Оценка продукционных характеристик и фотосинтетических пигментов Scenedesmus rubescens при различной обеспеченности биогенными элементами

Abstract

Биотехнология микроводорослей рассматривается как перспективное направление для получения возобновляемых источников биомассы, богатой белками, липидами и пигментами, что делает актуальным поиск оптимальных условий их культивирования. Представители рода Scenedesmus Meyen, 1829 отличаются быстрым ростом, устойчивостью к изменениям внешней среды и значительным содержанием биологически активных соединений, что определяет их высокий потенциал для применения в пищевой, фармацевтической и энергетической отраслях. Целью настоящей работы было проанализировать параметры роста и содержания фотосинтетических пигментов в культуре Scenedesmus rubescens (P. J. L. Dangeard) E. Kessler, M. Schafer, C. Hummer, A. Kloboucek & V. A. R. Huss, 1997, выращиваемой на трёх типах минеральных питательных сред — на полной среде Тамия, её половинной модификации (Тамия ½) и среде Болда (Bold’s basal medium, BBM) (варианты № 1, 2 и 3 соответственно). В рамках исследования микроводоросли S. rubescens культивировали в условиях дополнительной подачи углекислого газа и непрерывного освещения в течение 16 сут. Отмечена высокая удельная скорость роста культуры (µ) на питательных средах BBM и Тамия — 0,48 и 0,49 сут−1 соответственно. При использовании среды Тамия ½ удельная скорость роста S. rubescens была ниже — 0,33 сут−1. Линейный рост микроводорослей на трёх питательных средах наблюдали по 4-е сутки включительно. За этот период плотность S. rubescens в вариантах опыта № 1 и 3 увеличилась практически в 7 раз, в варианте № 2 — в 3,7 раза. Максимальная продуктивность S. rubescens для трёх вариантов эксперимента составляла 0,35, 0,18 и 0,31 г сухой массы·л−1·сут−1, при этом каких-либо изменений в морфологической структуре клеток обнаружено не было. Выявлены значимые различия в биохимических и кинетических характеристиках роста S. rubescens, культивируемых на трёх разных питательных средах. Высокие концентрации хлорофилла a и b зафиксированы в клетках микроводорослей, выращенных на средах Тамия и BBM. Полученные в эксперименте результаты свидетельствуют об очень близких ростовых характеристиках культуры S. rubescens в вариантах № 1 и 3 в диапазоне экспоненциальной и линейной фаз роста, что позволяет подобрать условия, способные обеспечить на среде BBM продуктивность и накопление ценных веществ, аналогичные таковым для варианта на среде Тамия.