение урожайности Л. Ыэрогиз с помощью нетрадиционных питательных добавок в субстрат является одним из направлений в совершенствовании технологий культивирования. Поскольку повышение питательной ценности субстрата влияет на численность микроскопических грибог, оказывающих воздействие на раззитие А. Ыэрогиз, существенным язляется установление взаимосвязи между количеством вносимых питательных добавок, урожайностью и динамикой численности ыикромицетов.

Все вышеизложенное определило необходимость изучения мик-ромицеюв в компосто-торфяком и зерновом субстратах. . При этом компостпо-торфяной субстрат впервые был исследован по всему профилю Iкомпостный, пограничный и торфяной слои).

Цели и задачи исследования. Цель данной работы заключа- ' лась в изучении ыикромицетов шампиньонных субстратов (компост-но-торфяного и зернового) в процессе развития А. Ызрогиэ.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить видовой состав микромицзтов зернового и ком-постно-торфяного субстратов.

2. Установить динамику численности, видового состава и структуру комплексов ыикромицетов в компостно-торфяном субстрате в процессе культивирования, А. Ызрогиэ.

3. Выявить определенные зколого-трофнческие группы микромицзтов в комностно-торфяном субстрате с использованием ряда микробиологических методов исследования.

4. Установить динамику численности, видового состава и структуру комплексов микромицетов в гифосфере А. Ь1Брогиз, а также изучить влияние доминирующих видов на разытие шампиньона двуспорового.

5. Изучить влияние питательных дрожжевых препаратов "Александрина" и "Элита" на урожайность А. Ыгрогиэ. Установить взаимосвязь между урожайностью и динамикой численности микромицртов в шампиньонном субстрате.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование еидового состава микромицетов зернового и ком-постно-торфяногс шампиньонных субстратов. Изучение микромицетов в компостно-торфяном субстрате осуществлялось с использованием целого ряда микробиологических методов исследования. В

результате нами было выделено 59 видов грибов, ранее в данном субстрате не указывавшихся; а также - 2 вида впервые обнаруженные на территории России.

Впервые с помощью метода мембранных фильтров проведено изучение гифосферы А. bisporus и микромицетов, ее колонизаторов; установлена связь между динамикой численности микромицетов и изменениями мицелия в морфогенезе А. bisporus.

На основе полученных данных предложена схема-граф эколо-го-морфологических связей между А. bisporus и микромицетами, колонизирующими его мицелий, что имеет непосредственное отношение к разработке новых методов контроля за развитием А. bisporus. Предложена Бекторная математическая модель развития шампиньона двуспорового.

Разработан метод внесения препаратов "Александрина" и "Элита", повышающих урожайность А. bisporus, установлении корреляции между урожайностью шампиньона двуспоровсго и динамикой численности микромицетов в субстрате.

Практическая ценность работы. Предложенная векторная математическая модель развития шампиньона двуспорового может быть использована при оценке пригодности субстрата, а также при отборе продуктивных штаммов Agaricus bisporus.

Установленная взаимосвязь между морфологическим изменением мицелия Д. bisporus и численностью микромицетов может быть применена при биомониторинге развития шампиньона двуспорового.

В торфе,который используется как при культивировании шампиньонов, а также - в качестве удобрения в сельском хозяйстве, обнаружен вид Phytophthora megasperma Drechsler - патоген большого числа цветковых растений; указанное обстоятельство ткет непосредственное отношение к вопросам фитопатологии.

На основании полученных результатов работы по впервые испытанным питательным добавкам "Александрина" и "Элита" подготовлены рекомендации; которые переданы в Производственное Объединение "Лето" (С- Пэтербург). В результате внедрения данных предложений получен экономический эффект, составляющий 50 руб. прибыли на 1 руб. затрат (данные на май 1993 г.).

Апробация работа Основные положения работы докладывались на IV Молодежной конференции ботаников С-Пэтербурга

(СШ, 1992); на IV Всесоюзной научной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Пульно, 1092); на конференции Ботаников стран СНГ "Актуальные проблемы ботаники" (Кировск, 1993); на V Молодежной конференции ботаников С-Штербурга (СПб, 1994), на заседаниях Лаборатории Экологии грибов БИН РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, 4 - находятся в печати.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на^/^ страницах машинописного текста и состоит из В глав, взедения, заключения, выводов, списка литературы, включающэго Л/i наименований, в том числе работ /34 иностранных авторов, и приложения. Текст иллюстрировантаблицами, J7/" рисунками,^? фотографиями.

