Спосіб культивування одноклітинних водоростей

Спосіб культивування одноклітинних водоростей, що включає вирощування водоростей і контроль за розвитком культур, який відрізняється 3 16270 4 біохімічних показників. Результати аналізів надхоI680 / I530 (1) дять на виробничу ділянку через 1,5-2 доби після Крім того, для опису фізіологічного стану клізбору зразків, коректування технологічного процетин водоростей ці ж автори використовували співсу проводиться з запізненням, що у визначеній мірі відношення: знижують і врожайність спіруліни і її біологічну I680 / I643 (2) цінність. Крім того, суттєву погрішність у результаI680 / I572 (3) ти визначення вмісту пігментів у сухій біомасі можуть вносити зміни технології сушіння, викликані де: несприятливими кліматичними умовами (затяжні I680 - інтенсивність смуги випромінювання дощі, зниження температури повітря та ін.), а та680 нм; хлорофілу в кож технічні збої різного характеру (відключення I643 - інтенсивність смуги випромінювання фиелектроенергії, вихід з ладу вентиляторів, тепло643 нм; коцианіну в генераторов і т.п.). В основу корисної моделі “Спосіб культивуI572 - інтенсивність смуги випромінювання фівання одноклітинних водоростей” поставлена за572 нм. установлено коеритрину в дача шляхом контролю і регулювання параметрів Відомо що відновлені піридиннуклеотиди (НАД культивування забезпечити підвищення ефективН і НАДФ Н) мають власну люмінесценцію в обланості процесу культивування. сті 465-480нм. При переході в окислений стан, Поставлена задача досягається тим, що в здатність до люмінесценції втрачається. Окислені “Способі культивування одноклітинних водоросформи флавинмононуклеотиду (ФМН) і флавинатей”, що включає вирощування водоростей і контдениндинуклеотиду (ФАД) мають люмінесценцію в роль за фізіологічним станом культури, останній області 520-530нм. Таким чином, вимірювання здійснюється шляхом люмінесцентного спектраспектрів люмінесценції і визначення по них харакльного аналізу, що включає попередній відбір по теристичних параметрів може бути використане спектру люмінесценції водоростей довжин хвиль для оцінки фізіологічного стану одноклітинних возбудження, регулярну реєстрацію спектрів люмідоростей у процесі культивування. несценції при культивуванні водоростей у період Нами цей підхід був використаний для оцінки їхнього вирощування і визначення співвідношення фізіологічного стану одноклітинних водоростей у інтенсивностей смуг випромінювання пігментів, а процесі культивування з наступною корекцією за результатами аналізу спектрів коректується складу поживного середовища. На Фіг. 2 предстатехнологічний режим їх культивування. влений спектр люмінесценції ціанобактерій Перелік фігур креслення. Spirulina (Arthrospira) platensis. По спектру люмінеФіг.1 - крива росту S.Platensis в накопичувальсценції вибирають довжини хвиль збудження, ханий культурі при різній забезпеченості азотом (1рактерні для даних водоростей. Для інших груп +5 +5 +5 60мг N /л; 2-206мг N /л; 3-412мг N /л; одноклітинних водоростей спектри будуть мати Фіг.2 - Характерний спектр люмінесценції куіншу форму. льтури синьозелених водоростей-цианобактерий Спосіб реалізується таким чином. Spirulina platensis; У басейни, заповнені живильним мінеральним Фіг.3 - Динаміка зміни інтенсивності (в відн. середовищем, оптимальним для вирощуваного Один.) флуоресценції водоростей S.Platensis при виду одноклітинних водоростей, одночасно внорізних довжинах хвиль і різному вмісті азоту в кусять рівну кількість альгологічно чистого інокуляту льтуральному середовищі; одноклітинних водоростей, таким чином, щоб поФіг.4 - Динаміка зміни співвідношення інтенсичаткова щільність культури складала не менш 0,3вності флуоресценції; 0,4г АСР/л. Щодня протягом 3-5-ти днів після заФіг.5 - Інтенсивність флуоресценції мерез 24 селення басейнів в умовах накопичувальної кульгодини після зміни режиму культивування. тури контролюють приріст біомаси фотоколоримеВідомо [див. Карнаухов В.Н., Керженцев А.С., тричним способом. Після досягнення рівня 0,5-0,6г Лисовский А.Е., Яшин В.