Department of Physiology and Taxonomy of micromycetes

Head of Department:
PhD, Dr. Sci. (Biol.) Kurchenko Iryna
Deputy Head of Department:
Ph.D. Savchuk Yaroslav

Contacts:
Ukraine, D 03680, Kyiv, GSP, 154 Zabolotnogo str.;
tel: +38 (044) 526-11-89; fax: +38 (044) 526-23-79
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

The Department was founded in 1979 on the basis of the Department of Experimental Mycology (founded in 1934; headed by N.M. Pidoplichko, Corresponding Member of the Academy of Science of Ukraine) and the Department of Physiology of Fungi (1958–1988; headed by V.I. Bilay, Corresponding Member of the Academy of Science of Ukraine), in 1988 – 2008 – by Prof., Sci.D. N.N. Zhdanova. Problems of taxonomy, physiology and ecology of microscopic fungi were the main areas of fundamental and applied scientific researches of department during of its history.

Over the years the department created a broad collection of microscopic fungi, which has about 434 species of 126 genera. Species isolated from highly radioactive substrates of Chernobyl exclusion zone are unique. The collection includes dozens of strains producing biologically active substances – enzymes, pigments, vitamins, toxins, heavy metal sorbents. The most important of them are Cladosporium cladosporioides (a producer of melanin pigment), Penicillium canescens (a producer of α-galactosidase), P. dierckxii (a producer of pectinesterase), Penicillium sp. (a producer of inulianse), Rhizopus cohnii and Rhizopus sp. (producers of lipase), etc.

fade

Monitoring of soil and litter mycobiota of the 10 km Chernobyl exclusion zone, the changes of the structure of the soil mycobiota complexes in conditions of radionuclide contamination, search bioindicator species at different levels of radionuclide contamination were studied over the past 25 years. First were determined such phenomena: the ability of a number of soil fungi to grow towards and destroy the "hot" particles, directed growth of fungal apexes to sources of ionizing radiation (radiotropism). The physiological peculiarities of microscopic fungi isolated from the premises of the 4th block of ChNPP were studied. These fugi belong to ecological group of oligocarbotolerant organisms. Their ability to produce a wide range of extracellular hydrolytic enzymes – amylase, inulinase, invertase, protease, lipase and gelatinase was established. The influence of radioactive load of strain habitats on intracellular and extracellular catalase activity was determined.

The methods of studying the effect of large and small doses of ionizing radiation on micromycetes were devised. A model system to identify the positive radiotropism, in which the flux density of the artificial radiation source simulated the one of "hot" particles of Chornobyl origin, was developed; the other model system simulated chronic low-dose radiation. The first time the radioadaptive property of micromycetes – stimulation of growth processes under the influence of the large (150 – 500 Gy) doses of ionizing radiation was shown. The range of low doses of ionizing radiation for micromycetes (to 2 Gy) was quantified. Formation of micromycetes adaptive response, resistance and a positive reaction (radiotropism, radiostimulation) on the effect of large doses of radiation was established. Regularities of fatty acid profile of dark and light pigmented strains with radioadaptive properties were determined. A comprehensive response of key antioxidant enzymes under the influence of chronic ionizing radiation effects in different growth phases of fungi was shown. Regularities of adaptation to ionizing radiation of light pigmented strains of Aspergillus versicolor and Paecilomyces lilacinus involving melanin pigments as part of their non-enzymatic antioxidant system were formulated.

The study of species complexes and ecological role of endophytic fungi of sphagnum mosses and vascular plants of sphagnum bogs of Ukrainian Polissya was first initiated. It was established that specific trophic links between vascular host plants and endophytic micromycetes formed under the peat moss bog conditions; these fungi combine grass-shrub and moss layers of vegetation, peat soil and swamp water into one biogeochemical cycle. The presence of 31 common species in vascular plants and sphagnum bog cover of sphagniopratum biota, polyphenol oxidase enzymes and hydrolases, especially the high level of polygalacturonase activity of studied endophytic fungi, the ability to assimilate the various carbon and nitrogen sources, to synthesize trichothecene mycotoxins made it possible to confirm the hypothesis of an essential role of microscopic endophytic fungi in the migration of mineral elements and Cs from sphagnum mosses to ericoid plants in studied peat moss bog ecosystems.

