The Number and Species Diversity of Cultured Microfungi on the Barents Sea Coast

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The number and diversity of cultivated microscopic fungi isolated from seawater, littoral and supralittoral soil on the coast of the Barents Sea were studied. Communities of microfungi are mainly represented by facultative marine fungi of terrigenous origin. The isolates mainly belonged to anamorphic fungi of the department Ascomycota and are represented by the genera Penicillium, Aspergillus, Talaromyces, Trichoderma, Acremonium etc., characteristic of the cold northern seas. The frequently found species in the study area were Aspergillus brasiliensis, Penicillium hirsutum, P. glabrum, P. spinulosum, P.  janczewskii, Trichoderma koningii, T. viride, Talaromyces purpureogenus. The number of fungi in the supralittoral soil is two to three orders of magnitude higher than in the soils of the littoral zone and averaged from 4 to 13 thousand CFU/g. In sea water, the number of fungi was only a few units per ml. The maximum number of saccharolytic fungi was noted in the soils of the supralittoral zone. In the soils of the littoral and sea water, the number of hydrocarbon-oxidizing fungi varied from 52.5 to 143.3 CFU/g and from 0 to 4 CFU/ml, respectively. The number of saccharolytics varied from 0 to 113 CFU/g in the littoral soil and from 0 to 3 CFU/mL in sea water in all the studied areas, except for the most polluted ones, where it reached values of 200 CFU/g. An increase in the proportion of saccharolytic fungi in sea water and littoral may indicate anthropogenic pollution of the area, including hydrocarbons and other organic compounds. The urbanized areas of the Kola Bay with a high anthropogenic load were characterized by a richer species diversity and an increase in the proportion of pathogenic and opportunistic forms of microscopic fungi. A high level of hydrocarbon pollution negatively affected the number of saccharolytic fungi, while lower values of hydrocarbon content did not affect the number of saccharolytics. The number of fungi grown on Czapek’s mineral medium decreased as the amount of hydrocarbons both in sea water and in the littoral zone increased, which may indicate a high vulnerability of marine microfungi to pollution.

About the authors

V. А. Мyazin

Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Centre of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: myazinv@mail.ru
Russia, Apatity

E. A. Isakova

Kola Science Centre of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kristina-i2014@yandex.ru
Russia, Apatity

M. V. Korneykova

Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Centre of Russian Academy of Sciences; Peoples Friendship University of Russia

Author for correspondence.
Email: korneykova.maria@mail.ru
Russia, Apatity; Russia, Moscow

