Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54514 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика Decomposition of cultural absorption spectra and the acetone extract of microalgae Tetraselmis viridis into spectrum of individual pigments Разделение спектров поглощения культуры и ацетонового экстракта микроводоросли Tetraselmis viridis на спектры отдельных пигментов Чернышев Д Н Chernyshev D N chernishevd@gmail.com Горбунова С Ю Gorbunova S Yu Тренкеншу Р П Trenkenshu R P Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН» ru A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas RAS ru ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН» ru A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas RAS ru 25 06 2020 25 06 2020 5 2 232 238 20 06 2020 20 06 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54514/view

В работе проведено разделение спектра поглощения ацетонового экстракта микроводоросли Tetraselmis viridis методом GPS на спектры отдельных пигментов. Основными пигментами оказались лютеин, неоксантин хлорофилл а и хлорофилл b . В спектре культуры с помощью производной второго порядка выявлены отдельные максимумы поглощения. Полученные данные взяты за основу при составлении модели спектра нативных форм пигментов. Предложены модели нативных форм хлорофилла а , хлорофилла b , и суммарных фотопротекторных каротиноидов. Полученные математические модели спектров поглощения отдельных пигментов и литературные коэффициенты экстинкции могут быть использованы для быстрого расчета концентраций пигментов в культуре.

In this work, we divided the absorption spectrum of the acetone extract of the Tetraselmis viridis microalgae by GPS into the spectra of individual pigments. The main pigments were lutein, neoxanthin chlorophyll a and chlorophyll b. In the culture spectrum, using the second-order derivative, individual absorption maxima were revealed. The data obtained are taken as a basis when compiling a model of the spectrum of native pigment forms. Models of native forms of chlorophyll a , chlorophyll b , and total photoprotective carotenoids are proposed. The obtained mathematical models of the absorption spectra of individual pigments and literature extinction coefficients can be used to quickly calculate the concentration of pigments in the culture.

 морские микроводоросли Tetraselmis viridis хлорофилл а хлорофилл b спектры поглощения гауссианы marine microalgae Tetraselmis viridis chlorophyll a chlorophyll b absorption spectra gaussians Исследования выполнены в рамках Госзадания ФИЦ ИнБЮМ № АААА-А18-118021350003-6.

Bidigare R.R. et al. In-vivo absorption properties of algal pigments. Ocean Optics X. International Society for Optics and Photonics, 1990, vol. 1302, pp. 290-302. Bidigare R.R. et al. In-vivo absorption properties of algal pigments. Ocean Optics X. International Society for Optics and Photonics, 1990, vol. 1302, pp. 290-302. Чурилова Т.Я., Финенко З.З., Акимов А.И. Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. @@[Churilova T.Ya., Finenko Z.Z., Akimov A.I. Black Sea microalgae: problems of biodiversity conservation and biotechnological use. Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics, 2008. (In Russ.)] Churilova T.Ya., Finenko Z.Z., Akimov A.I. Mikrovodorosli Chernogo morya: problemy sohraneniya bioraznoobraziya i biotehnologicheskogo ispol'zovaniya. Sevastopol': EKOSI-Gidrofizika, 2008. @@[Churilova T.Ya., Finenko Z.Z., Akimov A.I. Black Sea microalgae: problems of biodiversity conservation and biotechnological use. Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics, 2008. (In Russ.)] Guiry M.D., Guiry G.M. 2019. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway (taxonomic information republished from AlgaeBase with permission of M.D. Guiry). Tetraselmis viridis (Rouchijajnen) R.E.Norris, Hori & Chihara, 1980, URL: http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails& id=838159 on 2019-12-10. Guiry M.D., Guiry G.M. 2019. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway (taxonomic information republished from AlgaeBase with permission of M.D. Guiry). Tetraselmis viridis (Rouchijajnen) R.E.Norris, Hori & Chihara, 1980, URL: http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails& id=838159 on 2019-12-10. Роухияйнен М.И. Новый вид рода Platymonas (Chlorophyta) из зеленых водорослей. Новости систематики низших растений. М.-Л: Наука, 1966. с. 82-85. @@[Rokhiyaynen M.I. A new species of the genus Platymonas (Chlorophyta) from green algae. News of the taxonomy of lower plants. M.-L: Nauka, 1966, pp. 82-85. (In Russ.)] Rouhiyaynen M.I. Novyy vid roda Platymonas (Chlorophyta) iz zelenyh vodorosley. Novosti sistematiki nizshih rasteniy. M.-L: Nauka, 1966. s. 82-85. @@[Rokhiyaynen M.I. A new species of the genus Platymonas (Chlorophyta) from green algae. News of the taxonomy of lower plants. M.-L: Nauka, 1966, pp. 82-85. (In Russ.)] Тренкеншу Р. П., Терсков И.А., Сидько Ф.Я. Плотные культуры морских микроводорослей. Изв. СО АН СССР (сер. Биол.), 1981, № 15, вып. 3, с. 75-82. @@[Trenkenshu R.P., Terskov I.A., Sidko F.Ya. Dense cultures of marine microalgae. Izv. SB USSR Academy of Sciences (ser. Biol.), 1981, no. 15, iss. 3, pp. 75-82. (In Russ.)] Trenkenshu R. P., Terskov I.A., Sid'ko F.Ya. Plotnye kul'tury morskih mikrovodorosley. Izv. SO AN SSSR (ser. Biol.), 1981, № 15, vyp. 3, s. 75-82. @@[Trenkenshu R.P., Terskov I.A., Sidko F.Ya. Dense cultures of marine microalgae. Izv. SB USSR Academy of Sciences (ser. Biol.), 1981, no. 15, iss. 3, pp. 75-82. (In Russ.)] Тренкеншу Р.П. Простейшие модели роста микроводорослей. 1. Периодическая культура. Экология моря, 2005, вып. 67, с. 89-97. @@[Trenkenshu R.P. The simplest models of microalgae growth. 1. Periodic culture // Ecology of the sea, 2005, iss. 67, pp. 89-97. (In Russ.)] Trenkenshu R.P. Prosteyshie modeli rosta mikrovodorosley. 1. Periodicheskaya kul'tura. Ekologiya morya, 2005, vyp. 67, s. 89-97. @@[Trenkenshu R.P. The simplest models of microalgae growth. 1. Periodic culture // Ecology of the sea, 2005, iss. 67, pp. 89-97. (In Russ.)] Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Боровков А.Б., Новикова Т.М. Унифицированная установка для лабораторных исследований микроводорослей. Вопросы современной альгологии, 2017, № 1 (13). URL: http://algology.ru/1097 @@[Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unified installation for laboratory research of microalgae. Questions of modern algology, 2017, no. 1 (13). URL: http://algology.ru/1097. (In Russ.)] Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unificirovannaya ustanovka dlya laboratornyh issledovaniy mikrovodorosley. Voprosy sovremennoy al'gologii, 2017, № 1 (13). URL: http://algology.ru/1097 @@[Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unified installation for laboratory research of microalgae. Questions of modern algology, 2017, no. 1 (13). URL: http://algology.ru/1097. (In Russ.)] Боровков А.Б., Геворгиз Р.Г Продуктивность Spirulina platensis и Tetraselmis viridis при использовании различных методов культивирования. Экология моря, 2005, вып. 70, c. 9-13. @@[Borovkov A.B., Gevorgiz R.G. Productivity of Spirulina platensis and Tetraselmis viridis when using various cultivation methods. Ecology of the Sea, 2005, iss. 70, pp. 9-13. (In Russ.)] Borovkov A.B., Gevorgiz R.G Produktivnost' Spirulina platensis i Tetraselmis viridis pri ispol'zovanii razlichnyh metodov kul'tivirovaniya. Ekologiya morya, 2005, vyp. 70, c. 9-13. @@[Borovkov A.B., Gevorgiz R.G. Productivity of Spirulina platensis and Tetraselmis viridis when using various cultivation methods. Ecology of the Sea, 2005, iss. 70, pp. 9-13. (In Russ.)] Владимирова М.Г., Семененко В.