The causes of the mass disease (drying) of oaks in Zhytomyr region were studied. It was established that complex of 30 plant pathogenic species is not the main reason of large-scale sudden oak death.

Mycobiota of different chitin-containing substrates in natural, industrial and laboratory conditions was investigated. The similarity of fungal complexes that formed in the soil on chitin "traps" and chitin-containing substrates used in chitin and chitosan production was defined. The basic species of micromycetes destructors of chitin-containing substrates under of chitin and chitosan production conditions were determined. The inclusion of species isolated from chitin-containing materials to the standard list of test-cultures for research on resistance was recommended.

The species complexes of microscopic fungi destroyed rubber products were studied. The use of methods of confocal microscopy, infrared spectroscopy, tensometry allowed establishing regularities of microscopic fungi influence on the physical and chemical properties of rubber, including raw rubber SKN-18. It was shown that microscopic fungi isolated from the rubber substrates grow in the rubber, reduce their rates of tensile strength, decrease the amount of ester bonds. It was established that the fungi from rubber substrates are more active destructors of rubber substrates than the species listed in the relevant standard for resistance to fungi. The addition of a fungicide (protected by patent of Ukraine) on the basis of a modified guanidine oligomer in the recycled rubber material was proposed.

The resistance of different technical products (cutting fluid (coolant); banknote paper; construction materials – paint, gypsum plasterboards; products from rubber, polyethylene and silaxan; electronic and electrical equipments and materials) to fungi was estimated. The method of determination of coolant resistance to fungi was modified, fungi-destructors of two coolant brands were identified, and biocides against fungi-destructors were selected. Based on the obtained data, the program to ensure the anticorrosive stability of coolant was developed and implemented at the plant.

Mycobiota of different purpose premises was studied in Kyiv. It was found that in living spaces without mycological damage number of colony forming units per 1 m3 of air reached 225 – 550 units, and in the premises after the damages – 2100–29127 units. Species Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, Stachybotrys chartarum and Ulocladium atrum dominated in premises after damages, they can be dangerous for human health.

The new strains – producers of extracellular inulinase were selected: Penicillium sp. 225 (mesophilic culture) and Aspergillus sp. 8 TX (thermotolerant culture). The optimal growth characteristics and schemes for enzyme purification were established. Inulinase enzyme preparations was purified by 8.9-fold. Perspective producers of cellulase complex enzymes (strains Aspergillus sp. 262 and Corynascus sp. 2006) were selected, endoglucanase enzyme preparation was obtained.

Paecilomyces lilacinus strain 146 capable to grow at high concentration of copper ions in the medium up to 30 mM was selected. The degree of accumulation of copper ions by white asporogenous mutant W1Spo– was 1.7 times higher (104.88 mg/g) than in the wild type.

A complex culture to produce of fodder protein-vitamin supplements was created. A production technology of its various forms (protected by patents of Ukraine in cooperation with the Institute of Biochemistry NASU) was developed. The growth characteristics of two strains of microscopic fungi: Fusarium sambucinum IMV F-100 011 (produce wide range of vitamins) and Mycelia sterilia (white) IMV F-100 014 (produce protein) in mono- and binary culture were studied. Positive results in animal tests were obtained. The preparation is recommended for use as an additive to the feed in a dose of 0.9 g/i/day during 60 days.

