zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ИЗУЧЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ДИНАМИКОЙ НАКОПЛЕНИЯ БИОМАССЫ И СОДЕРЖАНИЕМ ПИГМЕНТОВ У МИКРОВОДОРОСЛИ SCENEDESMUS SР.

 

Макарова Е.И., Отурина И.П., Сидякин А.И.

Украина, г.Симферополь,

Таврический национальный университет им. В.И.Вернадского

 

В статье приведены результаты корреляционного анализа между содержанием фотосинтетических пигментов и биомассой микроводоросли Scenedesmus sр в условиях накопительного культивирования. Показано, что концентрация хлорофиллов и каротиноидов у сценедесмуса при периодическом культивировании изменяется нелинейно.

 

Микроскопические водоросли давно стали объектом всесторонних исследований, что, в первую очередь, связанно с продуцированием представителями микроальгофлоры метаболитов с ценными для человека свойствами, среди которых особое место занимают пигменты [1, 8]. Определение закономерностей накопления этих физиологически активных соединений в биомассе микроскопических водорослей позволит разработать технологию их культивирования для получения больших объемов целевого продукта в рамках небольших интервалов времени. Целью наших исследований было изучение корреляционной зависимости между динамикой накопления биомассы и содержанием основных фотосинтетических пигментов у микроводорослей Scenedesmus sр.

Материалом для проведения исследований служила альгологически чистая культура микроскопических водорослей Scenedesmus sр. Meyen. (рис. 1), относящихся к отделу Chlorophyta, классу Chlorophyceae, порядку Chlorococcales, семейству Scenedesmaceae

Для жизнеобеспечения и интенсификации развития водорослей их выращивали на минеральной среде Тамия [8] в стандартной установке для культивирования микроводорослей [3].

Содержание пигментов в клетках Scenedesmus sр. определяли спектрофотометрически. Экстракцию пигментных комплексов из влажных клеток микроводорослей проводили 100 % ацетоном, из сухих – 90 % ацетоном.

 

а

б

Рис. 1. Морфология Scenedesmus sр.:

а) препарат альгокультуры «раздавленная капля» (х 480),

б) вид колоний на плотной питательной среде Тамия на 18-е сутки культивирования (х 32)

 

Концентрацию пигментов в клетках зеленых водорослей рассчитывали согласно общепринятым методикам в пересчете на относительно сухой вес [9, 11]. Для определения корреляционной зависимости между динамикой накопления биомассы и содержанием в ней пигментов у микроводоросли Scenedesmus sр. полученные результаты обрабатывались статистически [10, 15, 16].

Имеющиеся в научной литературе данные [2, 5, 12, 13] свидетельствуют о том, что между концентрацией пигментов и количеством биомассы существует определенная корреляционная зависимость.

Общая динамика накопления основных фотосинтетических пигментов (хлорофиллов а и в, каротиноидов) и биомассы в цикле периодического культивирования Scenedesmus sр. представлена на рис. 1, 2.

 

Рис. 2. Динамика накопления пигментов и биомассы в цикле культивирования Scenedesmus sр.

(при экстракции из высушенной альгомассы)

 

Рис. 3. Динамика накопления пигментов и биомассы в цикле культивирования Scenedesmus sр.

(при экстракции из сырой альгомассы)

 

Исследование динамики содержания хлорофилла а и накопления биомассы Scenedesmus sр. при экстракции пигментов из сырых клеток показало, что концентрация данного фотосинтетического пигмента в цикле культивирования постепенно увеличивается (с 13,08 до 23,9 мг/г), что свидетельствует о существовании положительной корреляции (r=+0,91) между изучаемыми показателями на протяжении экспоненциального роста и линейной фазы, в конце которой содержание хлорофилла а начинает снижаться. Это можно объяснить тем, что при замедлении скорости роста культуры, возможно, происходит смена лимитирующего фактора. К началу фазы отмирания клеток микроводоросли содержание хлорофилла а достигает минимального значения (9,59 мг/г). Корреляционная зависимость между накоплением биомассы и содержанием хлорофилла а с конца линейной фазы и до фазы отмирания принимает отрицательный характер (r=-0,85). Такую динамику пигментов в цикле культивирования можно объяснить тем, что в процессе роста альгологической культуры происходит увеличение числа клеток, а вместе с ним и содержания пигментных молекул. Эта тенденция имеет место до тех пор, пока плотность культуры не достигнет некоторой критической величины, при которой клетки начинают затенять друг друга. Концентрация хлорофиллов с ухудшением световых условий начинает снижаться. При нарастании биомассы также происходит истощение питательной среды, и дефицит некоторых жизненно важных минеральных элементов может оказывать негативное влияние на образование пигментных комплексов. Наконец, продукты метаболизма микроводорослей, накапливаясь в питательной среде, могут ингибировать биосинтез пигментов и их предшественников.

