Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования
Исследованы интенсивность фотосинтеза, дыхания и продуктивность 26 штаммов микроводорослей из различных систематических групп. Данные виды и штаммы характеризуются высоким адаптационным потенциалом и являются перспективными объектами фотобиотехнологии. Some physiological features in 26 strains of mi...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5859 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования / Е.М. Урмыч, Х.А. Бердыкулов, М.Б. Эшпулатова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 347-352. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859584753575919616 |
|---|---|
| author | Урмыч, Е.М. Бердыкулов, Х.А. Эшпулатова, М.Б. |
| author_facet | Урмыч, Е.М. Бердыкулов, Х.А. Эшпулатова, М.Б. |
| citation_txt | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования / Е.М. Урмыч, Х.А. Бердыкулов, М.Б. Эшпулатова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 347-352. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Исследованы интенсивность фотосинтеза, дыхания и продуктивность 26 штаммов микроводорослей из различных систематических групп. Данные виды и штаммы характеризуются высоким адаптационным потенциалом и являются перспективными объектами фотобиотехнологии.
Some physiological features in 26 strains of microalgae from different systematic groups have been studied. These strains are characterized by high adaptive potential. All these microalgae are the promising objects of photobiotechnology.
|
| first_indexed | 2025-11-27T09:05:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
Продуктивность микроводорослей
ISSN 0868-8540 Альгология. 2008. Т. 18. № 3 Algologia. 2008. V. 18. N 3 347
УДК 582.232:275-11:577.082
Е.М. УРМЫЧ, Х.А. БЕРДЫКУЛОВ, М.Б. ЭШПУЛАТОВА
Научно-производственный центр «Ботаника» АН Республ. Узбекистан,
700143 Ташкент, ул. Ф. Ходжаева, 32, Республика Узбекистан
ПРОДУКТИВНОСТЬ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ В ИНТЕНСИВНЫХ
УСЛОВИЯХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
Исследованы интенсивность фотосинтеза, дыхания и продуктивность 26 штаммов
микроводорослей из различных систематических групп. Данные виды и штаммы характеризуются
высоким адаптационным потенциалом и являются перспективными объектами фотобиотехнологии.
К л ю ч е в ы е с л о в а : фотосинтез, дыхание, продуктивность, освещение, микроводоросли,
фотобиотехнология.
Введение
Перспективные виды и штаммы микроводорослей изучаются и исполь-
зуются во многих странах (США, Япония, Тайвань, Россия, Болгария). В
Узбекистане исследованы местные выделенные и полученные штаммы
пресноводных микроводорослей, которые представляют интерес как объекты
различных биологических исследований и биотехнологии (Кучкарова, 1974;
Бердыкулов, 1991; Abdullaev et al., 2000).
Практическое использование микроводорослей заключается в их
промышленном культивировании с целью получения биомассы и использования
ее в сельском хозяйстве, фармакологии, парфюмерии. Содержание во многих
микроводорослях значительного количества белков (включая незаменимые
аминокислоты), углеводов, липидов, витаминов, лабильных к различным
условиям, позволяет управлять биосинтезом в необходимом направлении
(Исмаилходжаев, 1994) и использовать их как источники биологически активных
веществ (БАВ) (Сиренко, Козицкая, 1988).
Преимуществом лабораторного культивирования является получение
экологически чистого продукта, что немаловажно в условиях современного
экологического фона. Технология получения БАВ из микроводорослей,
культивируемых при заданных абиотических факторах, упрощается по сравнению
с получением экстрактов морских макро- и микроводорослей, которые требуют
предварительной очистки от примесей, сушки, обработки кислотой и др.
Водоросли, культивируемые нами в лабораторных интенсивных условиях
и содержащиеся в коллекции водорослей, принадлежат к различным
систематическим группам.
© Е.М. Урмыч, Х.А. Бердыкулов, М.Б. Эшпулатова, 2008
Е.М. Урмыч и др.
348
Целью данной работы было изучение некоторых физиологических свойств
представителей синезеленых, зеленых, красных, эвгленовых водорослей в интен-
сивных условиях культивирования.
Материалы и методы
Объектами исследования служили микроводоросли из родов: Chlorella,
Chlamydomonas, Dictyococcus, Bracteacoccus, Cyanidium, Synechococcus, Dunaliella,
Scenedesmus, Euglena, Ankistrodesmus, Nostoc. Водоросли содержатся в лабо-
раторной коллекции в экстенсивных условиях. Интенсивное культивирование
осуществляли на лабораторной установке с круглосуточным освещением лампами
ДРЛ-400, контролем температурного фактора, барботажным перемешиванием
смесью воздуха и CO2 (1,5 %).