The scientific researchers of Department published 14 identification guides for different ecological-taxonomic fungal groups: species of Aspergillus, Fusarium, Mucor and Penicillium genera, soil, thermophilic, enthomophilic and plant pathogenic fungi; 19 monographs; 2 editions of the manuals “Methods of Experimental Mycology” (1973, 1982), “Microorganisms as Agents of Plant Diseases” (1988), 3 manuals and guidelines that are in broad demand among the scientists. The researchers took part in the preparation of the monographs in the Mycology series (The Fungal Community: its organization and role in the ecosystem, V. 23, – Boca Raton, FL : Taylor & Francis, 2005) and Microbiology of extreme soils. Soil Biology (V. 13, Berlin-Heidelberg: Springer Verlag, 2008). The monograph "Mycobiota of Ukrainian Polissya: the effects of the Chernobyl disaster" was submitted for publication in 2012. Patents of recent years: “Method of obtaining of chitin-containing feed vitamin preparation of fungal origin” (2002), “Method of producing melanin-containing biomass using micromycete strain Cladosporium cladosporioides” (2003), “The fungal strain of Penicillium aculeatum Raper et Fennell 225 – inulinase producer” (2009), “Method of obtaining of protein and vitamin-based product on the base fungi Fusarium sambucinum IMV F-100011 and Mycelia sterilia (white) IMB F-100 014” (2010), “Using guanidin-containing adduct as fungicidal agents” (2011), “Method of radiotropism detection of micromycetes” (2012), “Screening method of micromycetes produced melanin pigments with high level of antioxidant activity” (2012), “Method of melanin pigment obtaining” (2012).

The Department supports sustainable international cooperation with scientists from Russia, Georgia, the USA, Italy and Austria. Researchers took part in fulfillment of a number of grants and programs, including 4 NTAS, 2 Soros and 1 NSF grants.

For their significant research the scientists of the Department had been awarded the State Prize of the USSR (1954), the State Prize of the USSR (1978), the Prize of the Council of Ministers of the USSR (1983) and D.K. Zabolotny Prize of NASU (1970, 1992).