References

  1. Amend A., Burgaud G., Cunliffe M. et al. Fungi in the marine environment: Open questions and unsolved problems. MBio. 2019. V. 10 (2e01189-18). https://doi.org/10.1128/mBio.01189-18
  2. Andersen R. A. (ed.). Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, Oxford, 2005.
  3. Bogdanova O.Yu. (ed.). Microbiology of aquatic ecosystems. MGTU, Murmansk, 2015 (in Russ.).
  4. Bovio E., Gnavia G., Prigionea V. et al. The culturable mycobiota of a Mediterranean marine site after an oil spill: isolation, identification and potential application in bioremediation. Sci. Total Environm. 2017. V. 576. P. 310–318. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10
  5. Bubnova E.N. Changes in the complexes of soil fungi during the transition from zonal soils to marine ecotopes (on the example of the coast of the Kandalaksha Gulf of the White Sea). PhD Biol. Sci. Thesis. Moscow, 2005 (in Russ.).
  6. Bubnova E.N., Konovalova O.P. Diversity of the mycelial fungi on the littoral and sublittoral sediments of the Barents Sea (near the Dalnie Zelentsy settlement). Mikologiya i fitopatologiya. 2018. V. 52 (5). P. 319–327. https://doi.org/ (in Russ.).https://doi.org/10.1134/S0026364818050021
  7. Bubnova E.N., Nikitin D.A. Fungi in bottom sediments of the Barents and Kara Seas. Biologiya morya. 2017. V. 43 (5). P. 366–371 (in Russ.).
  8. Bubnova E.N. Fungal diversity in bottom sediments of the Kara Sea. Botanica Marina. 2010. V. 53. P. 595–600. https://doi.org/10.1515/BOT.2010.063
  9. Butinar L., Frisvad J. C., Gunde-Cimerman N. Hypersaline waters – a potential source of foodborne toxigenic aspergilli and penicillia. FEMS Microbiol Ecol. 2011. V. 77. P. 186–199. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2011.01108.x
  10. Cantrell S.A., Dianese J.C., Fell J. et al. Unusual fungal niches. Mycologia. 2011. V. 103 (6). P. 1161–1174. https://doi.org/10.3852/11-108
  11. De Hoog G.S., Guarro J., Gené J. et al. Atlas of clinical fungi, 4th ed. Hilversum, 2020.
  12. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.-H. Compendium of soil fungi. IHW-Verlag, Eching, 2007.
  13. Doneryan L.G., Vodyanova M.A., Tarasova Zh.E. Microscopic soil fungi – organisms-bioindicators of oil-contaminated soils. Gigiena i sanitariya. 2016. V. 95 (9). P. 891–894. http://dx.doi.org/ (in Russ.).https://doi.org/10.1882/0016-9900-2016-9-891-894
  14. Egorova L.N. Soil fungi of the Far East. Hyphomycetes. Nauka, Leningrad, 1986 (in Russ.).
  15. Evdokimova G.A., Korneykova M.V., Lebedeva E.V. Micromycetes communities from soils in the impact zone of aluminium plant. Mikologiya i fitopatologiya. 2007. V. 41 (1). P. 20–28 (in Russ.).
  16. Fravel D., Olivain C., Alabouvette C. Fusarium oxysporum and its biocontrol. New Phytol. 2003. V. 157 (3). P. 493–502.
  17. Gams W. Tolypocladium, eine Hyphomycetengattung mit geschwollenen Phialiden. Persoonia. 1971. V. 6 (2). P. 185–191.
  18. Gonçalves M.F.M., Santos L., Silva B.M.V. et al. Biodiversity of Penicillium species from marine environments in Portugal and description of Penicillium lusitanum sp. nov., a novel species isolated from sea water. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2019. V. 69. P. 3014–3021. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.003535
  19. Gorin S.L., Leman V.N. Hydrological regime and pollution in the basin and in the water area of Pechenga Bay (Varanger Fjord of the Barents Sea) according to long-term observations of the hydrometeorological service. Trudy VNIRO. 2017. V. 165. P. 66–82 (in Russ.).
