Пинск, Беларусь
Пинск, Беларусь
Пинск, Беларусь
Изучено влияние Cr2(SO4)3 в концентрации 10–2–10–8 М на урожай биомассы, концентрацию внутриклеточного белка, хлорофиллов а и b, каротиноидов в культуре Chlorella vulgaris штамма С 111 IBCE C-19. В отдельных сериях экспериментов концентрация источника азота – KNO3 была увеличена на 10 и 20%. Хром (III) оказал неоднозначное влияние на функционально-метаболическое состояние культуры хлореллы в зависимости от его концентрации и концентрации источника азота – KNO3. В целом, при концентрации KNO3 5,0 г/л в диапазоне концентраций 10–2–10–6 М сульфат хрома угнетал развитие культуры водоросли, а в максимальной его концентрации вызвал быструю гибель. В начальный период культивирования резко возрастал уровень хлорофиллов а и b, что, по-видимому, носило компенсаторно-приспособительный характер. Со стороны биомассы, уровня внутриклеточного белка, хлорофиллов не выявлено динамики колебательного характера, присущей контрольному варианту питательной среды. Увеличение концентрации KNO3 до 5,5 г/л при концентрации Cr2(SO4)3 10–4–10–8 М сопровождалось не только приростом биомассы, но и заметным (17–74%) увеличением уровня внутриклеточного белка, снижением «напряженности» фотосинтетического аппарата (судя по уровню пигментов) и восстановлением колебательной динамики фотосинтетических пигментов. Дальнейшее увеличение концентрации нитрата калия не дало положительного результата и вело к усугублению функционально-метаболического состояния культуры хлореллы. Возможно, катион Cr3+, в определенных условиях способствует мобилизации азотистого питания клеток водоросли, усилению биосинтеза белка. Полученные материалы создают основу для дальнейших исследований о путях влияния Cr3+ на обмен белков, а также для оптимизации состава питательных сред в целях обогащения клеток хлореллы белком.
культура хлореллы, сульфат хрома (III), нитрат калия, биомасса, внутриклеточный белок, хлорофиллы, каротиноиды
1. Suman G., Nupur M., Anuradha S., Pradeep B. Single cell protein production: A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2015, vol. 4, no. 9, pр. 251-262.
2. Загоровская В. Новый белок. Готов ли российский рынок к альтернативным кормовым белкам? Агротехника и технологии, 2020, № 1, с. 50-54.
3. Fradique M., Batista A.P., Nunes M.C. Incorporation of Chlorella vulgaris and Spirulina maxima biomass in pasta products. Part 1: preparation and evaluation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2010, no. 90, pp. 1656-1664, doi:https://doi.org/10.1002/jsfa.3999.
4. Safi C., Zebib В., Merah O., Pontalier P.-Y, Vaca-Garcia C. Morphology, composition, production, processing and applications of Chlorella vulgaris: A review. Renevable and Sustainable Energy Reviews, 2014, vol. 35, pp. 265-278, doi:https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.007.
5. Khan М.I., Shin J.H., Kim J.D. The promising future of microalgae: current status, challenges, and optimization of a sustainable and renewable industry for biofuels, feed, and other products. Microbial Cell Factories, 2018, vol. 17, рp. 1-21, doi:https://doi.org/10.1186/s12934-018-0879-x.
6. Melis A. Solar energy conversion efficiencies in photosynthesis: minimizing the chlorophyll antennae to maximize efficiency. Plant science, 2009, vol. 177, iss. 4, pр. 272-280, doi:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.06.005.
7. Ursu A.V., Marcati A., Sayd T., Sante-Lhoutellier V., Djelveh G., Michaud P. Extraction, fractionation and functional properties of proteins from the microalgae Chlorella vulgari. Bioresour Technology, 2014, vol. 157, рp. 134-139, doi:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.01.071.
8. Panahi Y., Khosroushahi A.Y, Sahebkar A., Heidari H.R. Impact of cultivation condition and media content on Chlorella vulgaris composition. Advanced Pharmaceutical Bulletin, 2019, vol. 9, iss. 2, pp. 182-194, doi:https://doi.org/10.15171/apb.2019.022.
9. Реутина С.В. Роль хрома в организме человека. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности, 2009, № 4, с. 50-55.
10. Vincent J.B. Effects of chromium supplementation on body composition, human and animal health, and insulin and glucose metabolism. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2019, vol. 22, no. 6, рр. 483-489, doi:https://doi.org/10.1097/MCO.0000000000000604.
11. Бессонова В.П., Иванченко О.Е. Накопление хрома в растениях и его токсичность. Вопрос биоиндикации и экологии, 2011, вып. 16, № 2, с. 35-52.
12. Ильючик И.А., Никандров В.Н. Методические рекомендации по изучению биохимических свойств одноклеточных зеленых водорослей (на примере Chlorella vulgaris). Пинск: ПолесГУ, 2020, 29 с.
13. Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. М.: Изд. центр «Академия», 2003, 256 с.
14. Ильючик И.А., Никандров В.Н. Рост культуры хлореллы (Chlorella vulgaris) и накопление белка при добавлении MnCl2 в питательную среду. Веснік Палескага дзяржаўнага універсітэта. Серыя прыродазнаўчых навук, 2018, № 1, с. 53-64.
15. Ильючик И.А., Никандров В.Н. Динамика фотосинтетических пигментов в культуре водоросли Chlorella vulgaris штамма С 111 IBCE C-19 при росте на питательной среде с добавлением хлорида марганца. Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя бiялагiчных навук, 2020, т. 65, № 3, с. 299-309.
16. Tkaczyk C., Huk O.L., Mwale F., Antoniou J., Zukor D.J., Petit A., Tabrizian M. Effect of chromium and cobalt ions on the expression of antioxidant enzymes in human U937 macrophage-like cells. Journal of Biomedical Materials Research, Part A, 2010, pp. 419-425, doi:https://doi.org/10.1002/jbm.a.32688.
17. Kubrak O.I., Lushcak O.V., Lushcak J.V., Torous I.M., Storey J.M., Storey K.B., Lushchak V.I. Chromium effects on free radical processes in goldfish tissues: Comparison of Cr(III) and Cr(VI) exposures on oxidative stress markers, glutathione status and antioxidant enzymes. Comparative Biochemistry and Physiology, Part C, 2010, vol. 152, iss. 3, pp. 360-370, doi:https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2010.06.003.
18. Упитис В.В. Макро- и микроэлементы в оптимизации минерального питания микроводорослей. Рига: Зинатне, 1983, 240 с.
19. Volland S., Lutz С., Michalke В., Lutz-Meindl U. Intracellular chromium localization and cell physiological response in the unicellular alga Micrasterias. Aquatic Toxicology, 2012, vol. 109, рр. 59-69, doi:https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2011.11.013.
20. Mertz W. Chromium occurrence and function in biological system. Physiological Reviews, 1969, vol. 49, no. 2, pp. 163-239, doi:https://doi.org/10.1152/physrev.1969.49.2.163.