Объекты и методы исследования. Исследования проводились в 1Р02-1994 гг. на Сазе шампиньонных комплексов Производственного Объединения "Лете" (С-Петербург) и совхоза "Заречье" (Московок, обл.).

Объектами исследований служили микромицеты, выделенные из двух вампиньенных субстратов: зернового и юэмпостно-торфяного субстратов до и после внесения в них мицелия А. bisporus. Зерновой субстрат - стерильные распаренные верна пшеницы с иноку-люыэм саыпгашона двуспорового. Компостно-торфяной субстрат -синтетический коилост (основа - пшеничная солома и куриный по-ы0т) и покровная торФЯкач почва (основа - верховой торф). Отбор проб для микологического анализа проводился в течении всего периода развития А. bisporus по профшьо компостно-торфяного субстрата (ценностный, пограничный, торфяной сл-и) в соответствии с оОгрпрпнлтьыи методиками.

Численность ыжремицетов учитывали методом почвенных разведений на аглриэовшшой среде Чапека (Звягинцев, 1966; Литвинов, 1969). Для выявления специфически:: эколого-трофических групп гриОоз в компост но-тогфгно!,! субсарате были использованы дополнительна изтода:, isioä изучения термофильных грибов (АрШя, 1SS3;' Рнлай, Захарченко, 1987); метод мембранных фильтрсв (Лагутина и Д£>., 1S02) - для изучения микромицет.ов гифосферы А. bisporus; метод приманок и селективных сред (Tsäo. Guy, 1977; Бедеияпина, 1992) - для выделения микромицетов-ко-дониэаторов растительных приманок иэ классов Oomyoetes и Zygomycetes; метод инициированного микробного сообщества

(Гузев и др., i960) •• для изучения амилолитической группы микромицетов; метод накопительных культур (Билай, За-харченко, 1987) - для выявления целлюлозолитической группы грибов.

Дня характеристики структуры комплексов микромицетов использовали показатели "пространственной" и "временной" частоты встречаемости (Tresner et al., 1954; Нирчинк и др., 1981). Сходство комплексов микромицетов в компостно-торфяном субстрате и в гифосфере Л. bisporus определяли по методу Сьоренсена - Чекановокого (Емидт, 1980); коэффициент корреляции - по Пирсону (Андерсон, 1963).

Типы взаимоотношений меаду мицелием A. bisporus и доминирующая видами микромицетов изучали модифицированным методом агаровых блоков (Шумская, 1987); влияние микромицетов на процесс плодообразования A. bisporus - внесением споровых суспензий видов в стерильный торфяной слой. Питательные добавки в различных концентрациях вносили в торфяной слой в период гоб-тировки (Нугаева, Алексеева, 1992).

Идентификацию микромицетов проводили на основании их мор-фолого-культуральных признаков, руководствуясь трудами отечественных и зарубежных авторов.

Шлученные данные обработаны на IBM РС/АТ-286 по комплексу программ, адаптированных в соответствии с целью и задачами исследования, ¡^тематическая модель развития А. Ыгрогиз разработана под руководством к. т. н. ¡L И. Воробьева (ЕНИИСХМ, С-Штербург): в основу ее положены представления о последовательности структурных изменения в морфогенезе A. bisporus и полученные данные по плотности колонизации мтщелием шампиньона двуспорового мембранных фильтров при инкубаадш в субстрате.

Результаты исследований.

1. Таксономический состав микромицетов в зерновом и ком-постно-торфяном пампильонных субстратах.

Из 402 образцов зернового и комлостно-торфяного субстратов вьщелено 1010 изолятов микромицетов, относящихся к 139 видам из 48 родов, 13 семейств, 4 классов. В зерновом субстрате выявлено 13 видов микромицетов; в компостно-торфяном - 138.

Впервые для компостно-торфяного субстрата приводятся све-

дения о 59 видах микрсмицетов: из них к роду Pénicillium относятся 12 видов, к роду Acre mon]um - 5, к родам Mortierella и Cladosporium - по 4 вида, остальные 25 родов представлены 1-3 видами. Phytophthora megas ранга Drechsler и Cladobotryum mul-tiseptatum de Hoog - впервые обнаружены на территории России.

Наиболее разнообразной по видовому составу в исследуемых субстратах оказалась группа несовершенных грибов, представленная 112 видами (81Z от общего числа выделенных видов) из 36 родов, относящихся к 4 семействам (Monlliaceae. Dematlaceae, 3tllbellacoae, Tubercularlaceao). Среди представителей данной группы преобладали микромицеты семейства Kfonlliaceae - 84 вида, в основном, благодаря видовому разнообразию рода Pénicillium - 39 видов. К семействам Dematlaceae относятся 22 вида; Stilbellaceae - 2 вида; Tubercularlaceaa - 4 вида.

