Особенности роста и содержания фотосинтетических пигментов в водорослей Acutodesmus dimorphus (Tupin) P.M. Царенко под давлением соли и ацетата

Особенности роста и содержания фотосинтетических пигментов в водорослей Acutodesmus dimorphus (Tupin) P.M. Царенко под давлением соли и ацетата

Автор: Романенко К.О., Романенко П.О., Бабенко Л.М., Косакивская И.В.

Журнал: Журнал стресс-физиологии и биохимии @jspb

Статья в выпуске: 2 т.13, 2017 года.

Бесплатный доступ

Целью этого исследования было исследование влияния напряжений соли (NaCl) и ацетата (NaC2H3O2) на картину накопления биомассы и содержания фотосинтетических пигментов в культуре водорослей пресноводной зеленой водоросли Acutodesmus dimorphus (Turpin) P.M. Царенко IBASU-A 251. Мы продемонстрировали, что хлорид натрия, введенный в культуральную среду в различных концентрациях, вызвал постепенное снижение микромагной биомассы, максимум которой регистрировался при концентрации соли 1,5%. Добавление ацетата натрия в тех же концентрациях привело, напротив, к резкому (более чем в два раза) снижению биомассы A. dimorphus. На 18-й день культивирования в условиях солевого стресса содержание хлорофилла а уменьшилось в 1,5-2,5 раза, содержание хлорофилла b - в 1,3-1,7 раза, а количество каротиноидов увеличилось в 1,2-1,6 раза. В условиях ацетатного стресса содержание хлорофилла а снижалось в 2-3 раза, а хлорофилла б - 1,7 - 1,8 раза, тогда как количество каротиноидов увеличивалось в пределах 1,4-1,8 раза. Увеличение концентраций химических стрессоров связано с некоторым уменьшением отношения хлорофиллов а / б и общего содержания хлорофиллов а + b, и в то же время увеличилось отношение каротиноидов / a + b. Ацетат натрия, по-видимому, был более мощным индуктором каротиногенеза, чем хлорид натрия. Наибольшее количество каротиноидов регистрировалось при концентрации 1% и 1,5% NaC2H3O2 в культуральной среде и 0,75% концентрации NaCl. Полученные результаты позволяют рассматривать Acutodesmus dimorphus (Turpin) P.M. Царенко IBASU-A 251 как активный производитель каротиноидов, который позднее будет применен в исследованиях гиперсинтеза отдельных классов этого пигмента.

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/14324013

IDR: 14324013

Список литературы Особенности роста и содержания фотосинтетических пигментов в водорослей Acutodesmus dimorphus (Tupin) P.M. Царенко под давлением соли и ацетата