Содержание хлорофилла в в альгомассе в процессе культивирования увеличивалось с 4,6 мг/г (в логарифмическую фазу роста) до 10,26 мг/г (в линейную фазу). Корреляционная зависимость между изучаемыми показателями в данный период имела положительный характер (r=+0,93). С конца линейной фазы содержание хлорофилла в постепенно снижалось до минимального значения 2,36 мг/г в фазе отмирания. Значение коэффициента корреляции сменилось с положительного на отрицательное (r=-0,9), поскольку концентрация пигментов уменьшалась на фоне нарастания биомассы.

Содержание каротиноидов при культивировании Scenedesmus sр. Возрастало пропорционально росту биомассы до стационарной фазы до 19,99 мг/г, а затем постепенно начинало снижаться. Коэффициент корреляции для данных показателей на начальных этапах культивирования имел высокие положительные (r=+0,97), а на заключительных (в фазу отмирания) приобрел низкое отрицательное (r = -0,9) значения. Такая закономерность накопления каротиноидов в цикле культивирования может быть характерной особенностью как изучаемого вида, так и водорослей вообще. Выявленная картина изменений концентрации каротиноидов в цикле выращивания микроводорослей согласуется с известными литературными данными [2, 5].

Изучение динамики содержания хлорофилла а в биомассе при его экстракции из высушенных клеток показало, что концентрация данного фотосинтетического пигмента увеличивается до конца лог-фазы. При дальнейшем культивировании, начиная с линейной фазы и до фазы отмирания, содержание хлорофилла а на фоне роста биомассы снижалось (с 19,83 до 12,33 мг/г), что иллюстрируется отрицательной корреляционной зависимостью (r=-0,85) между накоплением данного фотосинтетического пигмента и количеством альгомассы. Разницу в величинах коэффициентов корреляции между концентрациями пигментов, экстрагированных из сухой и сырой биомассы, можно объяснить особенностями структурной организации пигментного аппарата, который связан с белково-липидным комплексом мембран тилакоидов и хроматофоров. Большую роль в упорядочивании компонентов электрон-транспортной цепи играют молекулы воды, входящие также в состав водоокисляющего комплекса фотосистемы II и являющиеся донорами электронов для молекул реакционных центров. Оводненность клеток микроводорослей как обитателей гидросферы очень высока, поэтому потеря даже небольшого количества воды их клетками может привести к необратимым перестройкам как в отдельных компонентах электрон-транспортных цепей, так и в молекулах самих фотосинтетически активных пигментов. В результате этого большинство исследователей рекомендуют извлекать пигменты растительных клеток водными растворами полярных растворителей для сохранения большей части пигментов в нативном состоянии. Таким образом, высушивание клеток микроводорослей неизбежно ведет к потере определенного, а иногда и существенного количества хлорофиллов и других фотосинтетических пигментов, что может быть причиной снижения показателей и нарушения прямой корреляционной зависимости между накоплением биомассы и содержанием пигментов.

Максимальное содержание хлорофилла в при его экстракции из высушенной биомассы было отмечено на 23-и сутки культивирования, что соответствует концу фазы линейного роста, динамика его накопления в биомассе в этот период описывается положительной корреляционной зависимостью (r=+0,86). В стационарную фазу роста наблюдалось снижение концентрации этого пигмента до 11,41 мг/г (r =-0,9).

Исследование динамики накопления каротиноидов культурой сценедесмуса показало, что при периодическом культивировании до линейной фазы на фоне прироста биомассы происходит постепенное увеличение содержания этих пигментов. Между исследуемыми показателями выявлена тесная корреляционная зависимость (r = +0,98). С конца линейной стадии концентрация каротиноидов в биомассе постепенно снижалась, достигнув до 5,31 мг/г в фазе отмирания (r=-0,91).

При корреляционном анализе содержания хлорофиллов в и а в экстрактах из сырой и высушенной биомассы Scenedesmus sp. были выявлены высокий (r=+0,96) и средний (r=+0,47) положительные показатели корреляции между концентрацией этих двух фотосинтетических пигментов (рис. 5, 6). Отмеченную нами закономерность можно объяснить с точки зрения гипотезы биосинтеза хлорофиллов, согласно которой хлорофилл в может образовываться из хлорофилла а в результате темновой реакции окисления [14].

 

Рис. 4. Корреляционная зависимость между содержанием хлорофиллов а и в в культуре Scenedesmus sр.

