Кратковременное фотоингибирование индуцирует длительное фотообразование водорода у фототрофной культуры Chlorella sorokiniana на полной среде

В работе впервые показана способность иммобилизованной в альгинате культуры Chlorella sorokiniana к длительному образованию водорода (Н₂) при культивировании в строго фотоавтотрофных условиях на полной минеральной среде. Для снижения фотосинтетической активности иммобилизованные клетки предварительно инкубировали в течение 30 минут при высокой интенсивности света (1000 мкмоль фотонов м⁻² с⁻¹). Способность к образованию Н₂ оценивали при освещении 40 мкмоль фотонов м⁻² с⁻¹. Культура, не барботированная аргоном, выделяла Н₂ в течение 9 дней, общий выход газа составил 0,1 моль Н₂/м². В атмосфере аргона выделение Н₂ продолжалось 51 день, а общий выход увеличился до 0,55 моль Н₂/м². Иммобилизованная культура была способна к продукции Н₂ при 16%-ном содержании О₂ в газовой фазе, что может быть связано с эффектами фотоингибирования и активации путей поглощения кислорода в митохондриях и хлоропластах. Анализ функционирования электрон-транспортной цепи в клетках микроводоросли выявил снижение скорости электронного транспорта, увеличение размера антенны фотосистемы 2 (ФС2) и развитие процессов нефотохимического тушения, при этом активность ФС2 оставалась умеренно высокой (Fv/Fm = 0,4–0,6). Ингибиторный анализ с использованием 10⁻⁵ М DCMU показал, что вклад ФС2 в гидрогеназную реакцию увеличивался от 30% в первый день эксперимента до 50% к четвёртому дню. При этом добавление 10⁻⁵ М DBMIB приводило к 90%-ному снижению скорости образования H₂ как на первый, так и на четвёртый день.