SELECTED SCIENTIFIC PUBLICATIONS IN RECENT YEARS:
  1. Zhdanova N., Zakharchenko V., Haselwandter K. Radionuclides and fungal communities / The Fungal Community : its organization and role in the ecosystem / Edited by John Dighton, James F. White, Peter Oudemans. – 3rd ed. – Mycology series. – V. 23. – Boca Raton, FL : Taylor & Francis, 2005. – 936 p.
  2. Курченко И.Н., Соколова Е.В., Орлов А.А., Жданова Н.Н. Экологическая роль эндофитных грибов в минеральном питании ягодных кустарничков семейства Vacciniaceae S.F. Gray и поглощение ими 137Cs / В кн.: Краснов В.П., Орлов А.А. Радиоэкология ягодных растений. – Житомир: Волынь, 2004. – С. 190 – 202.
  3. Курченко И.Н., Соколова Е.В., Орлов А.А., Жданова Н.Н. Эндофитные микромицеты высших растений и их экологическая роль в круговороте 137Cs в биогеоценозах сфагновых болот Украинского Полесья / В кн.: Прикладная радиоэкология леса / Под ред. д. с.-х. н. проф. В.П. Краснова. – Житомир: Полисся, 2007. – С. 359 – 412.
  4. Dighton J., Tugay T., Zhdanova N. Interactions of fungi and radionuclides in soil / Microbiology of extreme soils. Soil Biology. – Chapter 16. – Berlin-Heidelberg: Springer Verlag, 2008. – P. 333 – 355.
  5. Dighton J., Tugay T., Zhdanova N. Fungi and ionizing radiation from radionuclides // FEMS Microbiol. Lett. – 2008. – V. 281. – P. 109 – 120.
  6. Кондратюк Т.А., Харкевич Е.С., Захарченко В.А., Наконечная Л.Т., Рой А.А., Жданова Н.Н., Пашкевич Р.Е. Биоповреждение авиационного топлива ТС-1 микроскопическими грибами // Микол. и фитопатол. – 2007. – 41, № 5. – С. 442 – 448.
  7. Тугай Т.І. Вплив низьких доз іонізуючого випромінювання на накопичення меланінових пігментів та активність каталази і супероксиддисмутази // Укр. біохім. журн. – 2007. – 79, № 6. – С. 93 – 99.
  8. Курченко І.М., Соколова О.В., Жданова Н.М., Яринчин А.М., Йовенко О.М. Порівняльне вивчення целюлазної та ксиланазної активностей у фітопатогенних та ендофітних штамів грибів Alternaria alternata (Fr.) Keissler // Мікробіол. журн. – 2008. – 70, № 4. – С. 25 – 30.
  9. Курченко І.М., Соколова О.В., Жданова Н.М., Яринчин А.М., Йовенко О.М. Целюлазна і ксиланазна активності грибів роду Fusarium Lk: Fr. різних трофічних груп // Мікробіол. журн. – 2008. – 70, № 5. – С. 27 – 35.
  10. Olishevska S.V., Karpenko Yu.V., Zhdanova N.M., Ostapchuk A.M. Influence of copper ions on the fatty acid profiles of soil filamentous fungi // Мікробіол. журн. – 2008. – 70, № 6. – С. 60 – 67.
  11. Карпенко Ю.В. Вплив світла різного спектрального складу на жирно-кислотні профілі мікроскопічних грибів, виділених із зони відчуження ЧАЕС // ДАН України. – 2008 – № 10. – С. 190 – 196.
  12. Кондратюк Т.А., Коритнянская В.Г., Жданова Н.Н., Наконечная Л.Т. Биоповреждения в книгохранилищах библиотек: проблемы сохранности фондов и безопасности работы с документами, поврежденными микроскопическими грибами // Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції «Збереження, дослідження, консервація, реставрація та експертиза музейних пам’яток» (м. Київ, 27 – 30 травня 2008 року). – Частина 1. – С. 245 – 249.
  13. Суббота А., Олішевська С., Хом`як В., Чуєнко А., Жданова Н. Вивчення грибостійкості матеріалу «Скельний лист», призначеного для захисту ізоляційного покриття трубопроводів // Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів: В 2-х т. – Спецвипуск журналу «Фізико-хімічна механіка матеріалів».– № 7. – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенко НАН України, 2008. – Т. 1. – С. 470 – 473.
  14. Суббота А., Олишевская С., Соколова Е., Наконечная Л., Юрьева Е., Логвиненко П., Синило В., Рябов С. Обеспечение стабильности антикоррозионных свойств СОЖ путем подбора биоцидов // Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів: В 2-х т. – Спецвипуск журналу «Фізико-хімічна механіка матеріалів». – № 7. – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенко НАН України, 2008. – Т. 2. – С. 629 – 633.
  15. Суббота А.Г., Курченко И.Н., Жданова Н.Н. К решению вопроса экологической безопасности // Четвертая международная конференция «Экологическая безопасность: проблемы и пути решения» (Алушта, сент. 2008): Сб. науч. статей в 2-х т. – Харьков: 2008. – Т.1. – С. 123 – 127.
  16. Суббота А.Г., Чуенко А.И., Наконечная Л.Т. Грибное поражение резинотехнических материалов // Четвертая международная конференция «Экологическая безопасность: проблемы и пути решения» (Алушта, сент. 2008): Сб. науч. статей в 2-х т. – Харьков: 2008. – Т.1. – С. 128 – 132.
