Телефон: +7 (383)-312-14-32

Статья опубликована в рамках: XVII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 16 марта 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Биотехнологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Бурак Н.М., Богданец А.В., Дацкевич А.В. ВЛИЯНИЕ ИОНОВ МАРГАНЦА НА НАКОПЛЕНИЕ БИОМАССЫ И ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ У МИКРОВОДОРОСЛИ SCENEDESMUS ECORNIS // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(17). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/6(17).pdf (дата обращения: 23.10.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ВЛИЯНИЕ ИОНОВ МАРГАНЦА НА НАКОПЛЕНИЕ БИОМАССЫ И ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ У МИКРОВОДОРОСЛИ SCENEDESMUS ECORNIS

Бурак Наталья Михайловна

студент кафедры биотехнологии, ПолесГУ

Беларусь, г. Пинск

Богданец Анастасия Валерьевна

студент кафедры биотехнологии, ПолесГУ

Беларусь, г. Пинск

Дацкевич Анна Валерьевна

студент кафедры биотехнологии, ПолесГУ

Беларусь, г. Пинск

Научный руководитель Ильючик Ирина Анатольевна

старший преподаватель кафедры биотехнологии ПолесГУ,

Беларусь, г. Пинск

ВВЕДЕНИЕ

Хлорококковые водоросли широко применяются как в процессах самоочищения так и для формирования качества воды. Микроводоросли также рассматриваются для получения биомассы, богатой различными активными веществами: аминокислотами, белками, витаминами, и другими биологически активными веществами [6].

В жизнедеятельности микроводорослей большое значение имеют незаменимые элементы, среди которых большую роль играет марганец [1]. При его недостатке наблюдается снижение скорости фотосинтеза, торможение деления клеток, нарушается структура хлоропластов, подавляются процессы выделения кислорода.

Известен опыт применения водоросли Sc. ecornis в пищевой промышленности в качестве высокобелковых и витаминизированных пищевых добавок, биокрасителей, а также как биостимулятора и регулятора роста [5].

Микроводоросли успешно применяются и в химической промышленности. Некоторые штаммы Scenodesmus содержат в высушенной биомассе более 20% резиноидов. В научной литературе встречаются достаточно противоречивые сведения о характере связи между содержанием в тканях высших растений основных пигментов фотосинтеза и накапливающейся в результате этого процесса биомассой [3].

Целью работы является изучение зависимости между накоплением биомассы микроводоросли Scenodesmus ecornis и концентрацией марганца в питательной среде.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследования выбрана микроводоросль Scenodesmus, относящейся к отделу Chlorophyta, классу Chlorophyceae, порядку Chlorococcales, семейству Sccenedesmaceae, которую выращивали в периодической культуре в колбах объемом 1 л при температуре 25-26 С, толщина слоя 7,5 см [4]. Непрерывное барботирование суспензии осуществляли воздухом со скоростью 25 л/ч с помощью аквариумного компрессора HAILEA ACO-003. Для освещения культуры использовали газоразрядные ртутные лампы низкого давления холодного дневного света PHILIPS TDL 18W/3. Освещенность на поверхности сосуда (2000 Лк) регистрировали с помощью люксметра Ю-116, продолжительность световых и темновых фаз (12 ч / 12 ч) регулировали автоматически, используя программируемый таймер PTHWDG 03. Подсчет клеток осуществляли визуально под микроскопом Микмед-5 ЛОМО (*40) с помощью камеры Горяева. Оптическую плотность культуры и содержание пигментов в клетках водоросли определяли спектрофотометрически. Экстракцию пигментов из клеток микроводоросли проводили 100% ацетоном.

Среду Тамия для выращивания водоросли готовили непосредственно перед экспериментом с использованием комплекса макро- и микроэлементов из расчета 0,5 на 1 л дистиллированной воды: азот – 18%; фосфор (Р) – 18%; калий (К) – 18%; магний – 3%; бор (В) – 0,025 %; медь – 0,01%; сера – 5%; цинк – 0,025; молибден (Мо) – 0,004%; железо – 0,07%; марганец – 0,04%; рН 7,0. Состав среды Тамия, помимо комплекса макро- и микроэлементов [2]:

 

Реактив

Масса г/5л

KNO3

25

MgSO4×7H2O

12,5

KH2PO4

6,25

ЭДТА

0,185

FeSO4×7H2O

0,015

 

В таблице 1 представлен расклад эксперимента.