  20. GOST 26423-85. Methods for determining the electrical conductivity, pH and dense residue of aqueous extract. Moscow, Standartinform. 2011 (in Russ.).
  21. GOST 31861-2012. Interstate standard. Water. General sampling requirements. 2012 (in Russ.).
  22. Hassan N., Rafiq M., Hayat M. et al. Psychrophilic and psychrotrophic fungi: a comprehensive review. Rev. Environm. Sci. Bio/Technol. 2016. V. 15 (2). P. 147–172. https://doi.org/10.1007/s11157-016-9395-9
  23. Hyde K.D., Pointing S.B. (eds). Marine mycology: A practical approach. Fungal Diversity Press, 2000.
  24. Ilyin G.V., Moiseev D.V., Shirokolobov D.V. et al. Hydrological regime of Zelenetskaya Bay, eastern Murman. Vestnik MGTU. 2016. V. 19 (1–2). P. 268–277 (in Russ.).
  25. Index Fungorum. CABI Bioscience, 2023. http://www.indexfungorum.org. Accessed 13.03.2023.
  26. Jones E.B.G., Pang K.-L., Abdel-Wahab M.A. et al. An online resource for marine fungi. Fungal Diversity. 2019. V. 96. P. 347–433. https://doi.org/10.1007/s13225-019-00426-5
  27. Khudyakova Yu.V. Soil fungi of the Sea of Japan (Russian coast) and their biologically active metabolites. PhD. Biol. Sci. Thesis. Vladivostok, 2004 (in Russ.).
  28. Khusnullina A.I., Bilanenko E.N., Kurakov A.V. Microscopic fungi of the White Sea soils. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal. 2018. V. 5. P. 584–598 (in Russ.). https://doi.org/10.1134/S1995425518050062
  29. Kireeva N.A., Rafikova G.F., Bakaeva M.D. Effect of oil pollution on the accumulation of opportunistic fungi in soil. Problemy meditsinskoy mikologii. 2006. V. 8 (3). P. 29–32 (in Russ.).
  30. Kirtsideli I.Yu. Soil microfungi of the Barents sea coast (near Varandey settlement). Novosti sistematiki nizshikh rasteniy. 2009. V. 43. P. 113–121 (in Russ.).
  31. Kirtsideli I.Yu., Abakumov E.V., Teshebaev Sh.B. et al. Microbial communities in regions of arctic settlements. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016. V. 95 (10). P. 923–929 (in Russ.). https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-10-923-929
  32. Kirtsideli I.Yu., Vlasov D.Yu., Barantsevich E.P. et al. Distribution of terrigenous microfungi in Arctic Seas. Mikologiya i fitopatologiya. 2012. V. 46 (5). P. 306–310 (in Russ.).
  33. Kirtsideli I.Yu., Vlasov D.Yu., Krylenkov V.A. et al. Comparative Study of Airborne Fungi at Arctic Stations Near Water Area of the Northern Sea Route. Ekologiya cheloveka. 2018. V. 4. P. 16–21 (in Russ.).
  34. Klich M.A. Identification of common Aspergillus species. Utrecht, 2002.
  35. Kohlmeyer J., Kohlmeyer E. Marine Mycology. The Higher Fungi. Academic Press, N.Y., 1979.
  36. Korneykova M., Nikitin D., Myazin V. Qualitative and quantitative characteristics of soil microbiome of Barents Sea Coast, Kola Peninsula. Microorganisms. 2021. V. 9. P. 21–26. https://doi.org/10.3390/microorganisms9102126
  37. Korneykova M.B., Evdokimova G.A., Lebedeva E.V. The complexes of microscopic fungi in oil products polluted cultivated soil on Kola North. 2011. V. 45 (3). P. 249–256 (in Russ.).
  38. Koval E.Z., Rudenko A.V., Voloshchuk N.M. Penicillia. Identification manual. National research restoration centre of Ukraine, Kiev, 2016 (in Russ.).
  39. Kurakov A.V. Methods of isolation and characteristics of microscopic fungi complexes in terrestrial ecosystems. Moscow, Maks Press, 2001 (in Russ.).
  40. Li L., Singh P., Liu Y. et al. Diversity and biochemical features of culturable fungi from the coastal waters of Southern China. AMB Express 2014. V. 4 (60). https://doi.org/10.1186/s13568-014-0060-9
