Рост культуры хлореллы (Chlorella vulgaris) и накопление белка при добавлении MnCL2 в питательную среду

И.А. Ильючик (I.A. Ilyuchik), В.Н. Никандров (V.N. Nikandrov)

Аннотация


Изучена динамика биомассы Chlorella vulgaris, содержания внутриклеточного белка и белка культуральной жидкости при добавлении в питательную среду MnCl 2 в широком диапазоне концентраций (0,01–25,0 мг/л) и росте культуры в течение 40 суток. Уровень биомасс, в целом, при добавлении соли марганца принципиально не отличался от контроля, за редким исключением. В присутствии эффектора зависимость накопления биомассы отклонялась от линейной. Изменения содержания внутри– и внеклеточного белка в период культивирования имели колебательный характер. Выявлены концентрации эффектора и сроки культивирования, при которых уровень общего белка в единице объема культуры возрастал на 34 и 116% в сравнении с контролем. The dynamics of Chlorella vulgaris biomass, intracellular protein and protein of cultural liquid content at MnCl 2 addition (in the wide concentration range – 0.01–25.0 mg/l) in nutrient medium was studied during within 40 days. In general, at manganese salt addition, biomass level, did not differ from control variant in essence, with rare exception. In the effector presence the dependence of biomass accumulation was deviated from the linear. Contents changes of intra– and extracellular protein during cultivation had oscillating character. Concentration of an effector and terms of cultivation at which the level of the common protein increased in unit volume of culture for 34 and 116% in comparison with control were revealed.

Полный текст:

PDF

Литература


Остякова, М.Е. Болезни обмена веществ крупного рогатого скота, связанные с неполноценным кормлением / М.Е. Остякова // Вестник КрасГАУ. – 2015. – №12. – С. 195–198.

Ганущенко, О.Ф. Организация рационального кормления коров с использованием современных методов контроля полноценности их питания: рекомендации / О.Ф. Ганущенко, Д.Т. Соболев; Витебская государственная академия ветеринарной медицины. – Витебск: ВГАВМ. – 2016. – 80 с.

Гурьянов, А.М. Оптимизация уровня белково–витаминно–минеральных добавок в рационах молодняка свиней / А.М. Гурьянов, В.А. Кокорев, А.В. Борин // Животноводство и ветеринарная медицина; ФГБНУ Мордовский НИИСХ. – Саранск. – 2016. – С. 29–37.

Райхман, А.Я. Эффективность использования злаково–бобового сена и сенажа в рационах лактирующих коров / А.Я. Райхман // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. Ч. 1. – Горки: БГСХА. – 2017. – С. 238–246.

Соболева, Н.В. Качество кормов из люцерны посевной и козлятника восточного / Н.В. Соболева, И.А. Бабичева, С.В. Карамаев, А.С. Карамаева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2016. – С. 103–105.

Кузьминых, А.Н. Урожайность и качество викозлаковых агроценозов в условиях дерново-подзолистой почвы Нечерноземной зоны / А.Н. Кузьминых, Г.И. Пашкова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2017. – С. 52–55.

Кучин, Н.Н. Проблемы дозирования сыпучих консервантов / Н.Н. Кучин., М.С. Жужин, А.Н. Смирнов // Вестник НГИЭИ. – 2016. – №6 (61). – С. 60–65.

Нуралиев, Е.Р. Производственные опыты по изучению мер борьбы и профилактики каннибализма кур в промышленном птицеводстве / Е.Р. Нуралиев, И.И. Кочиш // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2017. – №3. – С. 117–120.

Suman, G. Single cell protein production: A review / G. Suman, M. Nupur, S. Anuradha, B. Pradeep // Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. – 2015. – Vol. 4. – P. 251–262.

Музафаров, А.М. Культивирование и применение микроводорослей / А.М. Музафаров, Т.Т. Таубаев. – Ташкент: Фан УзССР. – 1984. – 136 с.

Dewan, A. Growth kinetics of microalgae in microfluidic static droplet arrays / A. Dewan, J. Kim, R.H. McLean, S.A. Vanapalli, M.N. Karim // Biotechnol. Bioeng. – 2012. – Vol. 109, No. 12. – P. 2987– 2996.

