Одной из важнейших проблем массового культивирования микроводорослей является нестабильность выхода биомассы и ее состава. В связи с этим поиск агентов, позволяющих повысить продуктивность культуры в неблагоприятные периоды снижения интенсивности роста, является актуальным.
Железо играет важную роль в регуляции метаболизма микроводорослей. Дефицит железа снижает активность роста микроводорослей. С другой стороны избыток железа в среде культивирования приводит к аккумуляции железа в клетках микроводорослей – формированию внутриклеточных пулов железа, связанного с биоорганическими хелаторами. Биомасса микроводорослей, обогащенная железо-органическими соединениями, может использоваться в качестве пищевых добавок, нормализующих обмен железа у человека и животных.
В связи с этим изучали влияние различных концентраций железа в среде культивирования на интенсивность роста микроводорослей Dunaliella viridis Teod, активность аккумуляции железа в клетках и внутриклеточное содержание белка, липидов и β-каротина.
Было показано, что железо в исследованных концентрациях (3.7; 37.0; 74.0; 185.0мМ Fe 2+) не влияло на интенсивность роста и состав биомассы (содержание белка, липидов и β-каротина) в культурах с исходно высокой продуктивностью.
В культурах с исходно низкой продуктивностью выявлялась дозо-зависимая стимуляция роста и увеличение выхода биомассы. При этом максимальный выход биомассы в разные сезоны культивирования отмечался для разных концентраций железа в среде (37.0; 74.0; 185.0мМ Fe2+). Между выходом биомассы и содержанием железа в клетках микроводорослей выявлялась обратная корреляция.
В культурах с исходно низкой продуктивностью железо оказывало значительное влияние на состав биомассы. Так, железо индуцировало дозо-зависимое увеличение внутриклеточного содержания β-каротина. Между содержанием бета-каротина и содержанием железа в клетках выявлялось два типа корреляций: для концентрации 74.0мМ Fe2+ в среде – прямая корреляция, для концентрации 185.0мМ Fe2+ в среде – обратная корреляция. Влияние железа на содержание белка и триацилглицеридов в биомассе микроводорослей было неоднозначным: выявлялось дозо-зависимое увеличение и уменьшение содержания белка и триацилглицеридов. Между содержанием белка и ТГ в клетках и активностью внутриклеточной аккумуляции железа выявлялась обратная корреляция.
Т.о., железо может использоваться в технологиях массового культивирования микроводорослей для увеличения выхода биомассы в периоды с сезонным снижением продуктивности, обогащения биомассы каротиноидами и железо-органическими соединениями.
Источник: Биоаккумуляция железа и сезонная вариабельность продуктивности культуры микроводорослей Dunaliella viridis Teod / Голтвянский А.В., Сысенко Е.И // Біотехнологія. Наука. Освіта. Практика: тези доповідей IV Міжнародної науково-практичної конференції (Дніпропетровськ, 11 – 13 листопада 2008 р.) – Дніпропетровськ, 2008. – С. 18-19.
На фото культура Dunaliella viridis.