  41. Maamar A., Lucchesi M.-E., Debaets S. et al. Highlighting the crude oil bioremediation potential of marine fungi isolated from the Port of Oran (Algeria). Diversity. 2020. V. 12 (196). https://doi.org/10.3390/d12050196
  42. Magurran A.E. Ecological diversity and its Measurement. Springer-Science and Business Media, BV, 1988.
  43. Malavenda S.S., Malavenda S.V. Features of degradation in phytocenoses of the southern and middle knees of the Kola Bay of the Barents Sea. Vestnik MSTU 2012. V. 15 (4). P. 794–802 (in Russ.).
  44. Marfenina O.E. Anthropogenic ecology of soil fungi. Moskow, Meditsina dlya vsekh, 2005 (in Russ.).
  45. Marfenina O.E. Dangerous mildew in the environment. Priroda. 2002. V. 11. P. 33–38 (in Russ.).
  46. Mastitskiy S.E., Shitikov V.K. Statistical analysis and data visualization with R. 2014. http://r-analytics.blogspot.com (in Russ.).
  47. Matishov G.G., Dzhenyuk S.L. (ed.) Kola Bay: oceanography, biology, ecosystems, pollutants. KSC RAS, Apatity, 1997 (in Russ.).
  48. Mineev V.G. Handbook on agrochemistry, 2th ed. MSU, Moscow, 2001 (in Russ.).
  49. Mirchink T.G. Soil mycology. MSU, Moscow, 1988 (in Russ.).
  50. Mishustina I.E., Shcheglova I.K., Mitskevich I.N. Marine microbiology. Far Eastern University Press, Vladivostok, 1985 (in Russ.).
  51. Park M.S., Oh S.-Y., Fong J.J. et al. The diversity and ecological roles of Penicillium in intertidal zones. Scientific reports. 2019. V. 9. https://doi.org/10.1038/s41598-019-49966-5
  52. PND F 16.1:2.2.22-98. Quantitative chemical analysis of soils. Methodology for measuring the mass fraction of oil products in mineral, organogenic, organomineral soils and bottom sediments by IR-spectrometry. Moscow, 1998 (in Russ.).
  53. PND F 14.1:2:4.5-95. Quantitative chemical analysis of waters. Methodology for measuring the mass concentration of oil products in drinking, surface and waste waters by IR-spectrometry. Moscow. 1995 (in Russ.).
  54. Raghukumar S. (ed.) Fungi in coastal and oceanic marine ecosystems. Springer, Heidelberg etc., 2017.
  55. Rämä T., Mathiassen G.H., Kauserud H. Marine fungi new to Norway, with an outlook to the overall diversity. Agarica. 2014. V. 35. P. 35–47.
  56. Rheinheimer G. (ed.) Microbial ecology of a brackish water environment. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 1977. https://doi.org/10.1 007/978-3-642-66791-6
  57. Richards T.A., Jones M.D.M., Leonard G. et al. Marine fungi: Their ecology and molecular diversity. Ann. Rev. Mar. Sci. 2012. V. 4. P. 495–522. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-120710-100802
  58. Satton D., Fotergill A., Rinaldi M. Determinant of pathogenic and conditionally pathogenic fungi. Mir, Moscow, 2001 (in Russ.).
  59. Singh S.M., Puja G., Bhat D.J. Psychrophilic fungi from Schirmacher Oasis, East Antarctica. Current Sci. 2006. V. 90 (10). P. 1388–1392.
  60. Slinkina N.N. Fungi in aquatic soils of the shelf zone of Sakhalin Island. PhD Biol. Sci. Thesis. Vladivostok, 2009 (in Russ.).
  61. Song F., Dai H., Tong Y. et al. Trichodermaketones A-D and 7-O-Methylkoninginin D from the marine fungus Trichoderma koningii. J. Natural Products. 2010. V. 73. P. 806–810. https://doi.org/10.1021/np900642p
  62. Vänninen I. Distribution and occurrence of four entomopathogenic fungi in Finland: Effect of geographical location, habitat type and soil type. Mycol. Res. 1996. V. 100. P. 93–101.
  63. Weng Q., Zhang X., Chen W. et al. Secondary metabolites and the risks of Isaria fumosorosea and Isaria farinose. Molecules. 2019. V. 24 (664). 10.3390/molecules24040664' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.3390/molecules24040664
