Оценка эффективности криоконсервации микроводорослей и цианобактерий на примере штаммов из Всероссийской коллекции микроорганизмов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведена оценка эффективности криоконсервации цианобактерий и микроводорослей разных таксономических групп, включая харофитовые, хлорофитовые и гетероконтофитовые микроводоросли, на примере 24 штаммов альгологической части фонда Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ). Для сравнительного исследования были отобраны культуры микроводорослей, отличающихся клеточными размерами, морфологической организацией таллома, способом размножения, наличием и размером слизистых оболочек, способностью к образованию покоящихся клеток. Апробированы два варианта криопротекторов (метанол и диметилсульфоксид), два типа питательных сред (скошенный агар и жидкая среда), а также три способа определения выживаемости организмов после криоконсервации. Показано, что двуступенчатый протокол криоконсервации с использованием обоих криопротекторов (метанол и диметилсульфоксид) был успешно применен для всех 24 исследованных штаммов вне зависимости от их таксономической принадлежности и морфологических признаков. По итогам эксперимента была разработана стандартная операционная процедура криоконсервации микроводорослей и цианобактерий, включающая жидкую культуральную среду с диметилсульфоксидом, а также одновременно два способа определения выживаемости штаммов после криоконсервации – рост в жидкой среде и штрихи на агаре. Предложенный протокол обеспечивает не только сохранение жизнеспособности клеток и возможности дальнейшего использования штамма в качестве морфологически и генетически репрезентативного образца, но и минимизирует временные и ресурсные затраты, а также риск контаминации культур.

Об авторах

В. В. Редькина

Всероссийская коллекция микроорганизмов (ВКМ), Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ ПНЦБИ РАН

Email: kalmykova_v_v@mail.ru
142290, Пущино, Россия

А. Д. Темралеева

Всероссийская коллекция микроорганизмов (ВКМ), Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ ПНЦБИ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kalmykova_v_v@mail.ru
142290, Пущино, Россия