Следует отметить, что в компостно-торфяном субстрате впервые обнаружены виды класса Oomycetes - б видов: Aphanomyces cochlioicies Drechsler, Pythium irreguläre Buisman, P. spinosum Savada, P. ultimum Trow var. ultimum, Phytophthora gonapodyides (Petersen) Buisman, Ph. megasperma.

Класс Zygomycetes представлен 15 видами из 7 родов. Наибольшее число видов относится к роду Mortierella - 5 видов.

Класс Ascomycetes представлен 5 видами из 2 родов. Наибольшее число видов относится к роду Chaetomium - 4 вида.

На поверхности торфяного слоя обнаружены 5 видов макроми-цетов ив классов Basidiomycetes и Ascomycetes ( из них Panaeolus retirugis (Fr.) Gill и Peziza badiakfer. впервые выявлены для данного субстрата).

II. Микромицеты зернового шампиньонного субстрата.

Установлено, что присутствие микроскопических грибов в посадочном зерновом шампиньонном субстрате приводит к снижению качества и сокращению выхода продукции, поскольку вамедля-ется развитие Agarlcus bisporus как на зерне, так и при посадке его в компост.

Ив 13 видов микромицетов, выявленных в верновзм шампиньонном субстрате, 3 вида - Aspergillus niger van Tleghem, A. flavus Link: Fr. var. flavus, Pénicillium verrucosum

Dierckx var. cyclopium Samson, Stolk et Hadlok - имеют наиболее высокую частоту встречаемости - от 12Х до 24Х и проявляют резко выраженный антагонизм по отношению к мицелию Agaricus bisporus как на среде сусло-агар, так - и на зерне. Это связано с тем, что данные виды обладают высокими кинетическими параметрами роста и известны как продуценты токсичных метаболитов, что позволяет им активно конкурировать с мицелием A. bisporus за освоение зернового субстрата и искуственных сред. Отмечено, что Pénicillium verrucosum var. cyclopium и P. verrucosum var. verrucosum, присутствующие в зерновом шампиньонной субстрате, приводят к гибели мицелия Agaricus bisporus при посадке такого материала в компост.

Остальные 9 видов микромицетов из родов Шсог, Cunninghams 11а, Acremonium, Aspergillus, Pénicillium имели невысокую частоту встречаемости ( до 10 Z ) и оказывали-менее суцэствен-яое влияние на развитие мицелия шампиньона двуспорового.

Следует отметить, что среди микромицетов, колонизирующих верновой мицелий A. bisporus, не обнаружены возбудители основных болезней шампиньонов из родов' Mycogono, Cladobotryum, Vertlcllllum, Diechliomyces.

III. Микромицетц компостно-торфяного субстрата.

III.1. Динамика численпости микромицетов в кемпостно-торфяном субстрате в процессе развития Agaricus bisporus.

Количество зачатков микромицетов в данном субстрате изменяется от 617 ±21,4 кое/г до 12 450 ± 164,9 кое/г (где кое - колониеобразукщие единицы грибов) (Рис.1). .

Установлено, что в компостном и торфяном слоях субстрата распределение численности микромицетов носит волнообразный характер: увеличение численности грибов происходит к серединам волн плодоношения А. bisporus и снижается в периодах между ними. Динамика численности микромицетов в пограничном слое носит менее выраженный характер: количество грибных зачатков увеличивается лишь во время наиболее урожайной волны плодоношения. Наибольшая численность микромицетов во всех слоях субстрата совладает во времепи с наиболее урожайной второй волной плодоношения А. bisporus.

' Волны плодоношения

но-торфяном субстрате по профилю: . 1> - компостный, 2 - пограничный, 3 - торфяной слои.

Таким образом, выявлена связь мевду численностью мщроми-цетов и волнообразным характером плодоношения A. bisporus, что свидетельствует об определенной связи численности микромицетов в субстрате и процессом развития манромицета.

III.2. Динамика видового состава и структура комплексов микромицетов в компостно-торфяноы субстрате.

Установлено вначительное видовое разнообразие микроцице-тов в торфяном слое - 108 видов; в компостном слое выявлено 87 видов и в пограничном - 47 видов.