Таблица 1.

Расклад эксперимента

 

Концентрация марганца в среде Тамия г/1л

0 (контр.)

0,005

0,025

0,1

0,5

2,5

10

50

№ банок/Кол-во повторов

11-21

12-22

13-23

14-24

15-25

16-26

17-27

18-28

 

Отбор проб проводили с частотой 1 раз в 2 сут (экспозиция длилась 22 суток). Из каждой колбы отбирали по 1 мл суспензии при перемешивании. Подсчитывали клетки, определяли оптическую плотность культуры и содержание пигментов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Нарастание количества клеток Scenodesmus в периодической культуре происходило согласно классического пути развития такой культуры. С первых по 22 сутки концентрация клеток нарастала с 4,0 ± 0,4 млн/мл (1 сут) до 8,0 ± 0,6 млн/мл (11 сут). Начиная с 8 суток количество клеток уменьшалось, но к 22 суткам составило 8,0  ± 0,5 млн/мл. (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Влияние хлорида марганца на рост зеленой водоросли Scenodesmus: 1 – контроль; 2 – Mn-0,005; 3 – Mn-0,025; 4 – Mn-0,1; 5 – Mn-0,5; 6 – Mn-2,5; 7 – Mn-10; 8 – Mn-50.

 

Изучение изменения массы сухого вещества (рисунок 2) во всех вариантах культивирования соответствовало изменению концентрации клеток в каждые сутки экспозиции.

 

Рисунок 2. Влияние хлорида марганца на накопление биомассы Scenodesmus: 1 – контроль; 2 – Mn-0,005; 3 – Mn-0,025; 4 – Mn-0,1; 5 – Mn-0,5; 6 – Mn-2,5; 7 – Mn-10;  8 – Mn-50.

 

Полученные данные позволяют заключить, что ионы Mn2+, в зависимости от концентрации оказывают разнонаправленное влияние на рост и развитие микроводоросли. Высокие концентрации марганца, хотя и угнетают культуру, но не приводят к ее полной гибели.

Зависимость содержания хлорофилла а в клетках микроводоросли от накопленной биомассы в средних значениях за 11 измерений отражена в таблице2.

Таблица 2.

Зависимость содержания хлорофилла а в клетках микроводоросли от накопленной биомассы

Концентрация Mn2+, мМ

Оптическая плотностьλ=560 нм

Chl A

0

0,767

8929,619

0,005

0,618

6927,24

0,025

0,675

7923,662

0,1

0,846

7826,194

0,5

0,77

8508,678

2,5

0,77

9101,573

10

0,722

7058,738

50

0,871

8331,332

 

ВЫВОДЫ:

1.В указанных концентрациях ионы марганца оказали положительный эффект на клетки водоросли. Наиболее оптимальная концентрация марганца для культивирования микроводоросли от 0,5 до 50 мМ.

2.Между содержанием биомассы и концентрацией фотосинтетического пигмента существует определенная зависимость, характер которой зависит от фазы роста культуры и условий культивирования.

3.Полученные результаты дают основание для дальнейших исследований влияния ионов марганца на накопление биомассы и хлорофилла.

 

Список литературы:

  1. Андреева В.М. Род Clorella. Морфология, систематика, принципы классификации: учеб. пособие Мн.: Наука, 1975. - 110 с.
  2. Богданов Н.И. Способ культивирования микроводорослей на основе штамма «Chlorella vulgaris ИФР № С-111». - 2001.
  3. Шлык А.А. Метаболизм хлорофилла в зеленом растении: учеб.пособие Мн: Наука  и техника, 1965. – 396 с.
  4. Collier J.L., Grossman, A.R., Chlorosis Induced by Nutrient Deprivation in Synechocccus sp. J. Bacteriol. - 1992.
  5. Greene R.M., Gerder, R.J., Falkowski, P.G., Effect of Iron Limitation on Photosyntesis: Limnol. Oceanogr. - 1991.
  6. Yong Y.Y.R., Lee, Y.K., Carotenoids Play a Photoprotective Role in the Cytoplasm of Haematococcus lacustris (Chrolophyta): Phycologia 30. -1991.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом