Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54561 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Fluorescence parameters and Chlorella sorokiniana culture growth dynamics at different content of biogenic substances Параметры флуоресценции и динамика роста культуры Chlorella sorokiniana при различном содержании биогенных веществ Беспалова С В Bespalova S V Романчук С М Romanchuk S M Чуфицкий С В Chufitskiy S V chufitskyisergey@yandex.ru Донецкий национальный университет ru Donetsk State University ru Донецкий национальный университет ru Donetsk State University ru Донецкий национальный университет ru Donetsk State University ru 25 09 2020 25 09 2020 5 3 511 516 20 09 2020 20 09 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54561/view

В работе рассматривается воздействие различных концентраций биогенных веществ на динамику роста культуры микроводорослей Chlorella sorokiniana , а также на содержание хлорофилла и флуоресценцию клеток культуры. С помощью метода флуориметрии произведена оценка фотосинтетической активности клеток культуры. Показано, что низкое содержание нитратов и фосфатов приводит к снижению скорости роста культуры, уменьшению концентрации хлорофилла в пробах воды, а также к снижению скорости электронного транспорта на уровне фотосистемы II, квантового выхода и базовых показателей флуоресценции. Произведена оценка фотосинтетического индекса эффективности (PI) функционирования фотосистемы II. Показано, что показатель PI возрастает при интенсивном нарастании биомассы Chlorella sorokiniana , и снижается при снижении скорости роста культуры.

The effect of various concentrations of nutrients on the growth dynamics of the microalgae Chlorella sorokiniana, as well as on the content of chlorophyll and the fluorescence of the cells of the culture is considered. Using the method of fluorimetry, the photosynthetic activity of culture cells was evaluated. It was shown that a low content of nitrates and phosphates leads to a decrease in the growth rate of the culture, a decrease in the concentration of chlorophyll in water samples, and also to a decrease in the speed of electron transport at the level of photosystem II, quantum yield, and basic fluorescence indices. The photosynthetic efficiency index (PI) of the functioning of photosystem II was evaluated. It was shown that the PI index increases with an intensive increase in the biomass of Chlorella sorokiniana, and decreases with a decrease in the growth rate of the culture.

 флуоресценция фитопланктон нитраты фосфаты хлорофилл fluorescence phytoplankton nitrates phosphates chlorophyll

Филенко О.Ф., Михеева И.В Основы водной токсикологии. М.: Колос, 2007, 144 с. Filenko O.F., Miheeva I.V Osnovy vodnoy toksikologii. M.: Kolos, 2007, 144 s. Genty B., Briantais J.-M., Baker N.R. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence. Biochim. Biophys. Acta, 1989, vol. 990, pp. 87-92. DOI: 10.1016/S0304-4165(89)80016-9. Genty B., Briantais J.-M., Baker N.R. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence. Biochim. Biophys. Acta, 1989, vol. 990, pp. 87-92. DOI: 10.1016/S0304-4165(89)80016-9. Strasser R.J., Srivastava A., Tsimilli-Michael M. The fluorescence transient as a tool to characterize and screen photosynthetic samples. In Probing Photosynthesis: Mechanism, Regulation & Adaptation. Ed. Mohanty, Yunus and Parthre. London: Taylor & Francis, 1998, pp.1-59. Strasser R.J., Srivastava A., Tsimilli-Michael M. The fluorescence transient as a tool to characterize and screen photosynthetic samples. In Probing Photosynthesis: Mechanism, Regulation & Adaptation. Ed. Mohanty, Yunus and Parthre. London: Taylor & Francis, 1998, pp.1-59. Абакумов А.