При изучении распределения грибов по профилю субстрата отмечено, что виды ив родов Chaetomium и Talaromyces характерны только для компостного слоя; а из родов Aplianomyces, Phytophthora и большинство видов из рода Mortierella - только для торфяного слоя. В процессе развития Agaricus bisporus многие виды мигрируют из одного слоя субстрата в другой. Так, некоторые термофильные виды ( такие как Aspergillus flavus,

A. fumigatus) мз компостного слоя мигрируют в вышележащие слои; грибы из торфяного слоя ( такие как Acremonium humicola (Onions оt Barron) W. Gams, Penlcilllura brevicompactum Dierckx, P. pur-purogenun Stoll) перемещаются в нижележащие слои субстрата.

В целом яе видозой состав грибов во всех слоях субстрата был достаточно сходен и представлен, в основном, видами из родов Acremonium, Aspergillus, Penioillium, Trichoderma. Более наглядно различия в составе микромицетов по профилю субстрата проявились при использовании "пространственной" и "временной" частоты встречаемости грибов, что позволило разделить виды микромицетов на доминирующие, частые, редкие и случайные. В таблице 1 представлены доминирующие виды комплексов, которые, являясь их основными компонентами, играет наиболее заметную функциональную роль в исследуемых слоях вампиньонного субстрата Число таких видов практически одинаково как в компостном (б), так и в торфяном (8) слоях; однако полный состав комплекса видов в торфяном слое значительно обширнее и разнообразнее за счет редких и случайных видов.

Показатель сходства комплексов микромицетов - S (Рис. 2) по профилю субстрата выше между компостным и пограничным слоями (S-0,51); для торфяного и компостного слоев этот показатель наименьший (S-0,17).

Слои пампиньонного субстрата: _ торфяной

__ пограничный

_ компостный

____| степень сходства (Б)

О 0,6 1

Рис.2. Степень сходства комплексов микромицетов в ком-постно-торфяном субстрате.

Стабилизация состава комплексов доминирующих видов микро-'дщетов в разных слоях субстрата наблюдается во вторую волну

Таблица 1.

Типичные доминирующие виды микромицетов в компостно-торфяном шампиньонном субстрате*.

Сдои шампиньонного субстрата

компостный пограничный торфяной

Acremoruum humicola (Onions et Barron) W. Gams 79/71**

Aspergillus fumigatus Fres, var. fumigatus 54/86

Cladosponum cladosporioldes 'Fres.) de Vries 64/71 Humicola grisea Traáen

79/71

Penlcillium brevlcompactum Dierckx . 64/86

Scopularlopsts brevicaulis (Saco.) Bain. 71/100

Acremomum humicola 64/100 Cladosponum herbarum (Pers.) Link: Gray 64/80

Penicillium purpurogenum Stoll var. rubri-sclerotioruin Thorn 82/100

Kbrtierella ramanniana (Miller) Linnem. var. angullspora (Na'im.) Llnnera. 83/67

M. strangulata Tiegh. 75/67 Mucor hiemalis Wehmer f. hiema-1 is 67/67 1

Acremonium charticola (Lindaw) V. Gams 92/100

Penicillium brevlcompactum

- 75/67

P. purpurogenum Stoll var. purpurogenum 64/100 Trichoderma hamatum (Boa) Bain.

' 83/100

T. viride Pers.: Fr. 67/100

0

1

* - Полная структура комплексов грибов приведена е диссертации.

** - Дробью обозначено процентное соотношение "пространственной" и "временной" частоты встречаемости видов микромицетов.

плодоношения Agaricus bisporus, в этот *е период отмечена наибольшая численность микромицетов по всему профилю субстрата Следовательно, равновесная сийтема макромицет-микромицеты в arpoценозе складывается именно во вторую самую уроиайную волну плодоношения шампиньона двуспорового.

III.3. Эколого-трофические группы микромицетов.

В результате использования перечисленных ранее методов исследования удалось разделить выявленные из субстрата грибы на ряд трофических и экологических групп.

В трофическом плане группа сахаролитических грибов ( чашечный метод, источник углерода - сахароза) включает наибольшее число видов - 116. Наиболее часто из них встречаются - 13 видов ( Табл. 1).

К сахаролитической группе можно отнести также и некоторые виды грибов, выявленные с помощью метода приманок. Эти виды относятся к классам Zygomycetes, Oomycetes и известны, в основном, как "первичные или вторичные сахарные грибы" (Garret, 1983). Данная группа представлена 12 видами; наибольшая встречаемость отмечена у видов Mortierella ramanniana var. angulispora, M. strangulate, Pythium spinosum Sawada

Амилолитическая группа грибов (метод инициированного микробного сообщества) представлена 9 видами. Установлено/ что Acrenonlum charticola, Doratomyces mlcrosporus (Saco.) Ibrton et Smith, Mucor hiemalis f. hiemalis, доминирующие на крахмале, входят в группу типичных видов при чашечном методе исследования.

