Каротиногенез в клетках Dunaliella salina штамма IBCE D-1 при культивировании на модифицированных средах в условиях разной освещенности

Сочетанное действие дефицита биогенных элементов в среде культивирования Dunaliella salina штамма IBCE D-1 и света высокой интенсивности более эффективно по сравнению с действием только дефицита биогенов для индукции накопления каротиноидов в клетках водоросли. При этом дефицит азота в среде приводит к большей продукции клетками β-каротина, нежели дефицит калия и фосфора. Установлено преимущественное подавление активности фотосистемы 2 (ФС2) в клетках D. salina, культивируемых на среде, дефицитной по азоту, по сравнению с контролем и вариантом с дефицитом калия и фосфора, что может быть ключевым фактором запуска повышенного синтеза в клетках водоросли β-каротина как антиоксиданта, предотвращающего избыточное накопление в хлоропластах активных форм кислорода, в частности синглетного молекулярного кислорода, генерация которого увеличивается при повреждении компонентов или нарушении функционирования комплексов ФС2.

1. Raja, R. Exploitation of Dunaliella for β-carotene production / R. Raja, S. Hemaiswarya, R. Rengasamy // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2007. – Vol. 74, N 3. – P. 517–523. https://doi.org/10.1007/s00253-006-0777-8

2. Индукция вторичного каротиногенеза у новых галофильных микроводорослей из рода Dunaliella (Chlorophyceae) / А. Е. Соловченко, Е. А. Селиванова, К. А. Чеканов [и др.] // Биохимия. – 2015. – Т. 80, № 11. – С. 1724–1730.

3. Одноклеточные водоросли как возобновляемый биологический ресурс: обзор / Г. С. Минюк, И. В. Дробецкая, И. Н. Чубчикова, Н. В. Терентьева // Морський екологічний журнал. – 2008. – Т. 7, № 2. – С. 5–23.

4. Al-Muhteseb, S. I. Producing Natural Mixed Carotenoids from Dunaliella salina / S. I. Al-Muhteseb, S. Emeish // Journal of Natural Sciences Research. – 2015. – Vol. 5, N 10. – P. 53–59.

5. Shariati, M. Microalgal Biotechnology and Bioenergy in Dunaliella / M. Shariati, M. Reza Hadi // Progress in Molecular and Environmental Bioengineering – From Analysis and Modeling to Technology Applications, Isfahan, 1 August 2011 / University of Isfahan; ed.: A. Carpi [et al.]. – Isfahan, 2011. – P. 483–506. https://doi.org/10.5772/19046

6. Каталог генетического фонда хозяйственно полезных видов водорослей / С. С. Мельников, Е. Е. Мананкина, Е. А. Будакова, Н. В. Шалыго. – Мн.: Беларус. навука, 2011. – 101 с.

7. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике / Л. А. Сиренко, А. И. Сакевич, Л. Ф. Осипов [и др.]. – Киев: Наукова думка, 1975. – 248 с.

8. A point mutation in the photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 gene confers variegation in Helianthus annuus L. / K. Azarin, A. Usatov, M. Makarenko [et al.] // Plant Molecular Biology. – 2020. – Vol. 103, N 4–5. – P. 373–389. https://doi.org/10.1007/s11103-020-00997-x

9. Forni, E. HPLC separation and fluorimetric estimation of chlorophylls and pheophytins in fresh and frozen peas / E. Forni, M. Ghezzi, A. Polesello // Chromatography. – 1988. – Vol. 26, N 1. – P. 120–124. https://doi.org/10.1007/bf02268135

10. The identification of chlorophyll and its derivatives in the pigment mixtures: HPLC-chromatography, visible and mass spectroscopy studies / S. M. Milenković, J. B. Zvezdanović, T. D. Anđelković, D. Z. Marković // Advanced technologies. – 2012. – Vol. 1, N 1. – P. 16–24.

11. Rodriguez-Amaya, D. B. HarvestPlus Handbook for Carotenoid Analysis / D. B. Rodriguez-Amaya, M. Kimura. – Washington: International Food Policy Research Institute, 2004. – 63 p.

12. Корнеев, Д. Ю. Информационные возможности метода индукции флуоресценции / Д. Ю. Корнеев. – Киев: Альтерпрес, 2002. – 188 с.

13. Dual-PAM-100 Measuring system for simultaneous assessment of p700 and chlorophyll fluorescence / Heinz Walz GmbH. – Germany, 2009. – URL: http://www.walz.com/downloads/manuals/dual-pam-100/Dual-PAM_1e.pdf (date of access: 11.04.2020).

14. Govindjee. Sixty-three years since Kautsky chlorophyll a fluorescence / Govindjee // Australian Journal of Plant Physiology. – 1995. – Vol. 22, N 2. – P. 131–160. https://doi.org/10.1071/pp9950131

15. Чепелева, Е. В. Пигментный состав Dunaliella salina при культивировании на модифицированных средах / Е. В. Чепелева, Т. В. Самович, Н. В. Козел // Биологически-активные вещества природного происхождения в регуляции процессов жизнедеятельности: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию Ин-та биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси, 5–6 окт. 2021 г., г. Гродно, Республика Беларусь / Ин-т биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси. – Гродно, 2021. – С. 569–573.

16. Каляга, Т. Г. Влияние почвенной засухи на содержание фотосинтетических пигментов в растениях ячменя сорта Бровар / Т. Г. Каляга, Н. В. Козел // Журнал Белорусского государственного университета. Биология. – 2020. – № 3. – С. 46–53.

17. Transcription strategies related to photosynthesis and nitrogen metabolism of wheat in response to nitrogen deficiency / X. Liu, Ch. Yin, L. Xiang [et al.] // BMC Plant Biology. – 2020. – Vol. 20. – Art. 448. https://doi.org/10.1186/s12870-020-02662-3