Водоросли выращивали в сосудах объемом 500 мл в полустерильных
условиях. Использовали минеральные среды 04, Громова 6 (Г.6), УзИМ-Узбекский
ин-т микробиологии, Громова, 17, Тамийя (Т), Зарукка, Артари, Мухамад-Таха с
известным содержанием и соотношением инградиентов. Для каждой культуры
подобраны благоприятные условия. pH среды измеряли на pH-метре.
Продуктивность рассчитывали по приросту биомассы (г/л сухой биомассы в
сутки). Сухую массу учитывали весовым методом. Освещение измеряли люкс-
метром типа Ю-116 и переводили в Вт/м2 ФАР. Полученные данные обрабатывали
статистически (Доспехов, 1973; Бердыкулов, 1979).
Результаты и обсуждение
Ниже приведен список микроводорослей, адаптированных к интенсивным
условиям (см. таблицу). Основное количество штаммов относится к Chlorophyta,
отдельные штаммы – к Cyanophyta и Rhodophyta. В список вошли культуры,
которые относятся к продуктивным перспективным штаммам. Минимальный
прирост биомассы водорослей в сутки в оптимальных условиях составляет 0,28 г/л
а.с.б. К таким штаммам относятся наиболее изученные виды: Chlorella,
Scenedesmus, Ankistrodesmus, Euglena. Максимальный прирост биомассы всех
водорослей получен в условиях круглосуточного освещения, при котором
создаются условия для непрерывной фотосинтетической активности.
Опыты показали, что благоприятными для большинства культур являются
широкие температурные и световые пределы (18-35 0С и 25-100 Вт/м2 ФАР).
Минеральные питательные среды являются среднеминерализованными с
количеством основных составляющих 1-5 г/л. Исключение составляют галотоле-
рантные штаммы Dunaliella salina и D. minuta, требующие повышенного коли-
чества солей. Рост культур происходит при значениях pH, близких к нейтральным
Продуктивность микроводорослей
349
(6,0-7,5). Вид Cyanidium caldarium относится к ацидофильным водорослям (растет
при pH 1,5-2).
Рост изученных водорослей имеет 3 фазы. В благоприятных интенсивных
условиях адаптированные штаммы имеют укороченные сроки лаг-фазы (1-3 сут),
период активного роста (экспоненциальная фаза) сопровождается наибольшей
скоростью прироста биомассы, что является результатом активных
фотосинтетических процессов. Максимальная интенсивность фотосинтеза всегда
отмечается в экспоненциальную фазу (Урмыч, 1999). Стационарная фаза развития
характеризуется стабильным поддержанием биомассы несколько дней.
Интенсивность фотосинтеза на этом этапе существенно снижается. Темновое
дыхание в благоприятных условиях может быть на низком уровне, однако в
основном этот период характеризуется активацией дыхания по сравнению с
фотосинтезом, т.е. наблюдается обратная корреляция этих процессов. Одной из
задач при изучении газообмена культур является создание условий,
обеспечивающих наименьшие энергетические затраты на дыхание на этом этапе
(Урмыч и др., 2005).
Т а б л и ц а . Прирост биомассы адаптированных штаммов микроводорослей в интенсивной
культуре
Благоприятные условия культивирования
Отдел Вид, штамм Освещение,
Вт/м2
ФАР
Темпе-
ратура,
0С
Минер.
среда
pH
среды
Прирост
а.с.б./сут,
г/л
1 2 3 4 5 6 7
Chlorella vulgaris Beijer,
YA-1-8
50-100 18-32 О4. Тамия 6-7 0,38±0,01
Ch. vulgaris, YA-1-9 50-100 18-32 О4. Тамия 6-7 0,38±0,02
Ch. vulgaris, Str. p-1 50-100 18-33 О4. Тамия 6-7 0,29±0,01
Chl. vulgaris, YA-1-10 50-100 18-33 О4. Г, 6
Тамия
6-7 0,38±0,01
C
hl
or
op
yt
a
Ch. pyrenoidosa Chick,
YA-1-1
50-100 18-33 О4. Г, 6
Тамия
6-7 0,39±0,03
Chlamydomonas
reinhardii Dang, YA-5-16
30-70 18-25 Г.6 Тамия 6-7,5 0,50±0,03
Ch. reinhardtii, 449 50-200 18-40 Г.6 6-7 1,1±0,04
Ch. globosa, Snow., YA-
5-20
50-150 18-35 Г.6 6-7,5 0,83±0,03
C
hl
or
op
hy
ta
Ch. parietaria Dill, YA-
5-21
50-150 18-35 Тамия 6-7,0 0,81±0,04
Dictyococcus
pseudovarians Korsch.,
Str. Gromov
50-100 20-30 Г.6 5-7 0,62±0,02
C
hl
or
op
hy
ta
Bracteacoccus minor
Tereg, Str. Gromov
50-100 20-30 Г.6 5-7 0,62±0,02
Е.М. Урмыч и др.