Целлюлозолитическая группа грибов (метод накопительных культур) состоит из б видов. Doratomyces mlcrosporus и Pénicillium verrucosum var. cycloplum, доминирующие на целлюлозе, входят в группу типичных виДЬв при чашечном методе исследования.

В экологическом плане в субстрате преобладала мезофильная группа грибов - 125 видов и была представлена, в основном, микромицетами из родов Mortlerella, iAicor, Acremonium, Aspergillus, Cladosporium, Pénicillium

Термофильная группа представлена 19 видами; с наибольшей частотой встречаемости - TorUla thermophlla Cooney et Emerson

и Humicola lnsolens Cooney et Emerson. Присутствие данных видов в субстрате способствует успешному разЕити» Agariсиз Ыsix.rus (Вилай, 1986; Stràatsma et al., 1994).

Наибо.иыпий интерес в наших Исследованиях представляет экологическая группа грибов - колонизаторов гифосферы Agaricus bisporus (метод мембранных фильтров), представленная 41 видом. Каибольшей частотой встречаемости характеризуются б видов-(Табл. 2).

Таким образом, с помэщью вышеперечисленных методов выделены следующие трофические группы грибов - сахаролитическая, амилолитическая, целлшоаолитическая и экологические группы -пезо- и термофильная, и, что особенно важно, группа-микромице-ты гифосферы Agaricus bisporus. Это позволило наиболее полно установить видовой состав грибов в компостно-торфяном субстрате и выявить виды, положительно влияющие на развитие A. bisporus.

IV. Ыикромицеты гифосферы Agarious bisporus.

Для выяснения роли микромицетов в гифосфере (ГС) A. bisporus проведен сравнительный анализ морфологических изменений мицелия шампиньона двуспорового, обдай численности микромицетов и отдельных видов, колонизируодк его мицелий при инкубации на мембранных фильтрах в компостно-торфяном субстрате.

Еа основании данных о развитии паутинистого и тяжистого мицелия, а так» - плотности колонизации мицелием A. bisporus мембранных фильтров построена векторная математическая модель развития шампиньона двуспорового.

IV. 1. Динамика численности микромицетов в гифосфере A. bisporus.

Численность микромицетов в ГС изменяется в пределах от 89 ± 24 кое/смг до 1192 ±. 198 Кое/смг(Рис. 3). Максимальный пик численности грибов отпечен в ГС в компостном слое.

При сопоставлении динамики численности микромицетов и морфологических изменений мицелия A. bisporus установлено, что при активной колонизации микромицетами гифосферы A. bisporus происходит преобразование, паутинистого мицелия в тяжистый (что ведет в дальнейшей к образованию плодовых тел).

Агагюиз Ызрогиз при инкубации его мицелия в компостно-торфя-ном субстрате : 1 - компостный, 2 - пограничный, 3 - торфяной сдои.

Выявлены микрозоны вокруг шцелия А. Ызрогиз, где установлено наибольсее скопление спор микромицетов: на расстоянии 10мкы-62мкм - у паутинистого и б0мкм-124мкм - у тяжистого мицелия.

На основании данных по динамике численности видов микро-мицетов в ГО и изменению морфологического состояния мицелия А. Ь1зрогиз установлены достоверные корреляции с 7 видами микромицетов и построена схема-граф зколого-морфологических связей (Рис. 4).

Вшвлени положительные и отрицательные корреляционные связи между численностью отдельных видов и морфологическим состоянием мицелия А^апсиз ЫБрогиэ. Положительные корреляции установлены между мицелием шампиньона двуспэрового и видами Асг01гоп1шт| Ьит1со1а, А. ооЬгас^ит, РепЮПИит сЬгузодепит.

Компостиый слой г—О, 65*

1-0,98

_ . 0,69 ! -0,79 Л 0-—0"--------0

Пограничный слой -0,67 л ' 0,78 _

m- -- • -0—

I -0,99

„ 0,73 ! -0,70 Л

■©—-<з>----@

Торфяной слой -0,86 _ -0,72

(U—--0-----0

Рис.4. Схема-граф эколого-морфологических связей мицелия A. bisporus и микромицетов - колонизаторов его гифосферы (при инкубации в компостно-торфяном субстрате). * - коэффициент корреляции численности; 1 - паутинистый, 2 - тяжистый мицелий A. bisporus; 3 - Aoremonium humicola, 4 - A. ochraceum, Б - Chromelosporlum fulvum, б - Pénicillium verrucosum var. .cyolopium, 7 - Scopulariopsis brevicaulis, & - Peniolllium chrysogenuni, 9 - Trichoderma aureovlride Rifal.