И., Пак С.Я., Симонов А.Я. Модель минерального питания фитопланктона. Владивосток, 2011, 126 с. Abakumov A.I., Pak S.Ya., Simonov A.Ya. Model' mineral'nogo pitaniya fitoplanktona. Vladivostok, 2011, 126 s. Степанова И.Э., Бикбулатова Е.М. Значимость соотношений форм биогенных элементов для оценки современного состояния Рыбинского водохранилища. Поволжский экологический журнал, 2015, № 3, c. 330-337. Stepanova I.E., Bikbulatova E.M. Znachimost' sootnosheniy form biogennyh elementov dlya ocenki sovremennogo sostoyaniya Rybinskogo vodohranilischa. Povolzhskiy ekologicheskiy zhurnal, 2015, № 3, c. 330-337. Smith V.H. The nitrogen and phosphorus dependence of algal biomass in lakes: an empirical and theoretical analysis. Limnol. Ocearnogr, 1982, vol. 23, pp. 1248-1255. DOI: 10.4319/lo.1982.27.6.1101. Smith V.H. The nitrogen and phosphorus dependence of algal biomass in lakes: an empirical and theoretical analysis. Limnol. Ocearnogr, 1982, vol. 23, pp. 1248-1255. DOI: 10.4319/lo.1982.27.6.1101. Шаров А.Н. Фитопланктон водоемов Кольского полуострова. Петрозаводск, 2004, 99 c. Sharov A.N. Fitoplankton vodoemov Kol'skogo poluostrova. Petrozavodsk, 2004, 99 c. Клоченко П.Д., Медведь В.А., Васильчук Т.А., Василенко О.В. Особенности влияния гуминовых кислот на развитие планктонных водорослей. Гидробиологический журнал, 2010, т. 46, № 5, c. 102-110. Klochenko P.D., Medved' V.A., Vasil'chuk T.A., Vasilenko O.V. Osobennosti vliyaniya guminovyh kislot na razvitie planktonnyh vodorosley. Gidrobiologicheskiy zhurnal, 2010, t. 46, № 5, c. 102-110. Суходольская И.Л., Мантурова О.В., Грюк И.Б. Фитопланктон малых рек Ровенской области (Украина) и связь его количественных показателей с содержанием биогенных элементов. Гидробиологический журнал, 2015, т. 51, № 3, c. 56-68. Suhodol'skaya I.L., Manturova O.V., Gryuk I.B. Fitoplankton malyh rek Rovenskoy oblasti (Ukraina) i svyaz' ego kolichestvennyh pokazateley s soderzhaniem biogennyh elementov. Gidrobiologicheskiy zhurnal, 2015, t. 51, № 3, c. 56-68. Трифонова И.С., Расплетина Г.Ф., Павлова О.А. Органическое вещество, биогенные элементы и фитопланктон в оценке состояния рек бассейна Ладожского озера. Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах. Материалы V Всероссийского симпозиума с международным участием. 10-14 сентября 2012 г., г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2012, c. 66-70. Trifonova I.S., Raspletina G.F., Pavlova O.A. Organicheskoe veschestvo, biogennye elementy i fitoplankton v ocenke sostoyaniya rek basseyna Ladozhskogo ozera. Organicheskoe veschestvo i biogennye elementy vo vnutrennih vodoemah i morskih vodah. Materialy V Vserossiyskogo simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem. 10-14 sentyabrya 2012 g., g. Petrozavodsk, Respublika Kareliya, Rossiya. Petrozavodsk: Karel'skiy nauchnyy centr RAN, 2012, c. 66-70. Булгаков Н.Г., Левич А.П. Биогенные элементы в среде и фитопланктон: соотношение азота и фосфора как самостоятельный фактор регуляции структуры альгоценоза. Успехи современной биологии, 1995, т. 115, вып. 1, c. 13-23. Bulgakov N.G., Levich A.P. Biogennye elementy v srede i fitoplankton: sootnoshenie azota i fosfora kak samostoyatel'nyy faktor regulyacii struktury al'gocenoza. Uspehi sovremennoy biologii, 1995, t. 115, vyp. 1, c. 13-23. Филенко О.