Ecological and Physiological Characteristics and Biotechnological Potential of Diatom Algae Nitzschia amabilis H. Suzuki

S. L. Polyakova; Полякова С. Л.; S. N. Zheleznova; Железнова С. Н.; R. G. Gevorgiz; Геворгиз Р. Г.; N. A. Davidovich; Давидович Н. А.

doi:10.31857/S0015330323600572

Эколого-физиологические характеристики и биотехнологический потенциал диатомовой водоросли Nitzschia amabilis H. Suzuki

Авторы: Полякова С.Л.¹, Железнова С.Н.², Геворгиз Р.Г.², Давидович Н.А.¹
Учреждения:
1. Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник Российской академии наук – филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Институт биологии южный морей имени А.О. Ковалевского Российской академии наук”
2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южный морей имени А.О. Ковалевского Российской академии наук”
Выпуск: Том 70, № 7 (2023)
Страницы: 906-914
Раздел: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3303/article/view/233800
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015330323600572
EDN: https://elibrary.ru/CVGKQV
ID: 233800

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Работа посвящена изучению эколого-физиологических свойств, продукционных и биохимических характеристик диатомовой водоросли Nitzschia amabilis. Определен оптимум по солености (35‒36‰), освещенности (2.95 клк) и фотопериоду (14 ч), при котором достигается наибольшая удельная скорость роста клеток. Установлен коэффициент светового насыщения (I_k), который оказался меньше единицы, что говорит о высокой энергоэффективности фотосинтеза. Результаты экспериментов по солености показали способность водоросли расти в диапазоне 4–68‰, свидетельствуя о ее относительно широкой эвригалинности. Изучен биохимический состав N. amabilis при накопительном культивировании. В целом у исследуемого штамма преобладали полиненасыщенные жирные кислоты, доминирующими были эйкозопентаеновая, арахидоновая и докозагексаеновая. Основная доля насыщенных жирных кислот приходилась на пальмитиновую кислоту. Установлены показатели продуктивности N. аmabilis в отношении липидов, фукоксантина и ПНЖК, которые в 2.5–3 раза выше в проточном режиме культивирования, чем в накопительном.

Ключевые слова

Nitzschia amabilis, биохимический состав, диатомовые водоросли, культивирование, освещенность, соленость

Об авторах

С. Л. Полякова

Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник Российской академии наук –
филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Институт биологии южный морей имени А.О. Ковалевского Российской академии наук”