IV. 2. Динамика видового состава и структура комплексов ыикромицетов в гифсюфере Agaricus bisporus.

В гкфосфере (ГС) A. bisporus обнаружен 41 вид микромице-тов. Характерными в ГС в компостном слое являлись грмбы из рода Aspergillus, хотя численность их была невысока, в ГС в других слоях субстрата виды этого рода не выявлены. Наиболее высокая численность в ГС отмечена у Acremonium humicola, который активно заселяет ГС в компостном слое и - значительно меньше в вышележащих слоях. Появление данного вида связано с вносимой торфяной почвой. Аналогично и распределение

Chroirolosporiuro fulvum. Род Pénicillium включает в себя наибольшее число видов и является характерным для ГС во всех слоях субстрата. Установлена высокая численность в ГО P. verrucosum var. cyclopium - в торфяном слое, P. chrysogenum - в компостном слое.

Определена структура комплексов микромицетов в ГС (Табл.2). Установлено, что состав доминирующих видов грибов в ГС ограничен, не отличается большим видовым разнообразием и довольно сходен в ГС в разных слоях .субстрата Это свидетельствует о специфичности микобиоты в гифосфере Agaricus bisporus.

Еыявлено достоверное сходство комплексов микромицетов в ГС во всех слоях субстрата (Рис. 5); при этом наибольшее сходство отмечено в ГС в торфяном и пограничных слоях (S-0.78), несколько меньше этот показатель для ГС в компостном слое (S-0,63).

Слои шампиньонного субстрата - торфяной

- пограничный

- компостный

____, степень сходства (в)

О 0.5 1

Рис.5. Степень сходства комплексов микромицетов в гифосфере Агапсиз Ыгрогиз при инкубации его мицелия на меьй-ранных фильтрах в шампиньонном субстрате.

Сравнительный анализ распределения микромицетов в шампиньонном компостно-торфяном субстрате и в гифосфере А. Ьэро-гиэ показал, что динамика численности микромицетов в субстрате значительно отличается от таковой в ГС. Структура доминирующих комплексов микромицетов в субстрате и в ГО также значительно различаются, но в ГС она достаточно сходна На формирова-

Таблица 2.

Структура комплексов микромицетов в гифосфере Агапсиз Ызрогиз при инкубации его мицелия на мембранных фильтрах в шампиньонном субстрате.

Слои шампиньонного субстрата

компостный

пограничный

торфяной

Типичные доминирующие

Acremonlum humicola 100/75 * Chrortslosporlum fulvum 67/75 Penlcilltum chrysogenum

62/63

Scopularlopsis brevicaulis

62/75

Acremonium humicola 100/67 Chromelosporium fulvum

65/100

Mucor ramosissimus Samutse-vitsch 60/67

Pénicillium verrucosum var. cyclopium 65/67

Chromelosporium fulvum CLink) Ginty, Henneb. et Korf

60/67 ' ,

Pénicillium verrucosum var. ^ var. cyclopium 83/67

i

Типичные частые

Acremonium charticola 43/38 A. ochraceum (Onions et Barron) W. Gams 40/50

Pénicillium verrucosum var. cyclopium 37/75

P. verrucosum var. verrucosum 85/38

Pénicillium chrysogenum

33/67

Scopularlopsis brevicaulis.

100/50

Шсог ramosissimus 50/50 Pénicillium brevicompactum

60/33

P. chrysogenum 30/67

Scopularlopsis brevicaulis

48/67

* - Дробь«) обозначено процетное соотношение "пространственной"и "временной" частоты встречаемости видов микромицетов.

иие комплексов микромицетов в пограничном слое существенным образом влияет: в субстрате - микобиота компостного слоя, а в ГС - микобиота торфяного слоя, которая оказывает наиболее сильное воздейстие на морфологические изменения мицелия A. bísporus. Увеличение численности микромицетов в ГС способствует переходу паутинистого мицелия A. bísporus в тяжистьй, при этом наиболее четко эта зависимость прослеживается в торфяном и пограничных слоях. Все вышеизложенное свидетельствует о специфичности гифосферы как местообитания микроорганизмов.

