Сельское хозяйство/5. Растеневодство

 

Кириченко М. С., Ляшенко К. Ю., Маслова Д. В., Россихин В.В.

 

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»,  Харьков

 

СТИМУЛЯЦИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ БИОМАССЫ СИНЕ-ЗЕЛЕНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ

 

Сине-зеленые водоросли являются широко распространенными объектами научных исследований, по физиологии которых существует обширная литература [7, 8]. Одним из самых ярких представителей сине-зеленых водорослей является Spirulina platensis. Она широко распространена в природе и является перспективным объектом фотобиотехнологии благодаря значительному содержанию в клетках белка (ко­личество которого варьирует от 30 до 70 %), наличию витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, Р - каротина, а также минеральному составу [2, 5]. Пластичность метаболизма S. platensis позволяет получать биомассу, обогащенную необходимыми элементами, путем направленного изменения условий культивирования, что используется при создании биологически активных добавок [9].

Благодаря биологическим свойствам германия в настоящее время существенно возрос интерес к его органическим соединениям. Среди них можно отметить следующие свойства: 1) обеспечивать перенос кислорода в тканях организма; 2) повышать иммунный статус организма; 3) проявлять противоопухолевую активность [1]. Органический германий найден в некоторых растениях, но в микроскопических дозах [3]. Применение в терапевтических целях неорганических соединений германия нецелесообразно, поскольку они являются токсическими для человеческого организма.

В связи с выше перечисленными биологическими свойствами германия представляет интерес полу­чение биомассы S. platensis, обогащенной этим элементом, с целью получения препаратов, используемых в медицине и в фармацевтике

Целью данной работы является изучение влияния Ge02 на продуктивность и содержание белка в биомассе сине-зелёной водоросли Spirulina platensis в зависимости от срока введения в среду соединения  германия.

Объектом исследования является штамм цианобактерии Spirulina platensis (NORDST.). Для культивирования была использована питательная среда Заррук с определенным соотношением макро- и микроэлементов [10] для нормального развития и роста. Соединение двуокиси германия (Ge02) добавлялось в пита­тельную среду следующих концентрациях: 10, 20, 30, 40, 50 мг/л.

Продуктивность, содержание белка и пептидов  спирулины определяли по соответствующим методикам [4, 6].

Соединение германия вводились в среду в трех вариантах: 1) в первый день культивирования, 2) в первый и третий день(1/2 дозы в первый день культивирования и другая половина - на третий), 3) на третий день культивирования. Установлено, что двуокись германия соединение  в целом ингибирует рост S.platensis, исключение составляет, когда мы его добавляем в концентрации 10 мг/л при введении его на 3-ий день культивирования - выше на 5% по сравнению с контролем. При добавлении соединения германия на 1-ый день и по порциям продуктивность намного ниже, чем при добавлении на третий день, что объясняется тем, что культура на 3-ий день культивирования более устойчива к стрессу, который оказывает на нее двуокись германия.

Изменение содержания белка также как и продуктивность зависит от концентрации и от срока введения в среду. Отмечено, что наибольшее количество белка накапливается на 3-ий день при до­бавлении 30 мг/л Ge02 (на 10% выше по сравнению с контролем).

Наблюдается следующая общая динамика: до концентрации 30мг/л содержание белка увеличивается, а потом снижается, независимо от срока введения в среду исключение составляет введение в первый день, снижение наблюдается уже после 20мг/л.

Таким образом, двуокись германия может быть использован в качестве стимулятора некоторых биоактивных ве­ществ, таких как белок в биомассе сине-зеленой водоросли Spirulina platensis.

 

Список литературы

1.     Asai К. Miracle Cure: Organic Germanium. Japan Publications Inc. 1980.

2.     Borowitzka M. A. Microalgae as source of pharmaceutical and other biologically active compounds // J. Appl. Phycol.- 1995. - Nr.7.- P.3-15.

3.     Hara S, Hayashi N., Nrano S., Lhond X.N., Yasuda S., Komai H. Detemination of germanium in some plants and animals. // Zeitschrixte fur Naturforschuny - 1990, - 45c: 1250-1251.

4.     Lowry O. et. al. Protein measurement with the folin phenol reagent. In: J. BiolChem. 1951, vol. 193, p.265-275

5.     Mosulishvili, L., Kirkesali, Y., Belokobilsky, A., Khizanisvili, A., Frontasyeva, M., Gundorina, S., Oprea, С Epithermal neutron activation analysis of blue-green algae Spirulina platensis as a matrix for selenium-containing pharmaceuticals. JRNC, 2002, vol. 252, p. 15-20;

6.     Rudic V., Gudumac V., Bulimaga V., Dencicov L., Ghelbet V., Chiriac T. Metode de investigate in ficobiotehnologie. - Chisinau. 2002. -60p.

7.     Гусев M.B., Минеева Л.А. Микробиология. M.: Академия, 2003. 464 с.

8.     Кондратьева Е.Н., Максимова И.В., Самуилов В.Д. Фототрофные микроорганизмы // М.: Изд. МГУ. 1989.234 с.

9.     Мазо, В. К. Микроводоросль спирулина в питании человека / В. К. Мазо, И. В. Гмошинский, И. Зилова // Вопр. питания. - 2004. - Т. 73. - № 1. -С. 45-53.

10. Семененко В. С. Каталог культур сред микроводорослей в коллекциях СССР. Москва: ИФР РАН, 1991.-226 с;