(при экстракции пигментов из влажных клеток)

 

Рис. 5. Корреляционная зависимость между содержанием хлорофиллов а и в в культуре Scenedesmus sр.

(при экстракции пигментов из сухих клеток)

 

Таким образом, результаты первичных исследований показали, что концентрация основных фотосинтетических пигментов Scenedesmus sр. изменялась в цикле культивирования, что не всегда положительно коррелировало с накоплением биомассы. Максимальное содержание хлорофиллов, как правило, отмечалось в экспоненциальную фазу роста культуры, для которой характерна наибольшая интенсивность фотосинтеза. Накопление каротиноидов в биомассе происходило в конце линейной фаза роста. Достигнув своего максимума, содержание фотосинтетических пигментов начинало постепенно снижаться на фоне продолжающего нарастания биомассы, следовательно, содержание хлорофиллов и каротиноидов при периодическом культивировании изменяется нелинейно.

 

Список литературы:

 

1.      Береговая Н.М. Сравнение различных способов хранения водного экстракта С–фикоцианина микроводоросли Spirulina platensis / Н.М. Береговая, И.Н. Гудвилович // Экология моря. – 2006. – Вып. 70. – С. 5-8.

2.      Божков А.И. Динамика роста, липидный состав и содержание β-каротина в клетках Dunaliella viridis при культивировании в разных типах фотобиореакторов / А.И. Божков, Н.Г. Мензялова // Альгология. – 1997. – Т. 7, № 1. – С. 78-86.

3.      Владимирова М.Г. Интенсивная культура одноклеточных водорослей / М.Г. Владимирова М.Г., В.Е. Семененко. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – 60 с.

4.      Воронова О.К. Методика определения сухой биомассы микроводорослей в условиях интенсивного культивирования / О.К. Воронова // Альгология. 1994. — Т. 4, № 4. — С. 59 - 62.

5.      Головня Ю.Н. Плотные культуры красной микроводоросли Porphyridium cruentum Nag. / Ю.Н. Головня // Экология моря. – 2003. – Вып. 64. – С. 82-85.

6.      Крешков А.П. Основы аналитической химии / А.П. Крешков. – М.: Химия, 1976. – С. 371-372.

7.      Кузнецов Е.Д. Железо как фактор, лимитирующий рост хлореллы на среде Тамия / Е.Д. Кузнецов, М.Г. Владимирова // Физиология растений. – 1964. – Т. 1, № 4. – С. 615-619.

8.      Минюк Г. С. Одноклеточные водоросли как возобновляемый биологический ресурс / Г.С. Минюк, И.В. Дробецкая, И.Н. Чубчикова и др. // Морской экологический журнал. – 2008. – Т. 7, № 2. – С. 5-23.

9.      Отурина И.П. Фотосинтез растений. Методические указания к большому спецпрактикуму по физиологии растений для студентов специальности 01.09., «Биология» / И.П. Отурина. – Симферополь, 2008. – 29 с.

10.  Павленко В.Б. Анализ экспериментальных данных на компьютере / В.Б. Павленко, А.В. Янцев. – Симферополь, 2007. – 43 с.

11.  Стадничук И.Н. Фикобилипротеины / И.Н. Стадничук [гл. ред. Р. В. Петров]. – М.: ВИНИТИ, 1990. – (Итоги науки и техники, серия биологическая химия) Т. 40. – С. 1-193.

12.  Урмыч Е.М. Оптимизация фотосинтетической продуктивности светоустойчивых штаммов микроводорослей: автореф. дис.на соиск науч степени канд.биол.наук / Е.М. Урмыч. – Ташкент, 1999. – 23 с.

13.  Урмыч Е.М. Продуктивность микроводорослей в интенсивных условиях культивирования / Е.М. Урмыч, Х.А. Бердыкулов, М.Б. Эшпулатова // Альгология. – 2008. – Т. 18, № 3. – С. – 347-352.

14.  Царенко П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Украинской ССР /[П.М. Царенко, отв. ред. Г.М. Паламарь-Мордвинцева]. – К.: Наукова думка, 1990. – 208 с.

15.  Шлык А.А. Метаболизм хлорофилла в зеленом растении / А.А. Шлык. – Минск: Наука и техника, 1965. – 396 с.

16.  Янцев А.В. Алгоритмы применения статистических критериев. Статистические таблицы и формулы / А.В. Янцев. – Симферополь, 2007. – 76 с.

17.  Янцев А.В. Использование программы Statistica для анализа экспериментальных данных / А.В. Янцев. – Симферополь, 2007. – 53 с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info Идея сайта - Студия веб-дизайна Zinet