IV. 3. Изучение взаимоотношений медцу Agaricus bísporus и микромицетами - колонизатора»,™ его гифосферы.

Изученные взаимоотношения in vitro между мицелием A. bísporus и микромицетами, выделенными из ГС, носят дифференцированный характер. Pénicillium verrucosum var. cyclopium и Trichoderma aureoviride проявили наиболее выраженный антагонизм по отношению к мицелию Agaricus bísporus. В то жа время Acremonium humicola и Pénicillium chrysogenum стимулировали рост мицелия шампиньона двуспорового.

Кроме того, было изучено влияние доминирующи в ГС видов микромицетов: Acremonium humicola, Chromeíosporium fulvum, Scopulariopsis brevicaulis на процесс плодообраэования Agaricus bísporus. Установлено, что при внесении споровых суспензий этих видов происходит обрааоваяиэ плодовых тел мак-ромицета, причем этот процесс ускоряется при внесении спор Acremonium humicola.

Таким образом, на основании проведенных экспериментов подучены данные о связи численности вида A. humicola с морфологическим состоянием мицелия макромицета в субстрате, а такие выявлено положительное влияние данного микромицвта на развитие мицелия и плодообразованке Agaricus bísporus.

В цолом, результаты работы свидетельствуют о зависимости р&эвития макромицета от микромицетов субстрата, и подтверждают ючку ьрония, согласно которой е ходе цонотической коэволюции макро- и микромицети образуют " некую биологически структурированную систему грибных организмов, согласованную пространственно-временными отношениями" (Каратыгин,.1993).

V.. Влияние питательных препаратов на урожайность Agaricus bisporus и динамику численности микромицетов в субстрате.

Изучено влияние дрохяквых препаратов "Александрина" ("А") и "Элита" С"3') на урожайность A. bisporus и численность микромицетов в субстрате. Установлено, что в качестве единствено-го источника азотного и углеродного питания на минеральной среде мицелий A. bisporus способен усваивать биомассу убитых дрожжевых клеток препарата "А".

Внесение препарата "А" з концентрации 1,5 г/л в торфяной слой увеличивает содержание общего азота в почве на 0,5 Z, приводит к повышению бедка в плодовых телах грибов в 2 раза и увеличивает урожайность A. bisporus на 1,8 кг/иг по сравнению с контролем. Цри этом численность микромицетов увеличиваются в 2 раза. Максимальные значения численности и урожайности A. bisporus установлены к середине третьей волны плодоношения. Поскольку увеличивается урожайность шампиньонов, численность микромлцетов и наблюдается отсутствие патогенных микроскопических грибов, можно говорить о стабилизации в этих условиях сообщества "накромицет-микромицеты".

Использование препарата "Э" по сравнению с "А" дало менее значимые результата

выводи

1. Изучен видовой состав микромицетов зернового и ком-постно-торфяного субстратов. Еыявлено 139 видов микромицетов, относящихся к 48 родам, 13 семействам, 4 классам; преобладающими среди них является представители из рода Pénicillium (39 видов). Из вернового субстрата выделено 13 видов микромицетов, из компостно-торфяного - 138.

1 Впервые для компостяо-торфяного субстрата указываются 59 видов. В частности - представители класса Oomycetos. Два вида - Phytophthra megasperma и Cladobotryum multlseptatum впервые обнаружены на территории России.

2. В герновом шампиньонном субстрате выявлены виды микромицетов С высокой частотой встречаемости, которые угнетают раззитие Agaricus bisporus на верне, сусло-агаровой среде и в компостном слое.

-193. Установлено, что динамика численности микромицетов в компостко-торфяном субстрате связана с волнообразным характером плодоношения A. bisporus: количество пропагул микромицетов в торфяном и компостном слоях" увеличивается к серединам волн Максимальная численность во всех слоях субстрата совпадает во времени с наиболее урожайной волной плодоношения A. bispo: js.

4. Впервые установлено наибольшее видовое разнообразие микромицетов в торфяном (108 видов), наименьшее - в пограничном (47 видов) слоях субстрата Вдавлены комплексы типичных и случайных видов микромицетов; доминирующая группа грибов представлена 14 видами. Установлено сходство кошлексов микромицетов в компостном и погракичшм слоях.

Установлено, что стабилизация состава комплексов доминирующих видов микромицетов в субстрате происходит во вторую, наиболее урожайную, волну плодоношения A. bisporus.

5. Выявлены этолого-трофическле группы микромицетов в компостно-торфяном субстрате с помощью разных методов исследования. Это позволило наиболее полно определить вн'добой состав грибов, а также выявить екологическую группу микромицетов -колонизаторов гпфосферы Agaricus bisporus.