  17. Козлова И.А., Пиляшенко-Новохотный А.И., Жданова Н.Н., Суббота А.Г. Биокоррозия металлов. – В кн.: Неорганическое материаловедение: Энциклопед. изд. : В 2 т. / Под ред. В.В. Скорохода, Г.Г. Гнесина. – Т. 1: Основы науки о материалах / В.В. Скороход, Г.Г. Гнесин, В.М. Ажажа и др. – Киев: Наук. думка, 2008. – С. 675 – 690.
  18. Borisenko A., Antonuk M,. Aisenberg V., Kapichon A., Stoiko V. Rhizopus sp. 2000 FM – the active fungal exolipase producer // Фактори експериментальної еволюції організмів. Збірник наукових праць. – Т. 6.– Київ: Логос. – С. 255 – 258.
  19. Zhdanova N.M., Ayzenberg V.L., Vasilevska A.I., Zhdanova N.M. et al. Endoglucanase–producing micromycetes capable of plant wastes degrading // Укр. біохім. журн. – 2009. – 81, № 5. – С. 100 – 105.
  20. Коптева Ж.П., Занина В.В., Коптева А.Е., Айзенберг В.Л., Борисенко А.В. Липолитическая и каталазная активности бактерий – деструкторов защитных покрытий // Мікробіол. журн. – 2009. – 71, № 4. – С. 45 – 50.
  21. Кураєва І.В., Манічев В.Й., Олішевська С.В., Локтіонова О.П., Яковенко О.В. Біогеохімічні показники ґрунтів у зоні впливу Костянтинівського свинцево-цинкового комбінату // Мінералогічний журнал. – 2009. – 31, № 1. – С. 58 – 62.
  22. Курченко І.М., Соколова О.В., Орлов О.О., Юр’єва О.М., Іванюк Т.М. Мікобіота Quercus robur L. дібров Житомирської області // Мікробіол. журн. – 2009. – 71, № 5. – С. 23 – 33.
  23. Курченко І.М., Орлов О.О., Соколова О.В., Юр’єва О.М., Жданова Н.М. Ендофітні мікроскопічні гриби у рослинному покриві боліт Рівненського природного заповідника та їх роль у функціонуванні болотних екосистем // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Збереження та відтворення біорізноманіття природно-заповідних територій», присвяченої 10-річю рівненського природного заповідника (м. Сарни, 11–13 червня 2009 р.). – Рівне: ВАТ «Рівненська друкарня», 2009. – С. 214 – 223.
  24. Olishevska S.V., Ayzenberg V.L., Vasylevska A.I., Zhdanova N.M., Kurchenko I.M., Kapichon G.P., Artyshkova L.V., Nakonechna L.T. Endoglucanase-producing micromycetes capable of plant wastes degrading // Укр. біохім. журн. – 81, № 5. – С. 100 – 105.
  25. Olishevska S.V., Zhdanova N.N. Chemotropism of soil filamentous fungi towards copper ions // Микол. и фитопатол. – 2009. – 43, № 1. – С. 58 – 67.
  26. Олішевська С.В., Захарченко В.О., Наконечна Л.Т., Манічев В.Й., Кураєва І.В. Вплив важких металів на мікобіоту ґрунту Криворізького регіону // Мікробіол. журн. – 2009. – 71, № 4. – С.50 – 58.
  27. Olishevska S.V., Ayzenberg V.L., Vasylevska A.I., Zhdanova N.M., Kurchenko I.M., Kapichon G.P., Artyshkova L.V., Nakonechna L.T. Endoglucanase–producing micromycetes capable of plant wastes degrading // Укр. біохім. журн. – 81, № 5. – С. 100 – 105.
  28. Гродзинська Г.А., Сирчін С.О., Кучма М.Д., Желтоножський В.О. Накопичення 137Сs і 90Sr макроміцетами Українського Полісся // Збірник наукових праць «Сучасні екологічні проблеми Українського Полісся і суміжних територій» / За ред. Г.Г. Сенченко, І.В. Смаля. – Ніжин: ПП Лисенко М.М., 2011. – С. 69 – 75.
  29. Гродзинська Г.А., Сирчін С.О., Кучма М.Д. Накопичення 137Сs i 90Sr макроміцетами Українського Полісся // Міжнародна конференція «Двадцять п’ять років Чорнобильської катастрофи. Безпека майбутнього. 20 – 22 квітня 2011 р., Київ, Україна. Збірка доповідей. Висновки і рекомендації. Ч.1. с.117 – 118.
  30. Кондратюк Т.О., Наконечна Л.Т., Харкевич О.С. Мікроскопічні гриби, виявлені на пошкоджених оздоблювальних матеріалах стін (штукатурці та фарбі) всередині приміщень // Український ботанічний журнал. – 2011. – 68, № 3. – С. 407 – 419.
  31. Варбанець Л.Д., Авдіюк К.В., Борзова Н.В., Харкевич О.С., Жданова Н.М., Сейфуліна І.Й., Марцинко О.Е., Пєсарогло О.Г. Властивості α-амілази Aspergillus sp. 55 // Мікробіол. журн. – 2009. – 71, № 3. – С. 3 – 9.
  32. Стойко В.І., Жданова Н.М., Айзенберг В.Л., Капічон Г.П. Вплив умов культивування на синтез інулінази Penicillium sp. 225 // Наукові праці Національного університету харчових технологій. – К.: НУХТ, 2011. – № 37/38. – С. 26 – 30.
  33. Стойко В.І., Жданова Н.М., Айзенберг В.Л., Капічон Г.П. Використання ультрафільтрації для концентрування та очистки інулінази Penicillium sp. 225 // Харчова промисловість. – К.: НУХТ, 2011. – № 10/11. – С. 32 – 35.
  34. Стойко В.І., Жданова Н.М., Айзенберг В.Л., Капічон Г.П. Виділення інулінази з культуральної рідини Penicillium sp. 225 та характеристика її фізико-хімічних властивостей // Біотехнологія. – 2011. – 4, № 5. – С. 77 – 82.
  35. Супрун С.М., Донченко Г.В., Харкевич Е.С., Павличенко А.К., Степаненко С.П., Курченко И.Н., Кучмеровская Т.М. Комплексный грибной препарат: получение и применение в животноводстве // Збірник наукових праць «Фактори експериментальної еволюції організмів». – К.: Логос, 2011. – Т. 11. – С. 422 – 427.
  36. Тугай Т.І. Вплив іонізуючого опромінення на активність ферментів антиоксидантного захисту Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson // Мікробіол. журн. – 2011. – 73, № 1. – С. 29 – 35.
  37. Тугай Т.І., Бузарова О.І., Желтоножзький В.А., Садовников Л.В. Особливості жирнокислотного профілю клітинних ліпідів мікроскопічних грибів, що проявляють радіоадаптивні властивості під впливом різних типів іонізуючого опромінення // Мікробіол. журн. – 2011. – 73, № 2. – С. 26 – 32.
  38. Тугай Т.І. Функціонування антиоксидантної системи Aspergillus versicolor з радіоадаптивними властивостями в умовах дії іонізуючого опромінення // Мікробіологічний журнал. – 2011. – 73, № 5. – С. 28 – 35.
  39. Чуєнко А.І. Характеристика лінійного росту мікроскопічних грибів, виділених з гумо технічних матеріалів // Мікробіол. журн. – 2011. – 73, № 4. – С. 46 – 54.
  40. Grodzinskaya A.A., Syrchin S.A., Kuchma N.D., Bilay V.T. Radioactive contamination of Ukrainian wild growing mushrooms // Proceedings of the 7th Intern. Conf. on the Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP7), Arcachon, France, 2011. – Р. 566 – 572.
  41. Tugay T.I., Zheltonozhskaya M.V., Sadovnikov L.V., Tugay A.V., Farfan E.B. Effects of ionizing radiation on the antioxidant system of microscopic fungi with radioadaptive properties found in the Chernobyl exclusion zone // Health Physics – Radiation Safety Journal. – 2011. – 101, № 4. – P. 375 – 382. (IF 1,35).
  42. Гродзинская А.А., Самчук А.И., Сырчин С.А. Содержание минеральных элементов в плодовых телах представителей порядка Boletales // Макромицеты: лекарственные свойства и биологические особенности / Под ред. С.П. Вассера. – К.: Велес, 2012. – С. 107 – 124.
  43. Гродзинская А.А., Сырчин С.А., Кучма Н.Д., Вассер С.П. Макромицеты-биоиндикаторы радиоцезиевого загрязнения Украины // Макромицеты: лекарственные свойства и биологические особенности / Под ред. С.П. Вассера. – К.: Велес, 2012. – С. 181 – 283.
  44. Молдаван М.Г., Гродзинская А.А., Вассер С.П., Соломко Э.Ф., Сырчин С.А., Григанский А.Ф., Колотушкина Е.В., Ломберг М.Л. Нейротропное действие микромицетов // Макромицеты: лекарственные свойства и биологические особенности / Под ред. С.П. Вассера. – К.: Велес, 2012. – С. 46 – 106.
  45. Сырчин С.А. Антиоксидантная активность макромицетов // Макромицеты: лекарственные свойства и биологические особенности / Под ред. С.П. Вассера. – К.: Велес. – 2012. – С. 140 – 150.
  46. Авдиюк Е.В., Варбанец Л.Д., Сафронова Л.А., Харкевич Е.С. Очистка α-амилаз Aspergillus flavus var. oryzae и Bacillus subtilis и их свойства // Биотехнология. – 2012. – № 5. – С. 91 – 98.
  47. Гончар О.М., Тугай Т.І., Тугай А.В., Лопатько К.Г., Афтанділянц Є.Г., Патика М.В. Дослідження біологічної активності препаратів наночастинок металів // Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: Зб. наук. праць. – Т. 4. – К.: Логос, 2012.– С. 456 – 461.
  48. Кондратюк Т.О., Наконечна Л.Т., Харкевич О.С. Мікроскопічні гриби в повітрі сховищ кінофотодокументів // Мікробіол. журн. – 2012. – 74, № 3. – С. 48 – 53.
  49. Курченко И.Н. Амилолитическая активность штаммов Fusarium Lk: Fr. и Alternaria Nees: Fr. // Мікробіологічний журнал. – 2012. – 74, № 3. – С. 36 – 43.
  50. Павличенко А.К., Жданова Н.Н. Устойчивость конидий микромицетов из помещений объекта «Укрытие» (Чернобыльская АЭС) к различным концентрациям перекиси водорода // Микология и фитопатология. – 2012. – 46, № 1. – С. 75 – 80.
  51. Рой А.О., Харкевич О.С. Хітинолітичні властивості бактерій Bacillus Conh, що перспективні для створення біопрепаратів для рослинництва // Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: зб. наук. пр. – Т. 4. – К.: Логос, 2012. – С. 401 – 405.
  52. Супрун С.М., Пархоменко Ю.М., Донченко Г.В., Харкевич Е.С., Степаненко С.П., Сидниченко И.В., Лясота В.П., Кучмеровская Т.М. Грибной препарат: питательная ценность, испытание на животных // Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: зб. наук. праць – Т. 4. – К.: Логос, 2012. – С. 612 – 617.
  53. Kondratyuk T.A., Kharkevich E.S., Kurchenko I.N. Flight safety: bioresistence problems of aviation fuel, products and materials used in aircraft construction // Авіація у ХХІ столітті – Безпека в авіації та космічні технології: зб. праць V Всесвітнього конгресу. – Київ, 2012. – Т. 3. – С. 5.58 – 5.61.

