Ответные реакции дрожжей на гумусовые вещества
Введение
В настоящее время известно множество химических и биологических методов определения физиологически активных соединений растительного происхождения, таких как витамины, ауксины, гиббереллины и другие. Однако методы оценки биологической активности гумусовых веществ остаются малоизученными, несмотря на их значимость для химиков, медиков и биохимиков.
Химические методы идентификации гумусовых веществ сложны из-за гетерогенности этих соединений, а их биологическая активность не всегда коррелирует с химической структурой. Поэтому единственным объективным критерием оценки остается биологический тест. Существующие методы, основанные на измерении роста корней ячменя или водорослей, трудоемки и не всегда воспроизводимы.
Для решения этой проблемы необходимо было выбрать чувствительный, простой и воспроизводимый биотест, пригодный для серийных исследований. Учитывались реакции, связанные с разными фазами роста клеток — растяжением и делением.
Дрожжевой тест
Идея использования микробиологического теста для оценки биокаталитических веществ в торфах была предложена Боттомлеем (1915), но не получила развития. Мы исследовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae и обнаружили, что гумат калия из леонардита ускоряет их размножение и брожение.
Для тестирования использовали виды Zygosaccharomyces ellipsoideus, Debaryomyces disporus, Saccharomyces ellipsoideus и дрожжи из бродящего сусла. Питательная среда Ридер (состав: глюкоза — 20 г/л, КН₂РО₄ — 1 г/л, MgSO₄·7H₂O — 0.7 г/л, (NH₄)₂SO₄ — 3 г/л) дополнялась витаминами (Н, В₁, В₆, Вс, инозит). Гумат калия вносили в концентрации 0.1%.
Результаты
Таблица 1. Отзывчивость дрожжей на гумат калия (среда Ридер на дистиллированной воде)
| Схема опыта | Saccharomyces ellipsoideus | Debaryomyces disporus | Zygosaccharomyces ellipsoideus | Винные дрожжи |
|---|---|---|---|---|
| Контроль | 1.6 | 0.7 | 0.7 | 0.8 |
| Контроль + гумат калия + В₆, РР | --- | --- | --- | 18.5 |
| Среда + витамины (Н, В₁, В₆, РР) | --- | --- | --- | 4.7 |
| Среда + витамины + гумат калия | 22 | 5.5 | 13.5 | 85 |
Таблица 2. Отзывчивость дрожжей на гумат калия (среда Ридер на водопроводной воде)
| Схема опыта | Zygosaccharomyces ellipsoideus | Debaryomyces disporus | Винные дрожжи | Saccharomyces ellipsoideus |
|---|---|---|---|---|
| Контроль | 8.9 | 1.9 | 11.5 | 4 |
| Контроль + гумат калия | 14.0 | 7.0 | 71.0 | 14 |
| Среда + витамины (Н, В₁, В₆, РР) | 23.0 | 78.0 | 56.0 | 53 |
| Среда + витамины + гумат калия | 295.0 | 104.0 | 104.0 | 103 |
Таблица 3. Взаимное влияние витаминов и гумата калия
| Вариант питательной среды | Количество клеток (×10³/мл) |
|---|---|
| Контроль | 1.2 |
| Среда + В₁ | 3.0 |
| Среда + В₁ + гумат калия | 28 |
| Среда + В₆ + РР | 5.0 |
| Среда + В₆ + РР + гумат калия | 83 |
Таблица 4. Чувствительность Saccharomyces ellipsoideus к концентрациям гумата калия
| Концентрация гумата калия (%) | Количество клеток (×10³/мл) |
|---|---|
| 0 (контроль) | 0.8 |
| 0.001 | 8.5 |
| 0.01 | 107 |
| 0.04 | 215 |
Таблица 5. Рост дрожжей в зависимости от времени инкубации
| Срок инкубации | Количество клеток (×10³/мл) |
|---|---|
| 4 дня | 66 |
| 7 дней | 117 |
| 14 дней | 215 |
Выводы
- Гумусовые вещества (гумат калия) стимулируют размножение дрожжей, особенно в присутствии витаминов В₁, В₆, Вс, Н и инозита.
- Наилучшие результаты получены при использовании Saccharomyces ellipsoideus на среде Ридер с добавкой витаминов и гумата калия (0.02%).
- Оптимальный срок учета — 4 дня инкубации при 28°C.
- Дрожжевой тест является чувствительным, воспроизводимым и пригодным для оценки биологической активности гумусовых веществ.
Заключение
Проведенные исследования подтвердили, что гумусовые вещества обладают выраженным стимулирующим действием на дрожжи. Метод может быть использован для поиска и выделения физиологически активных соединений из торфа и других природных источников.