Email: svietlana.poliakova.77@mail.ru
Россия, Республика Крым, Феодосия

Список литературы

Mann D.G., Vanormelingen P. An inordinate fondness? The number, distributions and origins of diatom species // J. Eukaryot. Microbiol. 2013. V. 60. P. 414. https://doi.org/10.1111/jeu.12047
Apt K.E., Behrens P.W. Commercial developments in microalgal biotechnology // J. Phycol. 1999. V. 35. P. 215.
Patil V., Kallqvist T., Olsen E., Vogt G., Gislerød H.R. Fatty acid composition of 12 microalgae for possible use in aquaculture feed // Aquac. Int. 2007. V. 15. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10499-006-9060-3
Liyanaarachchi V.C., Nishshanka G.K.S.H., Premaratne R.G.M.M., Ariyadasa T.U., Nimarshana P.H.V., Malik A. Astaxanthin accumulation in the green microalga Haematococcus pluvialis: Effect of initial phosphate concentration and stepwise/continuous light stress // Biotechnol. Rep. 2020. V. 28: e0053.
Hustedt F. Die diatomeenflora des küstengebietes der Nordsee vom dollart bis zur elbemündung. I. Die diatomeenflora in den sedimenten der unteren ems sowie auf den watten in der Leybucht, des Memmert und bei der insel juist // Abhandlungen des NWVs. 1939. V. 31. P. 571.
Dunstan G.A., Volkman J.K., Barrett S.M., Leroi J.-M., Jeffrey S. Essential polyunsaturated fatty acids from 14 species of diatom (Bacillariophyceae) // Phytochem. 1994. V. 35. P. 155.https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)90525-9
Witkowski A., Lange-Bertalot H., Metzeltin D. Diatom flora of marine coasts I. In: Lange-Bertalot H. (Ed.) iconographia diatomologica 7. Konigstein: Koeltz Scientific Books, 2000. 895 p.
Suzuki H., Nagumo T., Tanaka J. Nitzschia amabilis nom. nov., a new name for the marine species N. laevis Hustedt // Diatom Res. 2010. V. 25. P. 223.https://doi.org/10.1080/0269249X.2010.9705842
Rivera P., Cruces F. Primer registro para Chile de las diatomeas marinas Nitzschia amabilis, Nitzschia elegantula y Chaetoceros muelleri var. subsalsum // RBMO. 2011. V. 46. P. 95.
Kaleli A., Kociolek J., Solak C.N. Taxonomy and distribution of diatoms on the Turkish Mediterranean coast, Dalyan (Muğla) // Mediterranean Marine Sci. 2020. V. 21. P. 201. https://doi.org/10.12681/mms.17293
Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2023. https://www.algaebase.org; searched on 26 September 2023.
Andersen R.A., Kawachi M. Traditional microalgae isolation techniques. In: Algal culturing techniques / R. A. Andersen (Ed.). Burlington, MA: Elsevier Academic Press. 2005. P. 83. https://doi.org/10.1016/B978-012088426-1/50007-X
Полякова С.Л., Давидович О.И., Подунай Ю.А., Давидович Н.А. Модификация среды ESAW, используемой для культивирования морских диатомовых водорослей // Морской биологический журн. 2018. Т. 3. № 2. С. 73. https://doi.org/10.21072/mbj.2018.03.2.06
Финенко З.З., Ланская Л.А. Рост и скорость деления водорослей в лимитированных объемах воды // Экологическая физиология морских планктонных водорослей (в условиях культур) / Под общей редакцией К.М. Хайлова – Киев: Наук. Думка, 1971. С. 22.
Железнова С.Н., Геворгиз Р.Г., Бобко Н.И., Лелеков А.С. Питательная среда для интенсивной культуры диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) Reimann et Lewin – перспективного объекта биотехнологий // Актуальная биотехнология. 2015. Т. 14. № 3. С. 46.
Lowry O.H., Rosenbrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin Phenol Reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265.
Агатова А.И., Аржанова Н. В., Лапина Н.М., Налетова И.А., Торгунова Н.И. Руководство по современным биохимическим методам исследования водных экосистем, перспективных для промысла и марикультуры / Под ред. А.И. Агатовой. Москва: ВНИРО, 2004. 123 с.
Dubois M., Gilles K.A., Hamilton Y.K., Reber P.A., Smith F. Colometric method for determination of sugars and related substances // Analytical Chemistry. 1956. V. 28. P. 350. https://doi.org/10.1021/ac60111a017
Рябушко В.И., Железнова С.Н., Нехорошев М.В. Влияние азота на накопление фукоксантина диатомовой водорослью Cylindrotheca closterium (Ehre-nb.) Reimann et Lewin // Аlgologia. 2017. Т. 27. № 1. С. 15.
Kates M. Techniques of lipidology: isolation, analysis and identification of lipids. Amsterdam–NY–Oxford: Elsevier, 1986. 464 p.
Gevorgiz R.G., Gontcharov A.A., Zheleznova S.N., Malakhova L.V., Alyomova T.E., Maoka T., and Nekhoroshev M.V. Biotechnological potential of a new strain of Cylindrotheca fusiformis producing fatty acids and fucoxanthin // Bioresource Technology Reports. 2022. V. 18. P. 101098. https://doi.org/10.2139/ssrn.4081779
Геворгиз Р.Г., Железнова С.Н., Малахов А.С. Продукционные характеристики культуры диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann et Lewin в двухступенчатом хемостате // Морской биологический журн. 2023. Т. 8. № 1. С. 27. https://doi.org/10.21072/mbj.2023.08.1.03
Pasquet V., Ulmann L., Mimouni V., Guihéneuf F., Jacquette B., Morant-Manceau A., Tremblin G. Fatty acids profile and temperature in the cultured marine diatom Odontella aurita // J. Appl. Phycol. 2014. V. 26. P. 2265. https://doi.org/10.1007/s10811-014-0252-3
Artamonova E.Y., Vasskog T., Eilertsen H.C. Lipid content and fatty acid composition of Porosira glacialis and Attheya longicornis in response to carbon dioxide (CO2) aeration // PLoS ONE. 2017. V. 12: e0177703. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177703.
Bedoshvili Y., Podunay Y., Nikonova A., Marchenkov A., Bairamova E., Davidovich N., Likhoshway Y. Lipid and fatty acids accumulation features of Entomoneis cf. paludosa during exponential and stationary growth phases in laboratory culture // Diversity. 2021. V. 13. P. 459. https://doi.org/10.3390/ d13100459
Yi Z., Xu M., Di X., Brynjolfsson S., Fu W. Exploring valuable lipids in diatoms // Front. Mar. Sci. 2017. V. 4. P. 29. https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00017
Preston M., Salim R.M.A. Parenting style, proactive personality, and career decision self-efficacy among senior high school students // Humanitas Indonesian Psychological J. 2019. V. 16. P. 116.
Shiratori K., Ohgami K., Ilieva I., Jin X.H., Koyama Y., Miyashita K., Kazuhiko Y., Satoru K., Shigeaki O. Effects of fucoxanthin on lipopolysaccharide-induced inflammation in vitro and in vivo // Exp. Eye Res. 2005. V. 81. P. 422. https://doi.org/10.1016/j.exer.2005.03.002
Méresse S., Fodil M., Fleury F., Chénais B. Fucoxanthin, a marine-derived carotenoid from brown seaweeds and microalgae: a promising bioactive compound for cancer therapy // Intern. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 1. https://doi.org/10.3390/ijms21239273