On the basis of the Department two nonstructural Laboratories were established and have been successfully working: Laboratory of secondary metabolites of micromycetes and Testing Laboratory of resistance to fungi and microbiological researches of technical, medical products and materials.

LABORATORY OF SECONDARY METABOLITES OF MICROMYCETES

Head:
Sc.D., Prof. Olexandr Maxymovych Zaichenko
+38 (044) 526-94-24

Head Sc.D., Prof. Olexandr Maxymovych Zaichenko

Traditionally, the Laboratory deals with research of the physiological, biochemical peculiarities and toxin-production of fungi – producers of macrocyclic trichothecenes (MСTС). Based on these studies a number of media providing for the regulated synthesis of separate components of a MCTC complex were worked out to facilitate their isolation in consequence of crystallization possibility from enriched fraction.

Dependence of change dynamics of MCTC composition on the cultivation conditions was studied. The producer’s ability to transform more toxic components of the complex into less toxic ones was established. This phenomenon was referred as the defensive reaction of the fungus. The valuation of the toxigenic potential of species of Dendrodochium, Myrothecium and Stachybotrys genera by HPLC gave reasons to assert that the ability to synthesize MCTC is a general property of the studied genera. It was found that more than 100 cultures had this ability. At the same time, a number of representatives were deficient in the synthesis of separate components of the MCTC complex.