350
Scenedesmus acuminatus
(Lagerh.) Chodat, YA-2-8
25-75 18-25 Г.6 6-7 0,28±0,01
S. quadricauda (Turp.)
Bréb., YA-2-7
25-75 18-25 Г.6 6-7 0,28±0,01
C
hl
or
op
hy
ta
S. obliquus (Turp.) Kütz.,
YA-2-6
25-75 18-25 Г.6 6-7 0,30±0,01
Euglena gracilis Klebs.,
YA-4-17
25-75 20-30 Узим 6-7 0,39±0,01
E. proxima Dang.,
УA-4-19
25-75 18-33 Узим 6-7 0,42±0,02
E. clara Skuja, E-23 25-75 20-30 Узим 6-7,5 0,31±0,01 Eu
gl
en
op
hy
ta
E. oblonga Schmitz, E-22 25-60 20-28 Узим 6-7,5 0,31±0,01
Ankistrodesmus braunii
(Naeg.) Brunth., УA-3-3
25-75 20-28 Узим 6-7 0,29±0,02
A. angustus (Bern.)
Korsch. YA-3-1
25-75 20-28 Узим 6-7 0,28±0,01
Dunaliella minuta Lerche,
D-10
50-80 18-30 Артари 6-7 0,81±0,03 C
hl
or
op
hy
ta
D. salina Teod, D-9 50-80 18-30 Артари 6-7 0,91±0,02
Rh
od
op
hy
ta
Cyanidium caldarium
(Tild.) Geitl., C-1
50-300 25-41 Г.17 1,5-2 0,81±0,03
Synechococcus elongates
(Naeg.), S-2
50-200 25-40 Г.6 6-7 0,49±0,03
Spirulina platensis
(Nord.) Geitl., S-1
25-80 20-28 Зарукка 8-9 0,49±0,04
C
ya
no
ph
yt
a
Nostoc linckia Calcicola
(Bréb.) Elenk., N-2
25-70 20-29 М-Таха 6-7,5 0,38±0,02
Большое значение для продуктивности водорослей имеет фактор
светоустойчивости, т.к. рост биомассы при повышенной освещенности позволяет
использовать энергию излучения с большим КПД и сопровождается быстрым
накоплением биомассы за короткие сроки. К выраженным светоустойчивым
штаммам относятся Cyanidium caldarium, S-1, Synechococcus elongates, S-2,
Chlorella reinhardii Dang. 449 (рост при освещении до 200-300 Вт/м2 ФАР). Кроме
того, выделяется группа водорослей, которые легко адаптируются к повышенной
освещенности: все приведенные штаммы Chlorella vulgaris, Chlamydomonas,
globosa, Ch. parietaria, Bracteacoccus minor, Dictyococcus pseudovarians (рост при
освещении 100-150 Вт/м2 ФАР). Остальные штаммы являются продуктивными
мезофильными водорослями.
Интенсивность темнового дыхания в благоприятных условиях в
экспоненциальную фазу, как правило, на несколько порядков ниже фотосинтеза на
протяжении всего культивирования, что характеризует активное накопление
биомассы (Урмыч, 1999). Конечная продуктивность является основным критерием
перспективности культур. Наиболее продуктивными из приведенных водорослей
Продуктивность микроводорослей
351
являются Chlamydomonas reinhardii, 449, Ch. parietaria, Cyanidium caldarium (см.
таблицу).
Таким образом, все изученные нами штаммы водорослей стабильно
сохраняют альгологическую чистоту, не требуют сложных специфических
условий культивирования и большого количества минеральных солей.
Подобранные штаммы также характеризуются высоким адаптационным потен-
циалом.
Выводы
К интенсивным условиям культивирования адаптировано 26 штаммов
микроводорослей из различных систематических групп. Наиболее продуктивными
являются отдельные штаммы Chlamydomonas, Dunaliella и Cyanidium.
Светоустойчивые штаммы из родов Chlamydomonas и Cyanidium при
культивировании имеют наиболее короткий период адаптации, высокие
показатели продуктивности, что немаловажно для климатических условий
Узбекистана. Приведенные микроводоросли являются перспективными объектами
фотобиотехнологии. Полученные данные могут быть использованы для паспор-
тизации микроводорослей.
