Реакції дріжджів на гумусові речовини
Вступ
На сьогодні відомо багато хімічних та біологічних методів визначення фізіологічно активних сполук рослинного походження, таких як вітаміни, ауксини, гібереліни та інші. Однак методи оцінки біологічної активності гумусових речовин залишаються мало вивченими, незважаючи на їхню важливість для хіміків, медиків та біохіміків.
Хімічні методи ідентифікації гумусових речовин складні через гетерогенність цих сполук, а їхня біологічна активність не завжди корелює з хімічною структурою. Тому єдиним об'єктивним критерієм оцінки залишається біологічний тест. Існуючі методи, засновані на вимірюванні росту коренів ячменю або водоростей, трудомісткі та не завжди відтворювані.
Для вирішення цієї проблеми необхідно було обрати чутливий, простий та відтворюваний біотест, придатний для серійних досліджень. Враховувалися реакції, пов'язані з різними фазами росту клітин — розтягненням та діленням.
Дріжджовий тест
Ідея використання мікробіологічного тесту для оцінки біокаталітичних речовин у торфах була запропонована Боттомлеєм (1915), але не отримала розвитку. Ми досліджували дріжджі Saccharomyces cerevisiae та виявили, що гумат калію з леонардиту прискорює їхнє розмноження та бродіння.
Для тестування використовували види Zygosaccharomyces ellipsoideus, Debaryomyces disporus, Saccharomyces ellipsoideus та дріжджі з бродячого сусла. Живлення середовище Рідер (склад: глюкоза — 20 г/л, КН₂РО₄ — 1 г/л, MgSO₄·7H₂O — 0.7 г/л, (NH₄)₂SO₄ — 3 г/л) доповнювалася вітамінами (Н, В₁, В₆, Вс, інозит). Гумат калію вносили у концентрації 0.1%.
Результати
Таблиця 1. Чутливість дріжджів до гумату калію (середовище Рідер на дистильованій воді)
| Схема досліду | Saccharomyces ellipsoideus | Debaryomyces disporus | Zygosaccharomyces ellipsoideus | Винні дріжджі |
|---|---|---|---|---|
| Контроль | 1.6 | 0.7 | 0.7 | 0.8 |
| Контроль + гумат калію + В₆, РР | --- | --- | --- | 18.5 |
| Середовище + вітаміни (Н, В₁, В₆, РР) | --- | --- | --- | 4.7 |
| Середовище + вітаміни + гумат калію | 22 | 5.5 | 13.5 | 85 |
Таблиця 2. Чутливість дріжджів до гумату калію (середовище Рідер на водопровідній воді)
| Схема досліду | Zygosaccharomyces ellipsoideus | Debaryomyces disporus | Винні дріжджі | Saccharomyces ellipsoideus |
|---|---|---|---|---|
| Контроль | 8.9 | 1.9 | 11.5 | 4 |
| Контроль + гумат калію | 14.0 | 7.0 | 71.0 | 14 |
| Середовище + вітаміни (Н, В₁, В₆, РР) | 23.0 | 78.0 | 56.0 | 53 |
| Середовище + вітаміни + гумат калію | 295.0 | 104.0 | 104.0 | 103 |
Таблиця 3. Взаємний вплив вітамінів та гумату калію
| Варіант живлення середовища | Кількість клітин (×10³/мл) |
|---|---|
| Контроль | 1.2 |
| Середовище + В₁ | 3.0 |
| Середовище + В₁ + гумат калію | 28 |
| Середовище + В₆ + РР | 5.0 |
| Середовище + В₆ + РР + гумат калію | 83 |
Таблиця 4. Чутливість Saccharomyces ellipsoideus до концентрацій гумату калію
| Концентрація гумату калію (%) | Кількість клітин (×10³/мл) |
|---|---|
| 0 (контроль) | 0.8 |
| 0.001 | 8.5 |
| 0.01 | 107 |
| 0.04 | 215 |
Таблиця 5. Ріст дріжджів залежно від часу інкубації
| Термін інкубації | Кількість клітин (×10³/мл) |
|---|---|
| 4 дні | 66 |
| 7 днів | 117 |
| 14 днів | 215 |
Висновки
- Гумусові речовини (гумат калію) стимулюють розмноження дріжджів, особливо у присутності вітамінів В₁, В₆, Вс, Н та інозиту.
- Найкращі результати отримані при використанні Saccharomyces ellipsoideus на середовищі Рідер з добавкою вітамінів та гумату калію (0.02%).
- Оптимальний термін обліку — 4 дні інкубації при 28°C.
- Дріжджовий тест є чутливим, відтворюваним та придатним для оцінки біологічної активності гумусових речовин.
Заключення
Проведені дослідження підтвердили, що гумусові речовини мають виражену стимулюючу дію на дріжджі. Метод може бути використаний для пошуку та виділення фізіологічно активних сполук із торфу та інших природних джерел.