В настоящей главе даны методические рекомендации для лабораторного культивирования морских диатомовых водорослей рода Pseudo-nitzschia, известных как продуценты нейротоксичной домоевой кислоты (Subba Rao et al., 1988; Bates et al., 1989; Martin et al., 1990). В периоды активного размножения этих водорослей в тканях моллюсков и других морских животных, питающихся ими, аккумулируются значительные количества этого токсина.

Отравление, вызванное токсичными диатомеями, получило название Amnesic Shellfish Poisoning (ASP) – отравление домоевой кислотой, или «амнезийное отравление» (Bates, 2000). Продукция домоевой кислоты диатомовыми водорослями, как и продукция многих других вторичных метаболитов простейших, грибов и бактерий, определяется влиянием многочисленных факторов. К ним относятся химические (дефицит некоторых питательных элементов, в особенности кремния и фосфора), физические (температура, освещенность) и биологические (влияние бактерий) факторы (Pan et al., 1998).

Экспериментально установлено, что существует положительная корреляция между продукцией домоевой кислоты и численностью бактерий в неаксенических культурах Pseudo-nitzschia. Однако нет доказательств, что бактерии способны синтезировать домоевую кислоту в отсутствие диатомей. Некоторые органические соединения (глюконолактон, глюконовая кислота), известные как продукты жизнедеятельности ряда бактерий, стимулируют продукцию домоевой кислоты (Pan et al., 1998). Однако установлено, что эти соединения продуцируют только немногие виды бактерий (например, Alteromonas sp.). Экспериментально показано, что добавление Alteromonas macleodii в аксеничные культуры P. multiseries усиливало продукцию домоевой кислоты. Таким образом, некоторые виды бактерий в условиях искусственного культивирования Pseudo-nitzschia играют существенную, но не основную роль в процессе синтеза домоевой кислоты. Однако роль бактерий-эпифитов диатомей в продуцировании домоевой кислоты in vivo остается недостаточно изученной (Bates et al., 2004).

Способность диатомей к синтезу домоевой кислоты обратно пропорциональна их первичной метаболической активности. Продукция токсина усиливается, когда снижается интенсивность процессов первичного метаболизма, например, в условиях дефицита кремния, фосфора, а также при недостатке некоторых витаминов и микроэлементов. В результате такого ограничения появляются богатые энергией соединения и кофакторы, 

необходимые для биосинтеза домоевой кислоты, а также индуцируется экспрессия генов, кодирующих ферменты, регулирующих синтез домоевой кислоты. Экспериментальные данные подтверждают точку зрения, согласно которой продукция домоевой кислоты является реакцией на физиологический стресс, испытываемый диатомеями (Pan et al., 1998).

В настоящее время 9 видов рода Pseudo-nitzschia известны как потенциальные продуценты домоевой кислоты. Установлено также, что продуцентами домоевой кислоты, наряду с представителями рода Pseudo-nitzschia, являются диатомеи Nitzschia navis-varingica Lundholm et Moestrup и Amphora coffeaeformis (Agardh) Kutzing (Maranda et al., 1990; Bates, 2000; Lundholm, Moestrup, 2000).

Для большинства видов рода Pseudo-nitzschia установлено существование как токсичных, так и нетоксичных клонов (клеточных линий). Уровень продукции токсина часто существенно различается у разных клонов. Различия в способности разных клонов продуцировать домоевую кислоту могут быть вызваны генетической изменчивостью и влиянием природных факторов. Среди видов-возбудителей ASP наиболее часто токсичные «цветения» вызывают P. multiseries, виды группы P. pseudodelicatissima/cuspidata и P. australis.

Методика культивирования видов рода Pseudo-nitzschia была успешно применена в ИБМ ДВО РАН для выделения и получения альгологически чистых культур потенциально токсичных видов P. pungens, P. multiseries, P. multistriata и P. calliantha (Приложения 4 и 5). Для культивирования этих видов использовали только питательную среду f (Guillard, Ryther, 1962). Методика приготовления питательной среды f изложена в разделе 6. Диатомовые водоросли рода Pseudo-nitzschia классифицированы с использованием системы, предложенной Г. Хасле и Э. Сивертсеном (Hasle, Syvertsen, 1997).

Наверх