Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Направленное культивирование Chlorella sorokiniana с целью увеличения синтеза каротиноидов

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-4-34-39

Полный текст:

Аннотация

Chlorella sorokiniana – перспективный вид для культивирования как в лабораторном культиваторе, так и в промышленных масштабах. Ее биомасса является источником многих ценных компонентов, включая пластидные пигменты, которые обладают высокой антиоксидантной активностью. Метаболизм Chlorella sorokiniana подвержен изменениям под влиянием различных условий культивирования. При дозированном ультрафиолетовой облучении возможно компенсаторное увеличение синтеза каротиноидов, которые предотвращают окислительный стресс. Проведено культивирование C. sorokiniana (штамм 211-8k) в различных условиях освещенности: контрольный вариант – освещенность лампой дневного света; вариант 1 – дозированное периодическое ультрафиолетовое воздействие каждые сутки в течение 15 мин (спектральная область светового потока 280-315 нм (УФ-В), интенсивность 1300 Лк) и дальнейшее освещение лампой дневного света; вариант 2 – ультрафиолетовое облучение в течение 30 мин (спектральная область светового потока 280-315 нм (УФ-В), интенсивность 1300 Лк) в фазу стабилизации. Периодическое ультрафиолетовое облучение негативно влияет на рост популяции С. sorokiniana, что проявляется только на 9-е сут, выход биомассы существенно снижается. Однократное УФ-облучение в течение 30 минут приводит к незначительному снижению выхода воздушно-сухой биомассы, что при дальнейшем росте популяции может быть скомпенсировано. Периодическое ультрафиолетовое воздействие приводит к увеличению синтеза каротиноидов, выход в пересчете на сухую биомассу превышает контрольный образец в среднем на 30%. Однократное ультрафиолетовое облучение в течение 30 мин в фазу стабилизации приводит к снижению содержания в биомассе как хлорофилла, так и каротиноидов. Микроскопическое исследование популяций микроводоросли показало, что ультрафиолетовое воздействие приводит к появлению клеток с признаками апоптоза: крупные клетки с большими вакуолями, конденсированным ядром, обесцвеченным хлоропластом. Дальнейшим направлением исследования является подбор условий, позволяющих увеличить выход каротиноидов при минимальных потерях биомассы микроводорослей.

Об авторах

Т. А. Кузнецова
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия
к.б.н., доцент, институт биомедицинских систем и биотехнологий, ул. Новороссийская, 48, г. Санкт-Петербург, 184021, Россия


М. С. Никитина
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
магистр, институт биомедицинских систем и биотехнологий, ул. Новороссийская, 48, г. Санкт-Петербург, 184021, Россия


А. Д. Севастьянова
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
ассистент, институт биомедицинских систем и биотехнологий, ул. Новороссийская, 48, г. Санкт-Петербург, 184021, Россия


Список литературы

1. Lizzul А.М., Lekuona-Amundarain А., Purton S., Cintra L. Campos Characterization of Chlorella sorokiniana, UTEX 1230 // Biology. 2018. № 7 (25). URL: www.mdpi.com/journal/biology

2. Belkoura М., Benider А., Dauta А. Influence de la temp?rature, de l'intensit? lumineuse et du stade de croissance sur la composition biochimique de Chlorella sorokiniana Shihira & Krauss // Annls Limnol. 1997. № 33 (1). Р. 3–11.

3. Дымова О.В., Головко Т.К. Фотосинтетические пигменты: функционирование, экология, биологическая активность // Известия Уфимского научного центра ран. 2018. № 3 (4). С. 5–16.

4. Gracia L., Cianca K., Montero L. et al. Carotenoids production of the microalgae Сhlorella sorokiniana response to stress induced by uv-a radiation // Sociedad Latinoamericana de biotecnologia ambiental y algal. 2015. P. 1–5.

5. Politaeva N., Smyatskaya Y., Trukhina E., Ovchinnikov F. Impact of various physical exposures on Chlorella Sorokiniana microalgae cultivation // International Journal of Applied Engineering Research. 2017. № 12 (21). P. 11488–11492.

6. Пат. № 2668162, RU, C12N 1/12, A01G 33/00, C12M 1/02, C12M 1/36, Способ культивирования микроводоросли Chlorella / Политаева Н.А., Базарнова Ю.Г., Кузнецова Т.А., Трухина Е.В., Смятская Ю.А. Патентообладатель: ФГАОУ ВО «СПбПУ». № 2017142638; Заявл. 06.12.2017; Опубл. 26.09.2018, Бюл. № 27.

7. Crofcheck C., Shea A. et al. Influence of media composition on the growth rate of Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus utilized for CO2 mitigation // J Biochem Tech. 2012. № 4 (2). P. 589–594.

8. Nayek S. Haque C.I., Nishika J., Suprakash R. Spectrophotometric Analysis of Chlorophylls and Carotenoids from Commonly Grown Fern Species by Using Various Extracting Solvents // Research Journal of Chemical Sciences. 2014. V. 4 (9). Р. 63–69.

9. Пат. № 2695879, RU, A23J 3/20. Способ получения пигментного комплекса из биомассы одноклеточных водорослей рода Chlorella / Базарнова Ю.Г., Кузнецова Т.А., Смятская Ю.А. № 2018142406; Заявл. 01.12.2018; Опубл. 29.07.2019, Бюл. № 22.

10. Tarchevskiy A. The main principles of photosynthesis. Edition of the Kazan State University. 150 р.

11. Булда О.В., Рассадина В.В., Алексейчук Г.Н., Ламан Н.А. Спектрофотометрический метод определения содержания каротинов, ксантофиллов и хлорофиллов в экстрактах семян растений // Физиология растений. 2008. Т. 55. № 4. С. 604–611.

12. Али-заде Г.И. Влияние УФ-C и УФ-В излучений на первичные процессы фотосинтеза и каталазную активность в клетках Dunaliella // Cовременные проблемы науки и образования. 2009. № 4. С. 18–25.

13. Москаленко А.А., Барышников В.В., Журавлева З.А. и др. Cтруктурная роль каротиноидов в фотосинтезе // Информационный бюллетень РФФИ. Науки о земле. 1995. № 3.

14. Шашкина М.Я., Шашкин П.Н., Сергеев А.В. Каротиноиды как основа для создания лечебно-профилактических средств // Российский биотерапевтический журнал. 2009. Т. 8. № 4. С. 91–98.

15. Jime?nez С., Capasso J.M., Charles L. Edelstein C.L. et al. Different ways to die: cell death modes of the unicellular chlorophyte Dunaliella viridis exposed to various environmental stresses are mediated by the caspase-like activity DEVDase // Journal of Experimental Botany. 2009. V. 60. № 3. P. 815–828. doi:10.1093/jxb/ern330

16. Zuppini A., Gerotto C., Baldan B. Programmed Cell Death and Adaptation: Two Different Types of Abiotic Stress Response in a Unicellular Chlorophyte // Plant Cell Physiol. 2010. V. 51. № 6. P. 884–895. doi:10.1093/pcp/pcq069


Для цитирования:


Кузнецова Т.А., Никитина М.С., Севастьянова А.Д. Направленное культивирование Chlorella sorokiniana с целью увеличения синтеза каротиноидов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(4):34-39. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-4-34-39

For citation:


Kuznetsova T.A., Nikitina M.S., Sevastyanova A.D. Directed cultivation of Chlorella sorokiniana to increase carotenoid synthesis. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(4):34-39. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-4-34-39

Просмотров: 136


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)