Продукционные характеристики Porphyridium purpureum (bory) ross в условиях накопительной и квазинепрерывной культуры - Статья

Гудвилович, А.Б. БоровковОпределен характер изменения содержания пигментов Porphyridium purpureum в квазинепрерывной культуре и показана возможность регулирования содержания пигментов в клетках микроводоросли с помощью варьирования удельной скорости протока среды. Максимальная продуктивность по биомассе и фотосинтетическим пигментам реализуется в диапазоне скоростей протока среды 0,3-0,4 сут-1 и достигает: по биомассе 0,5 г орг. вещ-ва · л-1 · сут-1, а по В-фикоэритрину - 40 мг · л-1 · сут-1. Установлено, что продуктивность квазинепрерывной культуры P. purpureum по биомассе и пигментам в 1,5-3 раза выше, чем ее продуктивность при накопительном выращивании. В составе P. purpureum выявлены В-фикоэритрин, b-фикоэритрин, R-фикоцианин, аллофикоцианин, аллофикоцианин В, относящиеся к группе фикобилипротеинов (Стадничук, 1990; Судьїна та ін., 2007; Glazer, 1977), а также хлорофилл а и каротиноиды (?-каротин, зе-аксантин и ?-криптоксантин) (Kopecky et al., 2002). На 6-е сутки, когда она была переведена на квазинепрерывный режим, плотность ее составляла 2,6 г ОВ · л-1 для варианта с минимальной начальной концентрацией азота и 3,1 г ОВ · л-1 - для остальных вариантов, таким образом увеличившись за 6 суток накопительного культивирования в 5,5-6,5 раз по сравнению с первоначальной (рис.Установлено, что с увеличением удельной скорости обновления среды от 0,1 до 0,4 сут-1 относительное содержание пигментов в клетках P. purpureum возрастает (ФБП на 30-50 %) (см. рис. Дополнительный статистический анализ (сравнение дисперсий выборок по критерию Фишера и средних по t-критерию Стьюдента для уровня значимости ? = 0,05) показал, что увеличения относительного содержания хлорофилла а и В-фикоэритрина при возрастании доли обмениваемой среды от 30 до 40 % являются значимыми (t = 6,48 > t05 = 2,09 (В-ФЭ), t = 3,27 > t05 = 2,23 (хл. а). Продукционные характеристики Porphyridium purpureum объясняться, согласно литературным данным (Fabregas et al., 1998), улучшением условий минерального обеспечения, а также удалением метаболитов культуры в процессе проведения ежесуточного обмена. Отсутствие значимых изменений содержания R-фикоцианина и аллофикоцианина при возрастании скорости обновления среды от 0,3 до 0,4 сут-1 (t = 0,16 <t05 = 2,09 (R-ФЦ), t = 0,24 <t05 = 2,09 (АФЦ) свидетельствует о более низкой лабильности данных пигментов, что, по-видимому, объясняется особенностями их нахождения в антенных структурах фикобилисом и выполняемыми функциями (Yamanaka, Glezer, 1980; Algarra, Ruediger, 1993). Следовательно, удельная освещенность клеток должна увеличиться, вызывая уменьшение относительного содержания пигментов, что, как правило, объясняют протекающими адаптационными процессами (Боровков, 2008; Финенко и др., 2008; Fabregas et al., 1998; Fernandez et al., 1998), однако в эксперименте наблюдается противоположная тенденция.Культивирование P. purpureum в квазинепрерывном режиме имеет ряд преимуществ (по накоплению и выходу В-фикоэритрина) по сравнению с накопительным методом. Наибольшая продуктивность по биомассе и фотосинтетическим пигментам реализуется в режиме 30-40 % обновления среды в сутки и достигает 0,5 г ОВ · л-1 ·сут-1 по биомассе и 40 мг · л-1 ·сут-1 по В-фикоэритрину.

Относительное содержание пигментов в клетках Porphyridium purpureum при квазинепрерывном культивировании