Как правильно выращивать паразитический гриб
Гриб Cordyceps militaris — источник ценного кордицепина — обычно культивируют на буром рисе. В новой работе корейские ученые вырастили его на более подходящем субстрате — съедобных насекомых. В результате на личинках Allomyrina dichotoma (японского жука-носорога) получили грибы с высоким содержанием кордицепина. Концентрация вещества и экспрессия генов, связанных с его синтезом, возросли еще больше при добавлении в субстрат олеиновой кислоты.
Грибки рода Cordyceps известны тем, что их споры заражают насекомых; затем гриб растет, замещая собой ткани насекомого, из тела которого в конце концов прорастает плодовое тело гриба. Кордицепс на стадии плодового тела используется в традиционной китайской медицине. Едва ли этот гриб обладает всеми приписываемыми ему полезными свойствами, однако он действительно содержит биологически активные вещества, например, кордицепин (3′-деоксиаденозин). Встраиваясь в нуклеиновые кислоты вместо аденозина, он мешает их синтезу, а потому представляет интерес как антибактериальное, противовирусное и противоопухолевое средство.
Однако получение кордицепина связано с трудностями. Cordyceps sinensis, традиционно используемый в Китае и собираемый в дикой природе, практически не поддается культивированию. Кордицепин также содержится в C. militaris. Этот грибок редко встречается в природе, зато легко культивируется, вырастая на питательной среде из бурого риса. Но такой гриб, выращенный на не совсем подходящем субстрате, содержит мало кордицепина.
Исследователи из Южной Кореи решили определить вид съедобных насекомых, наиболее подходящий для получения кордицепса с более высоким содержанием кордицепина. Они выбрали шесть видов — Bombyx mori (куколки тутового шелкопряда), Tenebrio molitor (личинки мучного червя), Gryllus bimaculatus (сверчок двупятнистый), Caelifera sp. (короткоусые прямокрылые), Allomyrina dichotoma (личинки японского жука-носорога) и Protaetia brevitarsis (личинки дальневосточной мраморной бронзовки). Насекомых простерилизовали в автоклаве, а затем засеяли культурой гриба.
Обильнее всего гриб вырос на B. mori и T. molitor, несколько менее обильно — на A. dichotoma и G. bimaculatus и еще слабее разросся на P. brevitarsis и Caelifera. Но по содержанию кордицепина картина отличалась — максимальным его содержание было в грибе, выросшем на A. dichotoma (89,5 мг на г сухого веса), а минимальное — в грибе, выросшем на B. mori (меньше в 34 раза). Авторы показали, что выбор вида насекомых очень важен для культивирования кордицепса.
Разные виды насекомых, «предложенные» кордицепсу, различались по содержанию питательных веществ. Так, в личинках A. dichotoma содержание жиров было максимальным (20,5%); это согласуется с предыдущими работами, в которых показано, что добавление в среду растительных масел способствует биосинтезу кордицепина.
Далее исследователи предположили, что конкретный нутриент, влияющий на содержание кордицепина — это олеиновая кислота, содержание которой максимально в личинках жука-носорога (10,8%) и минимально в куколках тутового шелкопряда (0,4%). Для проверки этого предположения в субстрат из личинок японского жука-носорога дополнительно добавили олеиновую кислоту. Это способствовало увеличению экспрессии двух генов, отвечающих за биосинтез кордицепина. Так, экспрессия гена cns1 выросла примерно в три раза, а гена cns2 — в 1,8 раза. При этом содержание кордицепина в выращенном грибе увеличилось на 51,4%.
Таким образом, оптимальный субстрат для получения кордицепина — личинки японского жука-носорога, доступные в Южной Корее, поскольку там они выращиваются как продукт питания. Для дополнительного увеличения содержания кордицепина в кордицепсе к субстрату можно добавлять олеиновую кислоту.
Источник:
Turk A., et al. Cordyceps mushroom with increased cordycepin content by the cultivation on edible insects. // Frontiers in Microbiology, published online 19 October 2022 DOI: 10.3389/fmicb.2022.1017576