Влияние питательной среды на морфологические особенности и жизнеспособность клеток микроводоросли Chlorella vulgaris Beijer

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной статье рассматриваются морфологические особенности и характер жизнеспособность клеточных групп микроводоросли Chlorella vulgaris Beijer., произрастающей в искусственной питательной среде. Было установлено, что в морфологическом аспекте микроводоросль имеет одноклеточную структуру клеток округлой или эллипсоидальной форм с диаметром клеточных структур от 2 до 10 мкм. Структура клетки хлореллы представлена в виде тонкой оболочкой, в цитоплазме которой погружено ядро с оформленным хлоропластом. Оптимальными параметрами для интенсивного роста микроводоросли хлореллы явились температурные значения в пределах +27…+29°C. В таких температурных значениях микроводоросль хлорелла показала наилучшие результаты по скорости роста клеток и в значениях показателя её жизнеспособности. При этом культура клеток хлореллы, имея возможности в опережающем росте клеток, способна длительное время сохранять свою систематическую разновидность. Кроме того, было выявлено, что у клеток хлореллы ярко выражен фототропизм, выражающийся в ответных реакциях на световой импульс и способность целенаправленно двигаться по направлению к нему в форме фототаксиса. Дальнейшие наблюдения показали, что большинство клеток хлореллы в видимом поле микрометрии имели размеры порядка 4–6 мкм со средним их количественным содержанием порядка 4,5 млн клеточных структур микроводоросли в одном миллилитре питательной (культуральной) среды. Показатель оптической плотности изучаемой культуры клеток хлореллы через 14 суток роста в питательной среде увеличилась к концу наблюдений чуть более чем в 2 раза, что свидетельствует о достаточно высоком значении жизнеспособности клеточных структур культуры микроводоросли Chlorella vulgaris Beijer.

Об авторах

Владимир Владимирович Зайцев

Самарский государственный аграрный университет

Email: zaycev_vv1964@mail.ru

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биоэкологии и физиологии сельскохозяйственных животных

Россия, Самара

Владислав Вячеславович Петряков

Самарский государственный аграрный университет

Email: petrvlad.79@mail.ru

кандидат биологических наук, доцент кафедры биоэкологии и физиологии сельскохозяйственных животных

Россия, Самара

Лилия Михайловна Зайцева

Самарский государственный аграрный университет

Email: lilyazaytseva1975@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры биоэкологии и физиологии сельскохозяйственных животных

Россия, Самара

Жанылсын Нурлановна Махимова

Самарский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: aslzhan-90@mail.ru

аспирант кафедры биоэкологии и физиологии сельскохозяйственных животных

Россия, Самара

Список литературы

  1. Сложенкина М.И., Федотова А.М., Мосолова Е.А. Глобальные проблемы сохранения биоразнообразия и продовольственной безопасности // Аграрно-пищевые инновации. 2020. № 4 (12). С. 76-86. doi: 10.31208/2618-7353-2020-12-76-86.
  2. Buono S., Langellotti A.L., Martello A., Rinna F., Fogliano V. Functional ingredients from microalgae // Food & Function. 2014. Vol. 5, iss. 8. P. 1669-1685. doi: 10.1039/c4fo00125g.
  3. Andrade L.M., de Andrade C.J., Dias M., Nascimento C.A., Mendes M. Chlorella and Spirulina microalgae as sources of functional foods, nutraceuticals, and food supplements; an overview // MOJ Food Processing Technology. 2018. Vol. 6. P. 1-14. doi: 10.15406/mojfpt.2018.06.00144.
  4. Madeira M.S., Cardoso C., Lopes P.A., Coelho D., Afonso C., Bandarra N.M., Prates J.A.M. Microalgae as feed ingredients for livestock production and meat quality: a review // Livestock Science. 2017. Vol. 205. P. 111-121. doi: 10.1016/j.livsci.2017.09.020.
  5. Shen X.-F., Qin Q.-W., Yan S.-K., Huang J.-L., Liu K., Zhou S.-B. Biodiesel production from Chlorella vulgaris under nitrogen starvation in autotrophic, heterotrophic, and mixotrophic cultures // Journal of Applied Phycology. 2019. Vol. 31. P. 1589-1596. doi: 10.1007/s10811-019-01765-1.
  6. Lamminen M., Halmemies-Beauchet-Filleau A., Kokkonen T., Jaakkola S., Vanhatalo A. Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based dairy cow diets // Animal Feed Science and Technology. 2019. Vol. 247. P. 112-126. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2018.11.005.
  7. Bleakley S., Hayes M. Algal proteins: extraction, application, and challenges concerning production // Foods. 2017. Vol. 6 (5). doi: 10.3390/foods6050033.
  8. Grossmann L., Hinrichs J., Weiss J. Solubility and aggregation behavior of protein fractions from the heterotrophically cultivated microalga Chlorella protothecoides // Food Research International. 2019. Vol. 116. P. 283-290. doi: 10.1016/j.foodres.2018.08.037.
  9. Markou G., Wang L., Ye J., Unc A. Using agro-industrial wastes for the cultivation of microalgae and duckweeds: contamination risks and biomass safety concerns // Biotechnology Advances. 2018. Vol. 36, iss. 4. P. 1238-1254. doi: 10.1016/j.biotechadv.2018.04.003.
  10. Eladel H., Abomohra A.E., Battah M., Mohamed S., Radwan A., Abdelrahim H. Evaluation of Chlorella sorokiniana isolated from local municipal wastewater for dual application in nutrient removal and biodiesel production // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2019. Vol. 42. P. 425-433. doi: 10.1007/s00449-018-2046-5.
  11. Kang H.K., Salim H.M., Akter N. et al. Effect of various forms of dietary Chlorella supplementation on growth performance, immune characteristics, and intestinal microflora population of broiler chickens // Journal of Applied Poultry Research. 2013. Vol. 22, iss. 1. P. 100-108. doi: 10.3382/japr.2012-00622.
  12. Panahi Y., Darvishi B., Jowzi N., Beiraghdar F., Sahebkar A. Chlorella vulgaris: a multifunctional dietary supplement with diverse medicinal properties // Current Pharmaceutical Design. 2016. Vol. 22, iss. 2. P. 164-173. doi: 10.2174/1381612822666151112145226.
  13. Wells M.L., Potin P., Craigie J.S. Algae as nutritional and functional food sources: revisiting our understanding // Journal of Applied Phycology. 2017. Vol. 29. P. 949-982. doi: 10.1007/s10811-016-0974-5.
  14. Helliwell K.E. The roles of B vitamins in phytoplankton nutrition: new perspectives and prospects // New Phytologist. 2017. Vol. 216, iss. 1. P. 62-68. doi: 10.1111/nph.14669.
  15. Ambati R.R., Gogisetty D., Gokare R.A. et al. Botryococcus as an alternative source of carotenoids and its possible applications - an overview // Critical Reviews in Biotechnology. 2018. Vol. 38, iss. 4. P. 541-558. doi: 10.1080/07388551.2017.1378997.
  16. Sun X.-M., Ren L.-J., Zhao Q.-Y., Ji X.-J., Huang H. Microalgae for the production of lipid and carotenoids: a review with focus on stress regulation and adaptation // Biotechnology for Biofuels. 2018. Vol. 11. doi: 10.1186/s13068-018-1275-9.
  17. Kiesenhofer D.P., Fluch S. The promises of microalgae - still a long way to go // FEMS Microbiology Letters. 2018. Vol. 365, iss. 1. doi: 10.1093/femsle/fnx257.
  18. Мессинева Е.М., Козлова А.Ю., Маркелова А.Г., Синетова М.А. Технологический паспорт коллекции микроводорослей и цианобактерий IPPAS Института физиологии растений РАН. 2017. 85 с.
  19. Харчук И.А. Оценка жизнеспособности трех видов микроводорослей после воздействия низких температур с криопротекторами // Вопросы современной альгологии. 2017. № 1 (13). С. 29.
  20. Практическая экотоксикология: оценка чувствительности биотесткультур: учеб. пособие / сост. Е.В. Федосеева, Н.Ю. Сапункова, В.А. Терехова; под ред. В.А. Тереховой. М.: Геос, 2016. 54 с.
  21. Раджабова А.С. Особенности развития микроводоросли хлореллы в зависимости от условий среды // Вклад молодых ученых в аграрную науку: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., Кинель, 17 апреля 2019 года. Кинель: Самарская государственная сельскохозяйственная академия, 2019. С. 234-237.
  22. Петряков В.В. Характер роста и развития микроводоросли спирулины, произрастающей в искусственной среде // Общество. Наука. Инновации: сб. ст. XIX всерос. науч.-практ. конф.: в 4-х томах, Киров, 1-26 апреля 2019 года. Киров: Вятский государственный университет, 2019. С. 71-74.
  23. Liu L., Zhao Y., Jiang X., Wang X., Liang W. Lipid accumulation of Chlorella pyrenoidosa under mixotrophic cultivation using acetate and ammonium // Bioresource Technology. 2018. Vol. 262. P. 342-346. doi: 10.1016/j.biortech.2018.04.092.
  24. Liu J., Hu Q. Chlorella: industrial production of cell mass and chemicals // Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology. Second Edition. 2013. P. 327-338. doi: 10.1002/9781118567166.ch16.
  25. Fu L., Li Q., Yan G., Zhou D., Crittenden J.C. Hormesis effects of phosphorus on the viability of Chlorella regularis cells under nitrogen limitation // Biotechnology for Biofuels. 2019. Vol. 12. doi: 10.1186/s13068-019-1458-z.
  26. Богданова А.А., Флёрова Е.А., Паюта А.А. Влияние условий культивирования на качественные и количественные показатели Chlorella vulgaris // Химия растительного сырья. 2019. № 4. С. 293-304.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1 – Колония клеток при увеличении 8 × 10 (А), 8 × 15 (Б), 8 × 40 (В)

Скачать (353KB)
3. Рисунок 2 – Оптическая плотность биомассы при 750 нм исследуемой культуры Chlorella vulgaris Beijer. при посадке в искусственную питательную среду на первые сутки и по завершении опыта по её произрастанию (через 14 суток)

Скачать (19KB)

© Зайцев В.В., Петряков В.В., Зайцева Л.М., Махимова Ж.Н., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».