  • Babenko L.М., Kosakivska I.V., Akimov Yu.A., Klymchuk D.O., Skaternya T.D. (2014). Еffect of temperature stresses on pigment content, lipoxygenase activity and cell ultrastructure of winter wheat seedlings. Genet. Plant Physiol., 4(1-2), 117-125
  • Borysova O.V., Tsarenko P.M., Konishchuk M.O. (2014). Microalgae culture collection IBASU-A. Kyiv, 110 p
  • Boussiba S., Fan L., Vonshak A. (1992). Enhancement and determination of astaxanthin accumulation in green alga Haematococcus pluvialis. Methods Enzymol. Part A: Carotenoids, 213, 386-391
  • Cardozo K.H., Guaratini T., Barros M.P., Falcão V.R., Tonon A.P., Lopes N.P., Campos., Torres M.A., Souza A.O., Colepicolo P., Pinto E. (2007). Metabolites from algae with economical impact. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol., 146(1-2), 60-78
  • Chokshi K., Pancha I., Trivedi K., George B., Maurya R., Ghosh A., Mishra S. (2015). Biofuel potential of the newly isolated microalgae Acutodesmus dimorphus under temperature induced oxidative stress conditions. Bioresour. Technol., 180, 162-171
  • Chubchikova I.N., Drobetskaya I.V., Minyuk G.S., Dantsyuk N.V., Chelebiyeva E.S. (2011). Screening of green microalgae as a potential source of natural ketocarotenoids 2. Features of growth and secondary carotenogenesis in the representatives of the genus Bacteacoccus (Clorophyceae). Mor. ekol. zhurn., 10(1), 91-97.
  • Dantsyuk N.V. (2010). Effect of sodium acetate on intensity of secondary carotenogenesis of green microalgae Haematococcus pluvialis. Ekol. morya, 80, 44-50.
  • Del Campo J.A., Rodríguez H., Moreno J., Vargas M.Á., Rivas J., Guerrero M.G. (2004). Accumulation of astaxanthin and lutein in Chlorella zofingiensis (Chlorophyta). Appl. Microbiol. Biotechnol., 64, 848-854
  • El Baz F.K., Aboul-Enein A.M., El-Baroty G.S., Youssef A.M., Abdel-Baky H.H. (2002). Accumulation of antioxidant vitamins in Dunaliella salina. J. Biol. Sci., 2(4), 220-223
  • El-Sayed A.B. (2010). Carotenoids accumulation in the green alga Scenedesmus sp. incubated with industrial citrate waste and different induction stresses. Nature Sci., 8(10), 34-40
  • Fu F.-X., Bell P.R.F. (2003). Effect of salinity on growth, pigmentation, N2 fixation and alkaline phosphatase activity of cultured Trichodesmium sp. Mar. Ecol. Prog. Ser., 257, 69-76
  • Garcia-Gonzalez J., Sommerfeld M. (2016). Biofertilizer and biostimulant properties of the microalga Acutodesmus dimorphus. J. Appl. Phycol., 28(2), 1051-1061
  • Haubner N., Sylvander P., Vuori K., Snoeijs P. (2014). Abiotic stress modified the synthesis of alphatocopherol and beta-carotene in phytoplankton species. J. Phycol., 50, 753-759
  • Hu Q. (2004). Environmental Effects on Cell Composition. In: Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology. Ed. by A. Richmond, Blackwell Science Ltd.: Oxford, UK, 83-93
  • Ip P.-F., Chen F. (2005). Employment of reactive oxygen species to enhance astaxanthin formation in Chlorella zofingiensis in heterotrophic culture. Process Biochem., 40, 3491-3496
  • Kaewkannetra P., Enmak P., Chiu T.Y. (2012). The effect of CO2 and salinity on the cultivation of Scenedesmus obliquus for biodiesel production. Biotechnol. Bioprocess Eng., 17, 591-597
  • Kobayashi M., Kakizono T., Nagai S. (1991). Astaxanthin production by a green alga Haematococcus pluvialis accompanied with morphological changes in acetate media. J. Ferment. Bioeng., 71(5), 335-339
  • Kobayashi M., Kakizono T., Nagai S. (1993). Enhanced carotenoid biosynthesis by oxidative stress in acetate-induced cyst cells of a green unicellular alga, Haematococcus pluvialis. Appl. Environ. Microbiol., 59(3), 867-873
  • La H.-J., Choi G.-G., Cho C., Seo S.-H., Srivastava A., Jo B.-H., Lee J.-Y., Jin Y.-S., Oh H.-M. (2016). Increased lipid productivity of Acutodesmus dimorphus using optimized pulsed electric field. J. Appl. Phycol., 28(2), 931-938
  • Liang Y., Cao C., Tian C., Sun M. (2014). Changes in cell density and chlorophyll fluorescence with salinity stress in two Isochrysis galbana strains (Prymnesiophyceae). Algol. Stud., 145-146, 81-98