Е. Интенсивная культура одноклеточных водорослей. Москва. АН СССР, 1962, 60 с. @@[Vladimirova M.G., Semenenko V.E. Intensive culture of unicellular algae. Moscow. USSR Academy of Sciences, 1962, 60 p. (In Russ.)] Vladimirova M.G., Semenenko V.E. Intensivnaya kul'tura odnokletochnyh vodorosley. Moskva. AN SSSR, 1962, 60 s. @@[Vladimirova M.G., Semenenko V.E. Intensive culture of unicellular algae. Moscow. USSR Academy of Sciences, 1962, 60 p. (In Russ.)] Копытов Ю.П. и др. Методика комплексного определения биохимического состава микроводорослей. Альгология, 2015. @@[Kopytov Yu.P. et al. Methodology for the complex determination of the biochemical composition of microalgae. Algology, 2015. (In Russ.)] Kopytov Yu.P. i dr. Metodika kompleksnogo opredeleniya biohimicheskogo sostava mikrovodorosley. Al'gologiya, 2015. @@[Kopytov Yu.P. et al. Methodology for the complex determination of the biochemical composition of microalgae. Algology, 2015. (In Russ.)] Wellburn R.W. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of plant physiology, 1994, vol. 144, no. 3, pp. 307-313. Wellburn R.W. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of plant physiology, 1994, vol. 144, no. 3, pp. 307-313. Küpper H., Seibert S., Parameswaran A. Fast, sensitive, and inexpensive alternative to analytical pigment HPLC: quantification of chlorophylls and carotenoids in crude extracts by fitting with Gauss peak spectra. Analytical chemistry, 2007, vol. 79, no. 20, pp. 7611-7627. Küpper H., Seibert S., Parameswaran A. Fast, sensitive, and inexpensive alternative to analytical pigment HPLC: quantification of chlorophylls and carotenoids in crude extracts by fitting with Gauss peak spectra. Analytical chemistry, 2007, vol. 79, no. 20, pp. 7611-7627. Raes E.J., Isdepsky A, Muylaert K, Borowitzka M.A, Moheimani N.R. Comparison of growth of Tetraselmis in a tubular photobioreactor (Biocoil) and a raceway pond. J. Appl. Phycol., 2014, vol. 26, pp. 247-255, DOI: 10.1007/s10811-013-0077-5. Raes E.J., Isdepsky A, Muylaert K, Borowitzka M.A, Moheimani N.R. Comparison of growth of Tetraselmis in a tubular photobioreactor (Biocoil) and a raceway pond. J. Appl. Phycol., 2014, vol. 26, pp. 247-255, DOI: 10.1007/s10811-013-0077-5. Гуляев Б.А., Литвин Ф.Ф. Первая и вторая производная спектра поглощения хлорофилла и сопровождающих пигментов в клетках высших растений и водорослей при 20оС. Биофизика, 1970, т. 15, № 4, с. 670-680. @@[Gulyaev B.A., Litvin F.F. The first and second derivative of the absorption spectrum of chlorophyll and accompanying pigments in the cells of higher plants and algae at 20°C. Biophysics, 1970, vol. 15, no. 4, pp. 670-680. (In Russ.)] Gulyaev B.A., Litvin F.F. Pervaya i vtoraya proizvodnaya spektra pogloscheniya hlorofilla i soprovozhdayuschih pigmentov v kletkah vysshih rasteniy i vodorosley pri 20oS. Biofizika, 1970, t. 15, № 4, s. 670-680. @@[Gulyaev B.A., Litvin F.F. The first and second derivative of the absorption spectrum of chlorophyll and accompanying pigments in the cells of higher plants and algae at 20°C. Biophysics, 1970, vol. 15, no. 4, pp. 670-680. (In Russ.)] Hoepffner N., Sathyendranath S. Effect of pigment composition on absorption properties of phytoplankton. Mar. Ecol. Prog. Ser., 1991, vol. 73, no. 1, pp. 11-23. Hoepffner N., Sathyendranath S. Effect of pigment composition on absorption properties of phytoplankton. Mar. Ecol. Prog. Ser., 1991, vol. 73, no. 1, pp. 11-23. Smith E.L. The action of sodium dodecyl sulfate on the chlorophyll-protein compound of the spinach leaf. The Journal of General Physiology, 1941, vol. 24, no. 5, p. 583. Smith E.L. The action of sodium dodecyl sulfate on the chlorophyll-protein compound of the spinach leaf. The Journal of General Physiology, 1941, vol. 24, no. 5, p. 583. Mantoura R. F. C., Wright S. W. Phytoplankton pigments in oceanography: guidelines to modern methods. Oceanographic Literature Review, 1997, vol. 10, no. 44, p. 1110 Mantoura R. F. C., Wright S. W. Phytoplankton pigments in oceanography: guidelines to modern methods. Oceanographic Literature Review, 1997, vol. 10, no. 44, p. 1110