  64. Wikipedia [site]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/. Accessed 23.09.2022.
  65. Zaytsev Yu.P., Kopytina N.I. Fungi in the marine environment. Mikrobiologiya i biotekhnologiya. 2009. V. 7. P. 6–14 (in Russ.).
  66. Zimmermann G. The entomopathogenic fungi Isaria farinosa (formerly Paecilomyces farinosus) and the Isaria fumosorosea species complex (formerly Paecilomyces fumosoroseus): biology, ecology and use in biological control. Biocontrol Sci. Technol. 2008. V. 18 (9). P. 865–901. https://doi.org/doi: https://doi.org/10.1080/09583150802471812
  67. Zvyagintsev D.G. Methods of soil microbiology and biochemistry. MSU, Moscow, 1991 (in Russ.).
  68. Богданова О.Ю. (Bogdanova) Микробиология водных экосистем: учебное пособие. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2015. 182 с.
  69. Бубнова Е.Н. (Bubnova) Изменения комплексов почвообитающих грибов при переходе от зональных почв к морским экотопам (на примере побережья Кандалакшского залива Белого моря). Дисс. … канд. биол. наук. М.: МГУ, 2005.
  70. Бубнова Е.Н., Коновалова О.П. (Bubnova, Konovalova) Разнообразие мицелиальных грибов в грунтах ли-торали и сублиторали Баренцева моря (окрестности поселка Дальние Зеленцы) // Микология и фитопатология. 2018. Т. 52. № 5. С. 319–327. https://doi.org/10.1134/S0026364818050021
  71. Бубнова Е.Н., Никитин Д.A. (Bubnova, Nikitin) Грибы в донных грунтах Баренцева и Карского морей // Биология моря. 2017. Т. 43. № 5. С. 366–371.
  72. Википедия [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/. Дата обращения: 01.03.2023.
  73. Горин С.Л., Леман В.Н. (Gorin, Leman) Гидрологический режим и загрязнение в бассейне и на акватории губы Печенга (Варангер-фьорд Баренцева моря) по данным многолетних наблюдений гидрометслужбы // Труды ВНИРО. 2017. № 165. С. 66–82.
  74. ГОСТ 26423-85. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки. М.: Стандартинформ, 2011. 6 с.
  75. ГОСТ 31861-2012. Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 2012. 36 с.
  76. Донерьян Л.Г., Водянова М.А., Тарасова Ж.Е. (Doneryan et al.) Микроскопические почвенные грибы-организмы-биоиндикаторы нефтезагрязненных почв // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95. № 9. С. 891–894.
  77. Евдокимова Г.А., Корнейкова М.В., Лебедева Е.В. (Evdokimova et al.) Сообщества микромицетов в почвах в зоне воздействия алюминиевого завода // Микология и фитопатология. 2007. Т. 41. № 1. С. 20–28.
  78. Егорова Л.Н. (Egorova) Почвенные грибы Дальнего Востока. Гифомицеты. Ленинград: Наука, 1986. 192 с.
  79. Зайцев Ю.П., Копытина Н.И. (Zaytsev, Kopytina) Грибы в морской среде // Мікробіологія і біотехнологія. 2009. № 7. С. 6–14.
  80. Звягинцев Д.Г. (Zvyagintsev) Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.
  81. Ильин Г.В., Моисеев Д.В., Широколобов Д.В. и др. (Ilyin et al.) Гидрологический режим губы Зеленецкая, восточный Мурман // Вестник МГТУ. 2016. Т. 19. № 1–2. С. 268–277.
  82. Киреева Н.А., Рафикова Г.Ф., Бакаева М.Д. (Kireeva et al.) Влияние загрязнения нефтью на накопление оппортунистических грибов в почве // Проблемы медицинской микологии. 2006. Т. 8. № 3. С. 29–32.
  83. Кирцидели И.Ю. (Kirtsideli) Почвенные микроскопические грибы прибрежного района Баренцева моря (окрестности поселка Варандей) // Новости систематики низших растений. 2009. Т. 43. № 43. С. 113–121.
  84. Кирцидели И.Ю., Абакумов Е.В., Тешебаев Ш.Б.и др. (Kirtsideli et al.) Микробные сообщества в районах арктических поселений // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95. № 10. С. 923–929. https://doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-923-929