  • Ma R. Y-N., Chen F. (2001). Induction of astaxanthin formation by reactive oxygen species in mixotrophic culture of Chlorococcum sp. Biotechnol. Lett., 23(7), 519-523
  • Masojídek J., Torzillo G., Kopecký J., Koblížek M., Nidiaci L., Komenda J., Lukavská A., Sacchi A. (2000). Changes in chlorophyll fluorescence quenching and pigment composition in the green alga Chlorococcum sp. grown under nitrogen deficiency and salinity stress. J. Appl. Phycol., 12, 417-426
  • Mata T.M., Melo A.C., Simões M., Caetano N.S. (2012). Parametric study of a brewery effluent treatment by microalgae Scenedesmus obliquus. Bioresour Technol., 107, 151-158
  • Metody fiziologo-biokhimicheskogo issledovaniya vodorosley v gidrobiologicheskoy praktike. (1975). Otv. red. Topachevskiy A.V. Kyiv: Naukova dumka, 247 s.
  • Minyuk G.S., Chelebieva E.S., Chubchikova I.N. (2015). Secondary carotenogenesis of the green microalga Bracteacoccus minor (Chlorophyta) in a two-stage culture. Algologia, 25(1), 21-34.
  • Nishino H., Murakoshi M., Tokuda H., Satomi Y. (2009). Cancer Prevention by Carotenoids. Arch. Biochem. Biophys., 483, 165-168
  • Orosa M., Franqueira D., Cid A., Abalde J. (2001). Carotenoid accumulation in Haematococcus pluvialis in mixotrophic growth. Biotech. Lett., 23, 373-378
  • Pelah D., Sintov A., Cohen E. (2004). The effect of salt stress on the production of canthaxanthin and astaxanthin. World J. Microbiol. Biotechnol., 20, 483-486
  • Pirastru L., Darwish M., Chu F. L., Perreault F., Sirois L., Sleno L., Popovic R. (2012). Carotenoid production and change of photosynthetic functions in Scenedesmus sp. exposed to nitrogen limitation and acetate treatment. J. Appl. Phycol., 24, 117-124
  • Ranga Rao A., Sarada R., Ravishankar G.A. (2010). Enhancement of carotenoids in green alga Botryococcus braunii in various autotrophic media under stress conditions. Int. J. Biomed. Pharma Sci., 4(2), 87-92
  • Romanenko E.A., Kosakovskaya I.V., Romanenko P.A. (2015). Phytohormones of Microalgae: Biological Role and Involvement in the Regulation of Physiological Processes. Pt I. Auxins, Abscisic Acid, Ethylene. IJA., 17(3), 275-289
  • Romanenko K.O., Kosakovskaya I.V., Romanenko P.O. (2016). Phytohormones of Microalgae: Biological Role and Involvement in the Regulation of Physiological Processes. IJA., 18(2), 179-201
  • Sánchez J.F., Fernández J.M., Acién F.G., Rueda A., Pérez-Parra J., Molina E. (2008). Influence of culture conditions on the productivity and lutein content of the new strain Scenedesmus almeriensis. Process Biochem., 43, 398-405
  • Sibi G., Shetty V., Mokashi K. (2015). Enhanced lipid productivity approaches in microalgae as an alternate for fossil fuels-A review. J. Energy Inst., 89(3), 330-334
  • Solovchenko А.Е. (2013). Physiology and Adaptive Significance of Secondary Carotenogenesis in Green Microalgae. Russ. J. Plant Physiol., 60(1), 3-16
  • Sudhir P., Murthy S.D.S. (2004). Effects of salt stress on basic processes of photosynthesis. Photosynthetica, 42(4), 481-486
  • Tsarenko P.M., Borisova E.V. (2014). Microalgal Culture Collection IBASU-A -a potential resource of feedstock for biodiesel production. Algologia, 24(3), 409-412.
  • Tsarenko P., Borysova O., Blium Ya. (2011). Microalgae as bioenergetics object IBASU-A collection species -perspective producers of biomass as the source of raw stuff for biofuel. Visn. NAN Ukraine, 5, 49-54. (in Ukraine)
  • Vonshak A., Torzillo G. (2004). Environmental Stress Physiology. In: Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology. Ed. by A. Richmond, Blackwell Science Ltd.: Oxford, UK, 57-82
  • Wellburn A. (1994). The spectral determination of chlorophyll a and chlorophyll b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. J. Plant Physiol., 144, 307-313
  • Zhang D. H., Lee Y.K., Ng M.L., Phang S. M. (1997). Composition and accumulation of secondary carotenoids in Chlorococcum sp. J. Appl. Phycol., 9, 147-155
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp