Biochemical composition of culture filtrate of Сolletotrichum lini fungus strains and its changes during the process of growth and development of the pathogen
Authors: Пролётова Н.В. , Зотова В.С. 
Published: July 2024

Исследования проводили на базе лаборатории селекционных и биотехнологий ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» (Тверская и Смоленская области). Целью исследования являлось изучение изменения химического состава культуральных фильтратов в процессе роста и развития гриба Colletotrichum lini Manns et. Bolley. Результаты исследований оптической плотности показали, что количество белков в культуральных фильтратах менялось в течение всего периода культивирования. Их накопление происходило до 28 суток. В дальнейшем оптическая плотность уменьшалась. Исследования показали, что накопление белков в культуральном фильтрате штамма 639 происходило более интенсивно. Высказано предположение, что, скорее всего, снижение количества белков в культуральных фильтратах после 28 суток культивирования гриба связано с недостатком питания, поскольку после 28 суток рост биомассы продолжался, а новые питательные элементы в среду не поступали. Качественный анализ свободных аминокислот показал, что в культуральных фильтратах штаммов 419 и 639 выявлены свободные аминокислоты аргинин, аланин, глицин, треонин, аспарагин, цистеин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты. Тирозин и лизин определены лишь у сильновирулентного штамма 639 на 35 и 42 сутки, соответственно. Выявлено, что токсичность культурального фильтрата зависела от агрессивности и степени вирулентности штамма возбудителя антракноза – 23-суточный культуральный фильтрат агрессивного сильновирулентного штамма 639 более токсичен, чем культуральный фильтрат менее агрессивного средневирулентного штамма. По-видимому, токсичность культуральных фильтратов, в том числе, зависит от присутствия в них цистеина и тирозина – аминокислот, обладающих высокой реакционной способностью в отношении растительных и животных клеток.

The research was carried out on the basis of the laboratory of breeding and biotechnology of the Federal State Budgetary Institution "Federal Research Center for Bast Fiber Crops" (Tver and Smolensk regions). The research objective was to study changes in the chemical composition of cultural filtrates during the growth and development of the fungus Colletotrichum lini Manns et. Bolley. The results of optical density studies showed that the amount of proteins in the culture filtrates varied throughout the cultivation period. Their accumulation occurred up to 28 days. Subsequently, the optical density decreased. Studies have shown that the accumulation of proteins in the culture filtrate of strain 639 occurred more intensively. It has been suggested that, most likely, the decrease in the amount of proteins in the culture filtrates after 28 days of fungi cultivation is due to a lack of nutrition, since after 28 days the growth of biomass continued, and new nutrients did not enter the medium. Qualitative analysis of free amino acids showed that free amino acids arginine, alanine, glycine, threonine, asparagine, cysteine, aspartic acid and glutamic acid were detected in the culture filtrates of strains 419 and 639. Tyrosine and lysine were detected only in highly virulent strain 639 on days 35 and 42, respectively. It was revealed that the toxicity of the culture filtrate depended on the aggressiveness and degree of virulence of the anthracnose pathogen strain – the 23-day culture filtrate of the aggressive highly virulent strain 639 is more toxic than the culture filtrate of the less aggressive mediumvirulent strain. Apparently, the toxicity of culture filtrates, among other things, depends on the presence of cysteine and tyrosine in them – amino acids with high reactivity against plant and animal cells.