  85. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Баранцевич Е.П. и др. (Kirtsideli et al.) Распространение терригенных микромицетов в водах Арктических морей // Микология и фитопатология. 2012. Т. 46. № 5. С. 306–310.
  86. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А. и др. (Kirtsideli et al.) Сравнительное исследование аэромикоты арктических станций по Северному морскому пути // Экология человека. 2018. Т. 4. С. 16–21.
  87. Коваль Э.З., Руденко А.В., Волощук Н.М. (Koval et al.) Пенициллии. Руководство по идентификации. Киев: Национальный научно-исследовательский реставрационный центр Украины, 2016. 408 с.
  88. Корнейкова М.B., Евдокимова Г.A., Лебедева Е.В. (Korneykova et al.) Комплексы микроскопических грибов в загрязненных нефтепродуктами агроземах Кольского полуострова // Микология и фитопатология. 2011. Т. 45. № 3. С. 249–256.
  89. Кураков А.В. (Kurakov) Методы выделения и характеристики комплексов микроскопических грибов наземных экосистем. М.: Макс Пресс, 2001. 92 с.
  90. Малавенда С.С., Малавенда С.В. (Malavenda, Malavenda) Черты деградации в фитоценозах южного и среднего колен Кольского залива Баренцева моря // Вестник МГТУ. 2012. Т. 15. № 4. С. 794–802.
  91. Марфенина О.Е. (Marfenina) Антропогенная экология почвенных грибов. Москва: Медицина для всех, 2005. 196 с.
  92. Марфенина О.E. (Marfenina) Опасные плесени в окружающей среде // Природа. 2002. № 11. С. 33–38.
  93. Мастицкий С.Э., Шитиков В.К. (Mastitskiy, Shitikov) Статистический анализ и визуализация данных с помощью R. 2014. http://r-analytics.blogspot.com
  94. Матишов Г.Г., Дженюк С.Л. (Matishov, Dzhenyuk) Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, поллютанты. Апатиты: КНЦ РАН, 1997. 265 с.
  95. Минеев В.Г. (Mineev). Практикум по агрохимии: Учеб. пособие, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
  96. Мирчинк Т.Г. (Mirchink) Почвенная микология: учебник. Москва: Изд-во МГУ, 1988. 220 с.
  97. Мишустина И.Е., Щеглова И.К., Мицкевич И.Н. (Mishustina et al.) Морская микробиология. Учебное пособие. Владивосток: изд-во Дальневосточного университета, 1985. 181 с.
  98. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 (PND F 16.1:2.2.22-98). Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органоминеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М., 1998 (издание 2005 г.). 21 с.
  99. ПНД Ф 14.1:2:4.5-95 (PND F 14.1:2:4.5-95). Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, поверхностных и сточных водах методом ИК-спектрометрии. М., 1995 (издание 2011 г.). 15 с.
  100. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. (Satton et al.) Определитель патогенных и условно патогенных грибов: пер. с англ. М.: Мир, 2001. 486 с.
  101. Слинкина Н.Н. (Slinkina) Грибы аквапочв шельфовой зоны острова Сахалин: автореф. … дис. канд. биол. наук. Владивосток, 2009. 20 с.
  102. Худякова Ю.В. (Khudyakova) Грибы грунтов Японского моря (Российское побережье) и их биологически активные метаболиты: автореф. … дисс. канд. биол. наук. Владивосток, 2004. 20 с.
  103. Хуснуллина А.И., Биланенко Е.Н., Кураков А.В. (Khusnullina et al.) Микроскопические грибы грунтов Белого моря // Сибирский экологический журнал. 2018. № 5. С. 584–598 https://doi.org/10.1134/S1995425518050062

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (10KB)
4.

Download (26KB)
5.

Download (28KB)
6.

Download (27KB)

Copyright (c) 2023 Е.А. Исакова, М.В. Корнейкова, В.А. Мязин

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies