АПРОБАЦИЯ ДВУХСТАДИЙНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ DUNALIELLA SALINA (TEODORESCO, 1905) В СЕВАСТОПОЛЬСКОМ РЕГИОНЕ

Цель. Исследовать  влияние  поверхностной  освещённости  на  скорость  роста  и  соотношение пигментов интенсивной культуры Dunaliella salina; провести апробацию выращивания D. salina  для получения её  биомассы,  обогащённой β‐каротином, в полупромышленных условиях.

Методы. Культивирование D. salina в полупромышленных условиях проводили в тепличном модуле ФГБУН «Институт морских биологических исследований». Культиваторами служили квадратные бассейны (1×1 м), выстеленные полиэтиленовой пленкой,  уложенные на выровненную поверхность  грунта; высота  слоя  культуры  составляла 10 см, объём – 100 л; разбавление предварительно выращенной D. salina проводили  свежей  средой  без  солей  –  источников  азота  и  фосфора.  Дуналиеллу  выращивали  при  естественном  освещении  и  непрерывном перемешивании.

Результаты. Определен  диапазон  поверхностной  освещённости  для  интенсивного  выращивания  D. salina,  оптимальный по энергетическим и минеральным затратам. В данном диапазоне средняя скорость роста культуры для условий эксперимента составляла 0.23‐0.27  г СВ/(л∙сут), а соотношение Кар/Хл а повышалось в 1.5‐2 раза, что свидетельствует о перестройке пигментного аппарата D. salina. Показано, что на втором этапе выращивания дуналиеллы содержание каротиноидов в бассейнах увеличилось в 1.3 раза и составило 600 мг на 1 м2 при соотношении  Кар/Хл а  равном  4.5.

Заключение.  Накопление  каротиноидов  при  полупромышленном выращивании D. salina произошло под действием двух факторов: повышенной естественной освещённости и температуры без дополнительного повышения солёности и продувки углекислоты, что снижает затраты при её промышленном выращивании; данный способ может быть использован для разработки технологии получения биомассы  дуналиеллы, обогащенной β‐каротином в южных регионах Российской Федерации. 

1. Ben‐Amotz A., Polle J.E., Rao D.S. The alga Dunaliella: biodiversity, physiology, genomics and biotechnology. Enfield, NH: Science Publishers, 2009. 555 p.

2. García‐González M., Moreno J., Cañavate J.P., Anguis V., Prieto A., Manzano C., Florencio F.J., Guerrero M.G. Conditions for open‐air outdoor culture of Dunaliella salina in southern Spain // Journal of Applied Phycology. 2003. V. 15. Iss. 2‐3. P. 177‐184. Doi:10.1023/A:1023892520443

3. Del Campo J.A., García‐González M., Guerrero M.G. Outdoor cultivation of microalgae for carotenoid production: current state and perspectives // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007. V. 74. Iss. 6. P. 1163‐1174. Doi:10.1007/s00253‐007‐0844‐9

4. Wu Z., Dejtisakdi W., Kermanee P., Ma C., Arirob W., Sathasivam R., Juntawong N. Outdoor cultivation of Dunaliella salina KU 11 using brine and saline lake water with raceway ponds in northeastern Thailand // Biotechnol. Appl. Biochem. 2017. V. 64. Iss. 6. P. 938‐943. Doi:10.1002/bab.1537

5. Sathasivam R., Ki J.‐S. A review of the biological activities of microalgal carotenoids and their potential use in healthcare and cosmetic industries // Mar. Drugs. 2018. V. 16. Iss. 1. P. 26. Doi:10.3390/md16010026

6. Масюк Н.П. Морфология, систематика, экология, географическое распространение рода Dunaliella Teod. Киев: Наук. думка, 1973. 487 с.

7. Solovchenko A.E., Selivanova E.A., Chekanov K.A., Sidorov R.A., Nemtseva N.V., Lobakova E.S. Induction of secondary carotenogenesis in new halophile microalgae from the genus Dunal‐ iella (Chlorophyceae) // Biochemistry (Moscow). 2015. V. 80. Iss. 11. P. 1508‐1513. Doi: 10.1134/S0006297915110139

8. Боровков А.Б., Гудвилович И.Н. Апробация двухстадийного выращивания Dunaliella salina Teod. в полупромышленных условиях // Вопросы современной альгологии. 2017. N 1 (13). http://algology.ru/1155 (дата обращения: 16.11.2018)

9. Абдулагатов И.М., Алхасов А.Б., Догеев Г.Д., Тумалаев Н.Р., Алиев Р.М., Бадавов Г.Б., Алиев А.М., Салихова А.С. Микроводоросли и их технологические применения в энергетике и защите окружающей среды // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13, N 1. C. 166‐183. Doi:10.18470/1992‐1098‐2018‐1‐166‐183

10. Borovkov A.B., Gudvilovich I.N. Intensive cultivation of Dunaliella salina for production of biomass with elevated β‐carotene content. Communication 2. Optimization of Cultivation Regime // Hydrobiological Journal. 2015. V. 51. Iss. 4. P. 31‐38. Doi: 10.1615/HydrobJ.v51.i4.40

11. Xu Y., Ibrahim I.M., Harvey P.J. The influence of photoperiod and light intensity on the growth and photosynthesis of Dunaliella salina (Chlorophyta) CCAP 19/30 // Plant Physiol. Biochem. 2016. V. 106. P. 305‐315. Doi: 10.1016/j.plaphy.2016.05.021

12. Minhas A.K., Hodgson P., Barrow C.J., Adholeya A. A Review on the assessment of stress conditions for simultaneous production of microalgal lipids and carotenoids // Frontiers in Microbiology. 2016. V. 7. Art. 546. P. 1‐19. Doi: 10.3389/fmicb.2016.00546

13. Lamers P.P., Janssen M., De Vos R.C., Bino R.J., Wijffels R.H. Carotenoid and fatty acid metabolism in nitrogen‐starved Dunaliella salina, a unicellular green microalga // J. Biotechnol. 2012. V. 162. Iss. 1. P. 21‐27. Doi:10.1016/j.jbiotec.2012.04.018

14. Shaish A., Avron M., Ben‐Amotz A. Effect of inhibitors on the formation of stereoisomers in the biosynthesis of β‐carotene in Dunaliella bardawil // Plant. Cell. Physiol. 1990. V. 31. Iss. 5. P. 689‐696. Doi: 10.1093/oxfordjournals.pcp.a077964 15. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. Киев: Наук. думка, 1975. 247 с.

15. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution // J. Plant Phys. 1994. V. 144. Iss. 3. P. 307‐313. Doi:10.1016/S0176‐1617(11)81192‐2