Ф. Методы биотестирования качества водной среды. М.: Изд. МГУ, 1989, 178 с. Filenko O.F. Metody biotestirovaniya kachestva vodnoy sredy. M.: Izd. MGU, 1989, 178 s. Istvanovics V. Continuous monitoring of phytoplankton dynamics in Lake Balaton (Hungary) using on-line delayed fluorescence excitation spectroscopy // Freshwater Biology, 2005, no. 50, pp. 1950-1970. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2005.01442.x. Istvanovics V. Continuous monitoring of phytoplankton dynamics in Lake Balaton (Hungary) using on-line delayed fluorescence excitation spectroscopy // Freshwater Biology, 2005, no. 50, pp. 1950-1970. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2005.01442.x. Goldman C.R., Jassby A., Powell T. Interannual fluctuations in primary production: Meteorological forcing at two subalpine lakes. Limnol. Oceanogr, 1989, no. 34, pp. 310-323. DOI: 10.4319/lo.1989.34.2.0310. Goldman C.R., Jassby A., Powell T. Interannual fluctuations in primary production: Meteorological forcing at two subalpine lakes. Limnol. Oceanogr, 1989, no. 34, pp. 310-323. DOI: 10.4319/lo.1989.34.2.0310. Sterner R.W. Herbivores direct and indirect effects on algal populations. Science, 1986, no. 231, pp. 605-607. DOI: 10.1126/science.231.4738.605. Sterner R.W. Herbivores direct and indirect effects on algal populations. Science, 1986, no. 231, pp. 605-607. DOI: 10.1126/science.231.4738.605. Гончаров А.В., Абдуллаева К.М. Особенности фитопланктона Москворецких водохранилищ в связи с их глубоководностью и изменением уровня воды. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета, 2014, № 34, с. 128-134. Goncharov A.V., Abdullaeva K.M. Osobennosti fitoplanktona Moskvoreckih vodohranilisch v svyazi s ih glubokovodnost'yu i izmeneniem urovnya vody. Uchenye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta, 2014, № 34, s. 128-134. Гольцев В.Н., Каладжи М.Х., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла а - теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. М. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014, 220 с. Gol'cev V.N., Kaladzhi M.H., Kuzmanova M.A., Allahverdiev S.I. Peremennaya i zamedlennaya fluorescenciya hlorofilla a - teoreticheskie osnovy i prakticheskoe prilozhenie v issledovanii rasteniy. M. Izhevsk: Institut komp'yuternyh issledovaniy, 2014, 220 s. Корнеев Д.Ю. Информационные возможности метода индукции флуоресценции хлорофилла. К.: Альтерпрес, 2002, 188 с. Korneev D.Yu. Informacionnye vozmozhnosti metoda indukcii fluorescencii hlorofilla. K.: Al'terpres, 2002, 188 s. Лысенко В.С., Вардуни Т.В., Сойер В.Г., Краснов В.П. Флуоресценция хлорофилла растений как показатель экологического стресса: теоретические основы применения метода. Фундаментальные исследования, 2013, № 4-1, c. 112-120. Lysenko V.S., Varduni T.V., Soyer V.G., Krasnov V.P. Fluorescenciya hlorofilla rasteniy kak pokazatel' ekologicheskogo stressa: teoreticheskie osnovy primeneniya metoda. Fundamental'nye issledovaniya, 2013, № 4-1, c. 112-120. Butler W.L. Chlorophyll fluorescence: a probe for electron transfer and energy transfer. In: Encyclopedia of Plant Physiology, ed. by Trebst A., Avron M. Springer. Berlin, 1977, vol. 5, pp. 149-167. DOI: 10.1146/annurev.pp. 42.060191.001525. Butler W.L. Chlorophyll fluorescence: a probe for electron transfer and energy transfer. In: Encyclopedia of Plant Physiology, ed. by Trebst A., Avron M. Springer. Berlin, 1977, vol. 5, pp. 149-167. DOI: 10.1146/annurev.pp. 42.060191.001525.