Kent, M. Nutritional evaluation of Australian microalgae as potential human health supplements / M. Kent, H.M. Welladsen, A. Mangott, Y. Li // PLoS One. – 2015. – Vol. 10, No. 2: e0118985.

Богданов, Н.И. Суспензия хлореллы в рационе сельскохозяйственных животных / Н.И. Богданов. – Пенза, 2007. – 48 с.

Яковлева, Т.В. Применение суспензии хлореллы в кормлении свиней / Т.В. Яковлева, Л.А. Яковлев // Ученые записки УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»: науч.–практ. журнал. – Витебск. – 2013. – Т. 49, вып. 2, ч. 1. – С. 264–268.

Schmidt, S.B. Manganese deficiency in plants: the impact photosystem II / S.B. Schmidt, P.E. Jensen, S. Husted // Trends Plant Sci. – 2016. – Vol. 21, No 7. – P. 622–632.

Bonke, E. Manganese ions enhance mitochondrial H2O2 emission from Krebs cycle oxidoreductases by unducing permeability transition / E. Bonke et al. // Free Radic. Biol. Med. – 2016. – Vol. 99. – P. 43–53.

Keren, N.A light–dependent mechanism for massive accumulation of manganese in the photosynthetic bacterium Synechocystis sp. PCC 6803 / N. Keren, M.J. Inmaculada Yruela // Transition metals in plant photosynthesis. Metallomics. – 2013. – Vol. 5. – P. 1090–1109.

Войнар, А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / А.И. Войнар. – М., 1960. – 245 с.

Zablocka–Slowinska, K. The role of manganese in etiopathogenesis and prevention of selected diseases / K. Zablocka–Slowinska, H. Grajeta // Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). – 2012. – Vol. 66. – P. 549–553.

Lin, Y.T. Manganous ion supplementation accelerates wild type development, enhances stress resistance, and rescues the life span of a short–lived Caenorhabditis elegans mutant // Y.T. Lin, H. Hoang, S.I. Hsieh, N. Rangel, A.L. Foster, J.N. Sampayo, G.J. Lithgow, С. Srinivasan // Free Radic. Biol. Med. – 2006. – Vol. 40, No. 7. – Р. 1185–1193.

Лукьянов, В.А. Прикладные аспекты применения микроводорослей в агроценозе / В.А. Лу кьянов, А.И. Стифеев. – Курск: Издательство Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. – 181 с.

Каталог генетического фонда хозяйственно полезных видов водорослей: научное издание / Национальная академия наук Беларуси, Институт биофизики и клеточной инженерии; сост. С.С. Мельников [и др.]. – Минск: Беларуская навука. – 2011. – 101 с.

Bradford, M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein–dye binding / M.M. Bradford // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72. – P. 248–254.

Макарова, Е.И. Прикладные аспекты применения микроводорослей – обитателей водных экосистем / Е.И. Макарова, И.П. Отурина, А.И. Сидякин // Экосистемы, их оптимизация и охрана. – 2009. – Вып. 20. – С. 120–133.

Романенко, В.Д. Биотехнология культивирования гидробионтов / В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, Л.А. Сиренко, В.Д. Соломатина; Киев: Ин–т гидробиологии, 1999. – 264 с.

Богданов, Н.И. Использование хлореллы для выращивания и откорма сельскохозяйствен- ных животных. – Пенза: НИИ Альгобиотехнологии, 2004. – 48 с.

Мельников, С.С. Оптимизация условий выращивания хлореллы / С.С. Мельников, Е.Е. Ма- нанкина, Т.В. Самович, Н.В. Козел, Н.В. Шалыго // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2014. – №3. – С. 52–56. 28. Bleakley, S. Algal рroteins: еxtraction, аpplication, and сhallenges сoncerning рroduction / S. Bleakley, M. Hayes // Foods. – 2017. – Vol. 6, No. 5. – Р. 33.