E.M. Urmich, H.A. Berdiculov, M.B. Eshpulatova
Scientific Centre of Plant Production “Botanica”, Uzbek Academy of Sciences,
32, F. Khodjaev St., 700125, Toshkent, Republic of Uzbekistan
THE INTENSIVE CULTURES OF MICROALGAE AS PROMISING OBJECTS OF
PHOTOBIOTECHNOLOGY
Some physiological features in 26 strains of microalgae from different systematic groups have been
studied. These strains are characterized by high adaptive potential. All these microalgae are the promising
objects of photobiotechnology.
K e y w o r d s : photosynthesis, production, lightening, microalgae, photobiotechnology.
Бердыкулов Х.А. Фотосинтез микроводорослей, культивируемых под открытым небом. – Ташкент: Фан,
1979. – С. 11-15.
Бердыкулов Х.А. Биологические особенности перспективных фототрофных микроводорослей и их
массовое культивирование: Автореф. дис. … д.б.н. – Ташкент, 1991. – 37 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М., 1973. – С. 30-35.
Исмаилходжаев Б.Ш. Физиолого-биохимические особенности зеленых и эвгленовых микроводорослей
и перспективы их применения: Автореф. дис. … д.б.н. – Ташкент, 1994. – 46 с.
Кучкарова М.А. Водоросли рисовых полей р. Чирчик. – Ташкент: Фан, 1974. – 287 с.
Е.М. Урмыч и др.
352
Сиренко Л.А., Козицкая В.Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. – Киев:
Наук. думка, 1988. – 352 с.
Таубаев Т.Т., Худайбердыева Р., Якубов Х.Ф. О методах выделения новых штаммов водорослей из
природы и их хранение в коллекционных культурах // Споровые растения Средней Азии. –
Ташкент: Фан, 1969. – С. 99-103.
Урмыч Е.М. Оптимизация фотосинтетической продуктивности светоустойчивых штаммов
микроводорослей: Автореф. дис. … к.б.н. – Ташкент, 1999. – 23 с.
Урмыч Е.М., Бердыкулов Х.А., Козирахимова Н.К. Суточная динамика газообмена и содержания
фотосинтетических пигментов Chlomydomonas parietaria Dill (Chlorophyta) // Альгология. –
2005. – 15. – № 1. – С. 45-50.
Abdullaev A.A., Kamolov B.Sh., Rakhimbaev B. Potobiotechnology of galotolerant microalgae as soures of β-
Karotine Znter Seminar // Proshrcts for Saline agriculture. – Islamabad (Pakistan), 2000. – 46 p.
Получена 28.12.05
Подписала в печать Е.И. Шнюкова
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5859 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-8540 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T09:05:59Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Урмыч, Е.М. Бердыкулов, Х.А. Эшпулатова, М.Б. 2010-02-09T10:35:30Z 2010-02-09T10:35:30Z 2008 Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования / Е.М. Урмыч, Х.А. Бердыкулов, М.Б. Эшпулатова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 347-352. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0868-8540 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5859 582.232:275-11:577.082 Исследованы интенсивность фотосинтеза, дыхания и продуктивность 26 штаммов микроводорослей из различных систематических групп. Данные виды и штаммы характеризуются высоким адаптационным потенциалом и являются перспективными объектами фотобиотехнологии. Some physiological features in 26 strains of microalgae from different systematic groups have been studied. These strains are characterized by high adaptive potential. All these microalgae are the promising objects of photobiotechnology. ru Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України Прикладная альгология Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования The intensive cultures of microalgae as promising objects of photobiotechnology Article published earlier |
| spellingShingle | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования Урмыч, Е.М. Бердыкулов, Х.А. Эшпулатова, М.Б. Прикладная альгология |
| title | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| title_alt | The intensive cultures of microalgae as promising objects of photobiotechnology |
| title_full | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| title_fullStr | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| title_full_unstemmed | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| title_short | Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| title_sort | продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования |
| topic | Прикладная альгология |
| topic_facet | Прикладная альгология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5859 |
| work_keys_str_mv | AT urmyčem produktivnostʹmikrovodorosleivintensivnyhusloviâhkulʹtivirovaniâ AT berdykulovha produktivnostʹmikrovodorosleivintensivnyhusloviâhkulʹtivirovaniâ AT éšpulatovamb produktivnostʹmikrovodorosleivintensivnyhusloviâhkulʹtivirovaniâ AT urmyčem theintensiveculturesofmicroalgaeaspromisingobjectsofphotobiotechnology AT berdykulovha theintensiveculturesofmicroalgaeaspromisingobjectsofphotobiotechnology AT éšpulatovamb theintensiveculturesofmicroalgaeaspromisingobjectsofphotobiotechnology |