For the first time, verrucarin A was isolated from D. toxicum conidia. The research of MCTC’s biological activity was focused predominantly on the antibiotic properties of these metabolites against a broad spectrum of microorganisms (over 3.000 strains). Based on these studies a bank of mycotoxin-sensitive and resistant cultures was formed. It had been used in the microbiological methods of indication of these metabolites in various food, fodder and industrial substrates.

With the help of trichothecene-resistant yeast strain, the method of biological inactivation of T-2 toxin was elaborated.

In laboratory was established the chemical kind of dendrodochins – a MCTC complex synthesized D. toxicum. On the basis of study of physical, chemical and spectral characteristics separate components of the complex were identified as verrucarin A, verrucarin J, roridin A, roridin E and roridin H. For the first time, earlier unknown for Stachybotrys chartarum roridin H was isolated from cultural filtrates of this genus.

A possibility of selection of the resistance against pathogenic fungi by the mycotoxins synthesized by them (grapes – Botrytis cinerea; potato – Phytophthora infestans; sunflower – Phomopsis sp.) was proved in practice. On the basis of long-term studies it was proved that synthesized by D. toxicum MCTC were not typical secondary metabolites, since they played a role in the producer’s vital processes.

The scientists of laboratory improved several chemical methods for the mycotoxin determination. Based on these elaboration laboratory initiated and implemented the training program for staff of testing mycotoxicological laboratories together with the scientific-educational center of State consumer standard of Ukraine.

For the first time a complex of test-systems corresponding to the peculiarities of MСTС biological action and at the same time had significant differences in the organization of protein-synthesizing systems and in the processes of cell energy supply was used in the study of some aspects of MCTC action mechanism. So, the study of the fungistatic activity mechanism involved the use of a twin system, a MCTC-sensitive Saccaromyces cerevisiae yeast strain and stable variants adapted to high MCTC concentrations by successive inoculations.

A unicellular green algae Chlorella vulgaris was used in study of the mechanisms of MCTC phytotoxic activity. Comparative study of MCTC influence upon the functioning of the protein-synthesizing system involved the use of the simplest possible representative of prokaryotes Acholeplasma laidlawii; also preparations of sarcoplasmatic reticulum (in norm responsible for skeleton muscle contraction) were used as a model system in consequence of the dendrodochiotoxicoses symptom – muscle contracture.

In recent years, laboratory research has focused on the search for new biologically active compounds among the scantily explored micromycete species for their further practical use. A new metabolite with a herbicidal activity against such malicious weeds as panic, butter-weed (Erigeron canadensis L.), Galinsoga parviflora Cav., etc., was isolated from Aspergillus parvulus. The series of other metabolites with antibiotic and fungistatic activities were isolated.

In the Laboratory 11 scientists gained PhD degree; the results of the long-term researches had been generalized in a monograph work and more than 60 scientific articles. The studies of Laboratory were supported by “NATO Research Fellowship” and “Intas/Ukraine Call” grants.

THE MAIN SCIENTIFIC PUBLICATIONS OF STAFF OF LABORATORY OF SECONDARY METABOLITES OF MICROMYCETES:
  1. Zaichenko A.M., Rubezhnjak I.G. Chemical kind of dendrodochins // Microbiol. J. – 1999. – 61, № 1. – P. 46-59. (In Russian)
  2. Smirnov V.V., Zaichenko A.M., Rubezhnjak I.G. Mycotoxins: fundamental and applied aspects // Modern Problems in Toxicology. – 2000. – № 1. – P. 5-12. (In Russian)
  3. Andrienko E.V., Zaichenko A.M. Roridin H from Stachybotrys chartarum // Modern Problems in Toxicology. – 2003. – № 3. – P. 59-63. (In Ukrainian)
  4. Zaichenko A.M., Andrienko E.V., Tsyganenko E.S. Stachybotryotoxicoses: medical aspects // Modern Problems in Toxicology. – 2006. – № 4. – P. 17-20. (In Russian)
  5. Zaichenko A.M., Andrienko E.V., Tsyganenko E.S. Macrocyclic trichothecene mycotoxins. – Kyiv: Nauk. Dumka, 2008. – 247 p. (In Russian)