Влияние экзометаболитов остромордой лягушки

Влияние экзометаболитов остромордой лягушки

Rana arvalis Nilsson, 1842 на рост и развитие редиса

© 2020 г. Книсс В. А. *, Морозова И. М. **, Морозов М. К. **

*Институт экологической экспертизы и биоинформационных технологий.

Респ. Башкортостан, Уфимский район, 450571, д. Юматово, ул. Парковая, д. 36.

E-mail: knissva@yahoo. com

**Башкирское отделение Московского общества испытателей природы.

Респ. Башкортостан, Уфимский район, 450571, д. Юматово, ул. Парковая, д. 36.

E-mail: demadebc@mail. ru

.

Влияние выделяемых лягушками содержащихся в кожной слизи веществ на деятельность молочнокислых бактерий заметили ещё в древности. Однако более детально изучать эту проблему начали лишь с середины 1970-х годов.

В настоящее время в научно-исследовательских лабораториях многих стран ведутся разработки лекарственных средств на основе выделяемых амфибиями соединений-пептидов как аналога антибиотиков, позволяющих бороться с бактериями, вирусами и грибками (Nascimento et al., 2003). В частности, результаты таких исследований показали, что антимикробные пептиды настоящих лягушек полезны, прежде всего, как вещества, активно подавляющие различные инфекции (Ponti et al., 2003). На сегодняшний день известна противораковая, иммуномодулирующая и антимикробная активность таких пептидов. Кроме того, экзометаболиты могут использоваться и в фармацевтике, прежде всего, за счёт своей избирательности по отношению к разнообразным патогенам. Вполне возможно использовать их в сельскохозяйственном производстве и пищевой промышленности.

Так, в 2016 г. Т. Х. Тимохиной с соавторами в Тюменском медицинском университете было впервые проведено комплексное изучение влияния состава корневых экзометаболитов пшеницы на рост, колонизацию и антигрибковую активность ризобактерий в условиях, моделирующих ризосферу отдельных растений. Установлено, что наибольшей бактерицидной активностью в отношении тест-штамма золотистого стафилококка St. aureus обладали двухсуточные экзометаболиты. При этом была отмечена массовая гибель St. aureus через 30 мин. экспозиции совместно с экзометаболитами бактерии B. bifidum (Тимохина, 2016). Результаты данной работы можно использовать и для более результативного применения ризобактерий, стимулирующих рост растений (PGPR – plant growth promoting rhizobacteria) в сельскохозяйственной практике. С целью повышения эффективности ассоциативного симбиоза PGPR с другими (не бобовыми) растениями, с одной стороны, при селекции бактерий целесообразно учитывать их способность утилизировать основные компоненты корневых выделений, которая может определять уровень ассоциативности бактерий с растением. С другой стороны, соотношение органических кислот к сахарам в корневых выделениях является признаком, по которому можно вести селекцию растений.

Результаты эксперимента, проведённого В. А. Валуевым (2013) показывают, что полученный им раствор экзометаболитов, разбавленный в 10 тыс. раз оживляюще действует на подвергнутые слабому отравлению зёрна пшеницы. И хотя в дальнейшем его действие на эту культуру становится таким же, как и у обычной воды, данное свойство такого сильно разбавленного раствора может найти применение в сельском хозяйстве, когда стоит вопрос о быстром проращивании корневой системы у протравленных зёрен, внесённых в грунт. Автор эксперимента отметил, что, во-первых, обработка протравленного зерна должна проходить непосредственно перед посевом и, во-вторых, не рекомендуется использовать раствор 1: 1000 в дальнейшем при поливе, т. к. он подавляет развитие проростков.

По-видимому, в некоторых случаях сильноразбавленные растворы экзометаболитов способны конкурировать с искусственными препаратами типа «Байтан».

Влияние экзометаболитов на позвоночных животных на примере лягушки травяной изучено В. С. Геворкян (2012) Установлено, что растущие личинки (головастики) лягушки выделяют в воду экзометаболиты, подавляющие развитие более мелких особей. Автор также отметил, что экзометаболиты, достигнув в воде определённой концентрации, становятся опасными не только для мелких головастиков, но и для крупных, лидирующих в развитии, особей. Таким образом, находясь в малом объеме воды, головастики отравляют друг друга выделяемыми экзометаболитами. Отдельно (Валуев и др, 2016) исследовано влияние выделяемых озерной лягушкой Rana ridibunda пептидов на развитие корневой системы и побегов ячменя Hordeum vulgare, которые проращивали, используя растворы экзометаболитов пяти разных концентраций: от 0, 01 до 100 %; контролем служила отстоявшаяся водопроводная вода. Выяснилось, что выделяемые лягушкой в состоянии покоя в зимний (неактивный) период, биологически активные вещества угнетающе воздействуют на зерно ячменя, понижая его всхожесть, развитие корневой системы и рост побегов. Однако, при увеличении светового дня и температуры окружающей среды — полученный метаболит при действии в разных концентрациях наоборот, начинает влиять на развитие ячменя уже как стимулятор.

В то же время выявлено отсутствие прямой связи между концентрацией экзометаболитов и их влиянием на растение: наиболее активно и положительно на развитие корневой системы и побегов ячменя влияет разбавленная в 10 тысяч раз исходная жидкость (Валуев и др., 2016).