6. Впервые с помощью метода мембранных фильтров изучены развитие A. bisporus в компостно-торфяном субстрате и процесс колонизации микромицетами гифосферы шампиньона двуспорового.

Установлено, что активная колонизация микромицетами гифосферы A. bisporus способствует преобразованию паутинистого мицелия в тяжистый.

7. Выявлены положительные и отрицательные корреляционные связи мевду численность» отдельных видов микромицетов и морфологическим состоянием мицелия A. bisporus, что предложено использовать в биомониторннге развития шампиньонов. Положительные связи установлены между макромицетом и видами Penicillium chrysogenum, Acremonium ochreceum, A. humicola; последний вид оказывает также положительнсе влияние на ллодо-образование шампиньона двуспорового.

8. Быявлены комплексы типичных и случайных видов микромицетов в гифосфсре Agaricus bisporus. Показано, что доминирующий комплекс грибов ограничен и не отличается большим видовым разнообразием (б видов). Установлено сходство комплексов мик-

ромицетов в гифосфере, во всех слоях компостно-торфяного субстрата, при этом .наибольшее сходство комплексов наблюдается в гифосфере в торфяном и пограничном сдоях.

9. Проведенные исследования показали, что распределение микромицетов в субстрате и.в ¡гифосфере A. bisporus по ряду параметров отличаются, что свидетельствует о специфике гифосферы как местообитания микроорганизмов.

10. Установлено, что внесение препарата "Александрина" в торфяной слой увеличивает численность микромицетов в субстрате

в два раза и повышает урожайность Agaricus bisporus на 1,8 кг/м.^

Ш теме диссертации опубликованы следующие работы.

■ 1. Нутчэва Е Д., Томилин Б, А. Ыикромицеты покровной почвы 1. субстрата, исполььуемых при культивировании вампиньона двуспорового // IV Всесоюзная научн. шнф. " Микроорганизмы в сельском хозяйстве": Тез. докл. - Пущин о, 1992. - с. 153.

2. Нугаева Е Д. Ыикромицеты покровного слоя шампиньонного субстрата // Тр. IV Молодежной конф. ботаников С-Петербурга, май 1992 Г. - с-петербург. - 1992. - ВИНИТИ, ч. 5, N 1625. В 9а -С. 110-115.

3. Нугаева Е Д., Алексеева К. Л. Применение новых белковых добавок при 1;ультивировании шампиньона двуспорового // Тр. IV Молодежной конф. ботаников С-Пэтербурга, май 1992 г.-С-Петербург.-1992.- ЕШВ1ТИ, ч. 5, M 1625. В 93.- С. 116-121.

4. Нугаева Н. Д. Озчвенные ыикромицеты в посевном материале Agaricus bisporus (Lange) Imbach // Актуальные проблемы ботаники: Tes. докл.- Апатиты, 199а- С. 103-104.

5. Нугаева Е Д, Лебедева Е. Е Видовое разнообразие микромицетов шампиньонного субстрата // Микология и фитопатология. -1993. - Т. 27, H 5. - С. 30-37.

6. Нугаева Е Д,, Веденяпина К Г. Использование методов приманок и селективных сред при изучении грибов классов Oomycetes и Zygomycetes в шампиньонном субстрате // Микология и фитопатология.- 1994.- Т. 28, Na - С..26-33.

7. Кунаева Е Д., Алексеева К. JL , Мартыненко JL И. Исследование микромицетов при производстве посадочного материала шампиньона двуспорового // Микология и фитопатология. - 1994. - Т. 28, N 2. - С. 23-26.

-£18. Нугаева H Д., Томилин В, А. Шкромицеты шампиньонного субстрата // Нэвости систематики низших растений. - 1094. - I. 31 ( в печати).

9. Нугаева II Д.. Ваденяпина Е. Г. Новый для России вид Phytophthora iregasperma Drechsler// Микология и фитопатология. -1994.- Т. 28, N 6. ( в печати)

10. Nugaeva N. D., Alekseeva К. L. Usage of yeast-extract as an addition in casing soli for Agaricus bisporus cultivation // Biotecnology - St.Petersburg, - 1994 ( в печати).

И. Нутаева Е Д. Использование разных микробиологических методов при изучении микромицетов компостно-торфиного шампиньонного субстрата // Тр. V Молодежной конф1 ботаников С-Петер-бурга, май 1994 г. - О-Петербург.-1994. ( в печати).

Подписано к печати 22.08.9<|. Заказ 280 Тираж 100 Объем 1,25 п.л. ПМЛ СПГУ. 199034, Санкт-Петербург, наб. Макаром,6.