А. Люминесцентный микАСр/л переходять до регулярної, щоденної реєстроспектральный анализ в биомониторинге загрязрації спектрів люмінесценції культивуємих однокнения воздушной среды: Препр. / АН СРСР. Научлітинних водоростей. Відбирають аліквоту суспенный центр биологических исследований; - Пущино: зії одноклітинних водоростей об'ємом 10мл. У 1983. - 31с.] застосування люмінесцентного мікрокювету спектрофлуорофотометра "Shimadzu RF спектрального аналізу для контролю за станом 5000" вносять після темнової адаптації протягом систем енергетичного обміну кліток рослин з ме15 хвилин 3мл культури і реєструють спектр люмітою біомоніторінгу. При цьому було показано, що, несценції культури водоростей in vivo. як характеристичний параметр, відображаючий На основі даних по вимірюванню спектрів люспіввідношення фотоавтотрофного і гетеротрофмінесценції, використовуючи (1), (2) і (3) розрахоного компонентів системи енергозабезпечення вують характеристичні параметри (співвідношення фотосинтезуючих клітин вищих рослин і деяких інтенсивностей смуг випромінювання пігментів), водоростей, може бути використане відношення що відбивають співвідношення фотоавтотрофного інтенсивності люмінесценції хлорофілу в довжині і гетеротрофного компонентів системи енергоза680 нм ( I680 ) до інтенсивності люмінесхвилі безпечення фотосинтезуючих кліток, після чого ценції окислених флаво-протеїнів мітохондріалькоректують хімічний склад поживного середовища. ної (гетеротрофної) системи енергозабезпечення в Приклад реалізації способу. 530 нм ( I530 ): Культиватори заповнювали поживним мінерадовжині хвилі льним середовищем Заррука утримуючим 412мг 5 16270 6 N+ /л, вносили альгологічно чистий інокулят маткостом азоту практично не відрізнялися один від вої культури ціанобактерій Spirulina platensis, таодного. ким чином, щоб початкова щільність культури На Фіг.4 представлена динаміка зміни (% до складала не менш 0,3-0,4г АСР/л. У момент внеконтролю) співвідношень інтенсивності люмінессення інокулята температура поживного розчину ценції. Зміни фізіологічного стану водоростей у була не нижче 25°С. Щодня протягом 15-ти днів варіантах зі зниженим вмістом азоту були відзнаконтролювали приріст біомаси фотоколориметричені вже через добу після початку культивування. чним способом. Після досягнення рівня 0,5-0,6г При початковому вмісті азоту 50% від контролю АСР/л реєстрували спектри люмінесценції культизміна стану водоростей виявлялося в більш пізні вуємих водоростей, визначали співвідношення терміни (5-6 доба від початку культивування). Зміінтенсивностей смуг випромінювання пігментів і ни фізіологічного стану водоростей підтверджукоректували хімічний склад поживного середовиються співвідношеннями інтенсивності флуоресща. У кювету спектрофлуорофотометра "Shimadzu ценції (див. Фіг.4). Одержав дані, які свідчать про RF 5000" після темнової адаптації протягом 15 порушення енерговиробляючого апарату культихвилин вносили 3мл культури і реєстрували спектр вуємих водоростей, у живильне середовище долюмінесценції культури водоростей in vivo. Збудавали поживні елементи, що були присутніми у дження здійснювали випромінюванням ксенонової початковому середовищі і через 6 годин проводилампи в довжині хвилі 365нм (щілина 5-10нм). Вили люмінесцентний аналіз. Було відзначене збімірювання проводили в спеціальній не флуоресльшення інтенсивності люмінесценції, яке стало ціюючій кюветі товщиною 10мм, розташованій з явним через добу експозиції (див. Фіг.5). можливістю реєстрації спектрів люмінесценції під Таким чином, реєстрація спектрів люмінесцекутом 90°. У ряді випадків використовували інші нції культурального середовища та мікроводоросдовжини хвиль збудження (436, 515, 546нм), чи тей і визначення співвідношення інтенсивностей здійснювали синхронне сканування зразків з попесмуг випромінювання пігментів дозволяють одерредженим збудженням на 20-30нм. жати оперативну інформацію про стан водоростей, Динаміка зміни інтенсивності (в відн. од.) люкоректувати режим, їх культивування. мінесценції водоростей S. platensis в різних довПропонований спосіб має ряд переваг: жинах хвиль представлена на Фіг.3. На 5-й день - висока оперативність одержання інформації культивування були зареєстровані явні зміни фізіпро фізіологічний стан культури в процесі культиологічного стану водоростей не тільки у варіантах вування; зі зниженим змістом азоту в середовищі (60мг N+/л - своєчасне коректування технологічного проі 206мг N+/л), але й у контролі (412мг N+/л). У відоцесу, що дозволяє підвищити врожайність культимому способі (див. Фіг.1) варіанти зі зниженим змівуємих водоростей і їхню біологічну цінність. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 16270 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601