Ostyakova M.E. Bolezni obmena veschestv krupnogo rogatogo skota, svyazan–nyie s nepolnotsennyim kormleniem [The diseases of the metabolism of cattle connected with defective feeding]. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Vestnik of Krasnoyarsk State Agrarian University], 2015, no. 12, pp. 195–198. (In Russian)

Ganuschenko O.F, Sobolev D.T. Organizatsiya ratsionalnogo kormleniya korov s ispolzovaniem sovremennyih metodov kontrolya polnotsennosti ih pitaniya [The Organization of rational feeding of cows with the use of modern control methods the usefulness of nutrition]. Vitebsk: Vitebskaya gosudarstvennaya akademiya veterinarnoy meditsinyi, 2016. 80 p. (In Russian)

Gur'yanov A.M., Kokorev V.A., Borin A.V. Optimizaciya urovnya belkovo–vitaminno–mineral'nyh dobavok v racionah molodnyaka svinej [Optimization of level of protein–vitamin–mineral supplements in the diets of store pigs]. ZHivotnovodstvo i veterinarnaya medicina; Federal'noe Gosudarstvennoe Byudzhetnoe Nauchnoe Uchrezhdenie Mordovskij Nauchno–Issledovatel'skij Institut Sel'skogo Hozyajstva. [Animal Agriculture And Veterinary Medicin]. Saransk, 2016, pp. 29–37. (In Russian)

Rajhman A.YA. EHffektivnost' ispol'zovaniya zlakovo–bobovogo sena i senazha v racionah laktiruyushchih korov [Efficiency of using cereal–bean hay and haylage in rations of lactating cows]. Aktual'nye problemy intensivnogo razvitiya zhivotnovodstva; Belorusskaya gosudarstvennaya sel'skohozyajstvennaya akademiya [Actual problems of intensive livestock development]. Gorki, 2017, pp. 238–246. (In Russian)

Soboleva N.V., Babicheva I.A., Karamaev S.V., Karamaeva A.S. Kachestvo kormov iz lyucerny posevnoj i kozlyatnika vostochnogo [The quality of forage from alfalfa seeded and goatskin eastern]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Tidings of Orenburg State Agrarian University], 2016, pp. 103–105. (In Russian)

Kuz'minyh A.N., Pashkova G.I. Urozhajnost' i kachestvo vikozlakovyh agrocenozov v usloviyah dernovo–podzolistoj pochvy Nechernozemnoj zony [Yield and quality of vetch–agrochemical plants in conditions of sod–podzolic soil of the Non–chernozem zone]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Tidings of Orenburg State Agrarian University], 2017, pp. 52– 55. (In Russian)

Kuchin N.N., ZHuzhin M.S., Smirnov A.N. Problemy dozirovaniya sypuchih konservantov [Problems feeding of bulk preservatives]. Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno– ehkonomicheskogo universiteta [Vestnik of Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics], 2016, no. 6 (61), pp. 60–65. (In Russian)

Nuraliev E.R., Kochish I.I. Proizvodstvennye opyty po izucheniyu mer bor'by i profilaktiki kannibalizma kur v promyshlennom pticevodstve [Industrial experiments on the study of control measures and the prevention of chicken cannibalism in industrial poultry farming]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Tidings of Orenburg State Agrarian University], 2017, no. 3, pp. 117–120. (In Russian)

Suman G., Nupur M, Anuradha S., Pradeep B. Single cell protein production: A review . Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 2015, Vol. 4, pp. 251–262.

Muzafarov A.M., Taubaev T.T. Kul'tivirovanie i primenenie mikrovodoroslej [Cultivation and use of microalgae]. Tashkent, 1984. 136 p. (In Russian)

Dewan A., Kim J., McLean R.H., Vanapalli S.A., Karim M.N. Growth kinetics of microalgae in microfluidic static droplet arrays. Biotechnol. Bioeng, 2012, Vol. 109, no. 12, pp. 2987–2996.

Kent M., Welladsen H.M., Mangott A., Li Y. Nutritional evaluation of Australian microalgae as potential human health supplements. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 2: e0118985.

Bogdanov N.I. Suspenziya hlorelly v racione sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh [Suspension of chlorella in the diet of farm animals]. Penza, 2007, p. 48. (In Russian)

YAkovleva T.V., YAkovlev L.A. Primenenie suspenzii hlorelly v kormlenii svinej [The use of a suspension of chlorella in the feeding of pigs]. Uchenye zapiski «Vitebskaya ordena «Znak Pocheta» gosu–darstvennaya akademiya veterinarnoj mediciny» [Scientific notes "Vitebsk Order of the Badge of Honor" State Academy of Veterinary Medicine"]. Vitebsk, 2013, vol. 49, iss. 2, pp. 264–268.

Schmidt S.B., Jensen P.E., Husted S. Manganese deficiency in plants: the impact photosystem II. Trends Plant Sci, 2016, vol. 21, no 7, pp. 622–632.

Bonke E., Siebels I, Zwicker K, Dröse S. Manganese ions enhance mitochondrial H2O2 emission from Krebs cycle oxidoreductases by unducing permeability transition. Free Radic. Biol. Med., 2016, vol. 99, pp. 43–53.

Keren N., Inmaculada Yruela M.J. A light–dependent mechanism for massive accumulation of manganese in the photosynthetic bacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Transition metals in plant photosynthesis. Metallomics, 2013, vol. 5, pp. 1090–1109.

Vojnar A.I. Biologicheskaya rol' mikroehlementov v organizme zhivotnyh i cheloveka [The biological role of microelements in animals and humans]. Moskva, 1960. 245 p. (In Russian)

Zablocka–Slowinska K., Grajeta H. The role of manganese in etiopathogenesis and prevention of selected diseases. Postepy Hig. Med. Dosw, 2012, vol. 66, pp. 549–553.

Lin Y.T., Hoang H., Hsieh S.I., Rangel N., Foster A.L., Sampayo J.N., Lithgow G.J., Srinivasan С. Manganous ion supplementation accelerates wild type development, enhances stress resistance, and rescues the life span of a short–lived Caenorhabditis elegans mutant. Free Radic. Biol. Med., 2006, vol. 40, no. 7, pp. 1185–1193.

Luk'yanov V.A., Stifeev A.I. Prikladnye aspekty primeneniya mikrovodoroslej v agrocenoze [Applied aspects of microalgae application in agrocenosis]. Kursk: Izdatel'stvo Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii, 2014. 181 p. (In Russian)

Mel'nikov S.S. et al. Katalog geneticheskogo fonda khoziaistvenno poleznykh vidov vodoroslei [Catalog of the genetic fund of economically useful species of algae]. Minsk, Belarusskaia navuka Publ, 2011. 101 р. (In Russian)

Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein–dye binding. Anal. Biochem, 1976, vol. 72, pp. 248–254.

Makarova E.I., Oturina I.P., Sidyakin A.I. Prikladnye aspekty primeneniya mikrovodoroslej – obitatelej vodnyh [Applied aspects of the use of microalgae – the inhabitants of water]. EHkosistemy, ih optimizaciya i ohrana [Ecosystems, their optimization and protection], 2009, iss. 20, pp. 120–133. (In Russian)

Romanenko V.D., Krot YU.G., Sirenko L.A., Solomatina V.D. Bio–tekhnologiya kul'tivirovaniya gidrobiontov [Biotechnology of cultivation of hydrobionts]. Kiev, Institut gidrobiologii, 1999. 264 p. (In Russian)

Bogdanov N.I. Ispol'zovanie hlorelly dlya vyrashchivaniya i otkorma sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh [Use of chlorella for the cultivation and fattening of farm animals]. Penza: nauchno issledovatel'skij institut Al'gobiotekhnologii, 2004. 48 p. (In Russian)

Mel'nikov S.S., Manankina E.E., Samovich T.V., Kozel N.V., SHalygo N.V. Optimizaciya uslovij vyrashchivaniya hlorelly [Optimization of the conditions for growing chlorella]. Vesci nacional'naj akadehmii navuk Belarusi. Seryya biyalagichnyh. Navuk [News of the National Academy of Sciences of Belarus. Series: Biological Sciences], 2014, no. 3, pp. 52–56. (In Russian)

Bleakley S., Hayes M. Algal рroteins: еxtraction, аpplication, and сhallenges сoncerning рroduction. Foods, 2017, vol. 6, no. 5, p. 33.