Список литературы

  1. Beaty M.H. Cryopreservation of eukaryote algae. Master of Science in Biology thesis. Blacksburg, Virginia: Virginia Polytechnic Institute and State University, 1991. 116 p.
  2. Cameron R. E. Species of Nostoc vaucher occurring in the Sonoran Desert in Arizona // Trans. Am. Microsc. Soc. 1962. V. 81. P. 379–384. https://doi.org/10.2307/3223790
  3. Day J. G., Priestley I. M., Codd G. A. Storage, recovery and photosynthetic activities of immobilised algae // Plant and animal cells: process possibilities / Eds. Webb C., Mavituna F. Chichester, West Sussex: Ellis Horwood Limited, 1987. P. 257–261.
  4. Ettl H., Gärtner G. Syllabus der boden-, luft-und flechtenalgen. 2., ergänzte Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum, 2014. 773 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-39462-1
  5. Fernandes M. S., Calsing L. C., Nascimento R. C., Santana H., Morais P. B., de Capdeville G., Brasil B. S. Customized cryopreservation protocols for chlorophytes based on cell morphology // Algal Res. 2019. V. 38. Art. 101402. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.101402
  6. Foo S. C., Mok C. Y., Ho S. Y., Khong N. M.H. Microalgal culture preservation: progress, trends and future developments // Algal Res. 2023. V. 71. Art. 103007. https://doi.org/10.1016/j.algal.2023.103007
  7. Friedl T., Lorenz M. The culture collection of algae at Göttingen University (SAG): a biological resource for biotechnological and biodiversity research // Procedia Environ. Sci. 2012. V. 15. P. 110–117. https://doi.org/10.1016/J.PROENV.2012.05.015
  8. Guiry M. D. How many species of algae are there? A reprise. Four kingdoms, 14 phyla, 63 classes and still growing // J. Phycol. 2024. V. 60. P. 214–228. https://doi.org/10.1111/jpy.13431
  9. Holm-Hansen O. Viability of blue-green and green algae after freezing // Physiol. Plant. 1963. V. 16. P. 530–540. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1963.tb08330.x
  10. Kapoore R. V., Huete-Ortega M., Day J. G., Okurowska K., Slocombe S. P., Stanley M. S., Vaidyanathan S. Effects of cryopreservation on viability and functional stability of an industrially relevant alga // Sci. Rep. 2019. V. 9. Art. 2093. https://doi.org/10.1038/s41598-019-38588-6
  11. Leeson E. A., Cann J. P., Morris G. J. Maintenance of algae and protozoa // Maintenance of Microorganisms / Eds. Kirsop B. E., Snell J. J.S. London: Academic Press, 1984. P. 131–160.
  12. Lewis L. A., Trainor F. R. Survival of Protosiphon botryoides (Chlorophyceae, Chlorophyta) from a Connecticut soil dried for 43 years // Phycologia. 2012. V. 51. P. 662–665. https://doi.org/10.2216/11-108.1
  13. Leya T. The CCCryo Culture Collection of Cryophilic Algae as a valuable bioresource for algal biodiversity and for novel, industrially marketable metabolites // Appl. Phycol. 2022. V. 3. P. 167–188. https://doi.org/10.1080/26388081.2020.1753572
  14. Prieto-Guevara M., Alarcón-Furnieles J., Jiménez-Velásquez C., Hernández-Julio Y., Espinosa-Araujo J., Atencio-García V. Cryopreservation of the microalgae Scenedesmus sp. // Cells. 2023. V. 12. Art. 562. https://doi.org/10.3390/cells12040562
  15. Morris G. J. Cryopreservation of 250 strains of Chlorococcales by the method of two-step cooling // Br. Phycol. J. 1978. V. 13. P. 15–24. https://doi.org/10.1080/00071617800650031
  16. Müller J., Day J. G., Harding K., Hepperle D., Lorenz M., Friedl T. Assessing genetic stability of a range of terrestrial microalgae after cryopreservation using amplified fragment length polymorphism (AFLP) // Am. J. Bot. 2007. V. 94. P. 799–808. https://doi.org/10.3732/ajb.94.5.799
  17. Osório H. C., Laranjeiro C. N., Santos L. M., Santos M. F. First attempts to cryopreserve strains from the Coimbra Collection of Algae (ACOI) and the use of image analysis to assess viability // Nova Hedwigia. 2004. V. 79. P. 227‒235. https://doi.org/10.1127/0029-5035/2004/0079-0227
  18. Paredes E., Ward A., Probert I., Gouhier L., Campbell C. N. Cryopreservation of Algae // Cryopreservation and freeze-drying protocols. Methods in Molecular Biology / Eds. Wolkers W. F., Oldenhof H. NY: Humana New York, 2021. V. 2180. P. 607–621. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0783-1_32
  19. Puchkov E. O. Preservation of viable microorganisms in the laboratory: an overview of basics, methods and practical recommendations for beginners // Austin J. Biotechnol. Bioeng. 2023. V. 10. Art. 1119. https://doi.org/10.26420/austinjbiotechnolbioeng.2023.1119
  20. Rastoll M. J., Ouahid Y., Martín-Gordillo F., Ramos V., Vasconcelos V., Del Campo F. F. The development of a cryopreservation method suitable for a large cyanobacteria collection // J. Appl. Phycol. 2013. V. 25. № 5. P. 1483–1493. https://doi.org/10.1007/s10811-013-0001-z
  21. Urmeneta J., Navarrete A., Huete J., Guerrero R. Isolation and characterization of cyanobacteria from microbial mats of the Ebro Delta, Spain // Curr. Microbiol. 2003. V. 46. P. 0199‒0204. https://doi.org/10.1007/s00284-002-3856-9
  22. Wan M. C., Qin W., Lei C., Li Q. H., Meng M., Fang M., Song W., Chen J. H., Tay F., Niu L. N. Biomaterials from the sea: Future building blocks for biomedical applications // Bioact. Mater. 2021. V. 6. P. 4255‒4285. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.04.028

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

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».