ЭлБиб

Агротехнологии

БИОТЕХНОЛОГИЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СЫРЬЯ СПОРЫНЬИ

(CLAVICEPS PURPUREA (Fr.)TUL.) ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ

ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ЭРГОАЛКАЛОИДОВ

Шаин С .С .,Быков В .А .,Трегубов В .М .,Савина Т.А., Комарова Е .Л .,Романенко В.И.

Всероссийский НИИ лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР), Москва.

Алкалоиды спорыньи и их модифицированные производные занимают важное место в фармацевтической

промышленности, так как используются в качестве многочисленных фармакологических средств разнообразно

го направления и механизма действия. Полный синтез эргоалкапоидов с экономической точки зрения пока нере

ален. Значительное количество эргоалкалоидов получают из склероциев спорыньи , выращиваемых путем искус

ственного культивирования на ржи. В настоящее время в России (и в СНГ) ВИЛАР является единственной научной

организацией, выполняющей весь комплекс исследований в области эргоалкалоидов и производящей лекарст

венные препараты на их основе .

Учитывая большую разно качественность химического состава алкалоидов в склероциях спорыньи, созданы

селекционные промышленные штаммы этой культуры с преобладающим содержанием различных целевых эрго

алкалоидов. Генофонд паразитирующей на растениях ржи культуры спорыньи включает 15 отечественных и зару

бежных штаммов-продуцентов эргокриптина, эргокристина, эрготамина, эрготоксина и эргометрина .Селекция

штаммов проводится в основном по двум хозяйственно ценным признакам — урожайность склероциев и содер

жание в них алкалоидов. При этом используется метод половинок. Разработаны селекционные экспресс-методы

определения качественного состава и количества индивидуальных эргоалкалоидов в микронавесках сырья, отби

раемых от индивидуальных склероциев. Эти методы основаны на использовании ТСХ для разделения индивиду

альных алкалоидов на пластинках со стандартной толщиной слоя сорбента с последующим прямым денситомет-

рированием и флуориметрическим сканированием количества веществ на отечественных экспериментальных

флуориметрах. Для контроля некоторых анализов используется и метод ВЭЖХ. Совершенствуются биологичес

кие методы селекции гриба: принципы отбора и оценки суперэлитных линий; (технология выращивания элитного

инфекционного материала в сапрофитных условиях глубинного культивирования и на твердых питательных сре-

дах( способы сохранения конидиоспор селекционных штаммов и т.п. Производственные штаммы — продуценты

целевых эргоалкалоидов защищены патентами РФ , задепонированы и хранятся во Всероссийской коллекции

промышленных микроорганизмов. ВИЛАР является организацией —оригинатором пяти штаммов — продуцентов

эргоапкалоидов, которые служат основой отечественной сырьевой базы для производства таких лекарственных

препаратов как абергин, новокристин, беллатаминал, эргометрина малеат, эрготал. Использование селекцион

ных штаммов с высоким содержанием целевых эргоалкалоидов в технологии производства лекарственных пре

паратов позволяет значительно повысить ее экономическую эффективность путем снижения расходных коэффи

циентов сырья и дорогостоящих материалов. Ежегодно проводятся работы по воспроизводству селекционных

штаммов и по масштабированию культивирования в сапрофитных условиях суперэлитного и элитного инфекци

онного материала гриба для механизированного инфицирования производственных посевов ржи на спорынью.

В плане усовершенствования элементов базовой технологии культивирования спорыньи в биотехнологичес

кой системе гриб-растение были разработаны следующие приемы. Разработан способ последовательного дву

кратного инфицирования ржи спорыньей машиной МЗС-3,6, обеспечивающей по сравнению с однократным ин

фицированием прибавку урожая склероциев на 25 — 100 % в зависимости от состояния посевов и погодных ус

ловий. Установлены оптимальные нормы расхода инфекционной жидкости и концентрация в ней конидиоспор

гриба для механизированного инфицирования ржи спорыньей. Выявлена возможность инфицирования ржи спо

рыньей в любое время суток. По сравнению со сплошным посевом ржи на спорынью показано преимущество лен

точного посева, который не только позволяет экономить посевной материал , но и создает лучшие условия пита

ния растений за счет освещенности и краевых эффектов в рядках, примыкающих к технологическим колеям. Эти

разработки вошли и в новую интенсивную технологию культивирования спорыньи на стерильной ржи , которая

обеспечивает существенное увеличение урожайности и валовых сборов сырья спорыньи. Первые опыты , прове

денные с селекционными образцами озимой ржи, обладающими наследственными качествами цитоплазматиче

ской мужской стерильности (ЦМС), показали перспективность данного направления исследований. Однако, в ге-

терозисной селекции имеются сложности генетического контроля признака стерильности —фертильности пыль

цы и большая трудоемкость семеноводства мужски стерильных сортов. Кроме того, селекционные учреждения

нашей страны пока не располагают готовыми константными сортами озимой ржи с 100% мужской стерильностью

растений. Поэтому более эффективным и перспективным оказалось использование химически индуцированной

стерильности ржи фиторегуляторами гаметоцидного действия . В результате проведенного в полевых условиях

скрининга из 28 синтетических химических соединений было выделено 7 , которые обладали гаметоцидной ак

тивностью в диапазоне 1,0 — 2,5 % концентраций. Совместное применение одного из этих соединений с препа

ратом ЛГГ-1 в концентрации 0,15 — 0,20

обеспечивает синергический эффект индуцирования облигатной

(мужской и женской) стерильности растений, достигающей 100%. Определены наиболее чувствительные к дей

ствию гаметоцидов 4-5 этапы органогенеза растений ржи , когда идет образование зачаточного соцветия и диф

ференциация зачаточных цветков . Показано, что химически индуцированную стерильность растений можно со

здавать практически у любых сортов ржи, но в наибольшей степени на гаметоциды реагируют тетраплоидные

сорта озимой ржи. Полученный новый тип облигатной стерильности, при которой сохраняется длительное овари-

умное раскрытие цветков .открывает возможностьдля активного прорастания спор гриба в завязь с последую

щим замещением зерна ржи склероциями спорыньи . Одновременно исключается возможность оплодотворения

завязей окружающим фоном фертильной пыльцы. Эти разработки позволяют научно обосновать и при оптималь

ных погодных условиях экспериментально реализовать на производственных плантациях управляемый эпифито-

тический процесс спорыньи. Такая интенсивная технология обеспечивает увеличение урожайности склероциев

спорыньи в 5-6 раз по сравнению с применяемой ранее базовой технологией культивирования спорыньи на фер

тильной ржи.

351

Научная электр нная библиотека ЦНСХБ