Рабочая коллекция живых культур каротиногенных микроводорослей Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Аннотация
В статье приведены сведения о специализированной рабочей коллекции каротиногенных микроводорослей отдела физиологии животных и биохимии Федерального исследовательского центра «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН» (ФИЦ ИнБЮМ), созданной в рамках научной и прикладной тематик института для исследования механизмов стресс-толерантности у эврибионтных и экстремофильных одноклеточных фототрофов, а также для выявления коммерчески значимых источников высокоценных в медицинском и пищевом отношении кетокаротиноидов группы астаксантина. Коллекция насчитывает 44 штамма микроводорослей различной таксономической и экологической специализации с выраженной способностью к гиперсинтезу вторичных каротиноидов и липидов при экстремальных внешних воздействиях (высыхание, острое голодание, высокая освещённость, температура и солёность, действие токсикантов и др.). Основными способами пополнения фонда являются направленный обмен каротиногенными видами с ведущими российскими и зарубежными коллекциями микроводорослей и собственные полевые сборы в причерноморских зонах Крыма и Кавказа. Большинство штаммов в коллекции — представители двух порядков класса Chlorophyceae [Chlamydomonadales (25 штаммов) и Sphaeropleales (15 штаммов)], так как именно в этих порядках явление вторичного каротиногенеза распространено наиболее широко. Среди них преобладают обитатели эфемерных пресноводных водоёмов, аэрофильные и почвенные микроводоросли. Все штаммы поддерживаются в состоянии альгологически чистых культур при контролируемых условиях на агаризованных минеральных средах. Описания вариететов коллекции включают следующие сведения: а) современный таксономический статус вида, верифицированный с учётом обновлённых данных депонирующих коллекций и альгологических баз AlgaeBase и NCBI Taxonomy Browser; б) базионим и известные синонимы вида; в) время и источник поступления штамма в коллекцию; г) фамилию автора, географическое место и биотоп, из которого штамм был изолирован; д) номер штамма в NCBI (если есть); е) питательную среду, на которой штамм поддерживается в коллекции ФИЦ ИнБЮМ. Проанализировано значение коллекции для проведения морфобиологических и физиолого-биохимических исследований особенностей роста, вторичного каротиногенеза и биотехнологического потенциала зелёных микроводорослей.
Авторы
Библиографические ссылки
Андреева В. М. Почвенные и аэрофильные зелёные водоросли (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). Санкт-Петербург : Наука, 1998. 351 с. [Andreeva V. M. Pochvennye i aerofil’nye zelenye vodorosli (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). Saint Petersburg : Nauka, 1998, 351 p. (in Russ.)]
Анисимова О. В., Гололобова М. А. Краткий определитель родов водорослей. Учебное пособие. Москва : МГУ, 2006. 159 с. [Anisimova O. V., Gololobova M. A. Kratkii opredelitel’ rodov vodoroslei. Uchebnoe posobie. Moscow : MGU, 2006, 159 p. (in Russ.)]
Гайсина Л. А., Фазлутдинова А. И., Кабиров Р. Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей : учебное пособие. Уфа : Изд-во БГПУ, 2008. 152 с. [Gaisina L. A., Fazlutdinova A. I., Kabirov R. R. Sovremennye metody vydeleniya i kul’tivirovaniya vodoroslei : uchebnoe posobie. Ufa : Izd-vo BGPU, 2008, 152 p. (in Russ.)]
Данцюк Н. В., Челебиева Э. С., Чеканов К. А. Новые изоляты зелёной микроводоросли Нaematococcus pluvialis Flotow (Chlorophyceae) из различных районов Причерноморья // Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах : материалы II Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 105-летию со дня рожд. проф. Эмилии Андриановны Штиной, 19–23 окт. 2015 г. Киров, 2015. С. 98–102. [Dantsyuk N. V., Chelebieva E. S., Chekanov K. A. Novye izolyaty zelenoi mikrovodorosli Haematococcus pluvialis Flotow (Chlorophyceae) iz razlichnykh raionov Prichernomor’ya. Vodorosli i tsianobakterii v prirodnykh i sel’skokhozyaistvennykh ekosistemakh : materialy II Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 150-letiyu so dnya rozhd. prof. Emilii Andrianovny Shtinoi, 19–23 Oct., 2015. Kirov, 2015, pp. 98–102. (in Russ.)]
Дедусенко-Щеголева Н. Т., Матвиенко А. М., Шкорбатов Л. А. Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 8. Зелёные водоросли. Класс вольвоксовые. Ленинград : Изд-во АН СССР, 1959. 230 с. [Dedusenko-Shchegoleva N. T., Matvienko A. M., Shkorbatov L. A. Opredelitel’ presnovodnykh vodoroslei SSSR. Iss. 8. Zelenye vodorosli. Klass vol’voksovye. Leningrad : Izd-vo AN SSSR, 1959, 230 p. (in Russ.)]
Микроорганизмы и грибы // Депозитарий живых систем «Ноев ковчег» : [сайт]. [Mikroorganizmy i griby. Depozitarii zhivykh sistem “Noev kovcheg” : [site]. (in Russ.)]. URL: http://depository.msu.ru/category-project/mikroorganizmy-i-griby#fung_infosys [accessed: 14.10.2020].
Костіков І. Ю., Демченко Е. М., Березовська М. А. Колекція культур водоростей Київського національного університету імені Тараса Григоровича Шевченка. Каталог штамів (2008 р.) // Чорноморський ботанічний журнал. 2009. Т. 5, № 1. С. 37–79. [Kostikov I. Yu., Demchenko E. M., Berezovska M. A. Kolektsiia kultur vodorostei Kyivskoho natsionalnoho universytetu imeni Tarasa Hryhorovycha Shevchenka. Kataloh shtamiv (2008 r.). Chornomorskyi botanichnyi zhurnal, 2009, vol. 5, no. 1, pp. 37–79. (in Ukr.)]
Минюк Г. С. Каротиногенные микроводоросли. База данных. А. с. № 2020621092. Заявка № 2020620921. 10.06.2020, опубл. 30.06.2020. Бюл. № 7. [Minyuk G. S. Karotinogennye mikrovodorosli. Baza dannykh. A. s. No. 2020621092. Zayavka No. 2020620921. 10.06.2020, . 30.06.2020. Bull. no. 7. (in Russ.)]
Минюк Г. С., Челебиева Э. С., Чубчикова И. Н., Данцюк Н. В., Дробецкая И. В., Сахонь Е. Г., Чивкунова О. Б., Чеканов К. А., Лобакова Е. С., Сидоров Р. А., Соловченко А. Е. Влияние pH и CO2 на рост и метаболизм микроводоросли Coelastrella (Scotiellopsis) rubescens // Физиология растений. 2016. Т. 63, вып. 4. С. 601–610. [Minyuk G. S., Chelebieva E. S., Chubchikova I. N., Dantsyuk N. V., Drobetskaya I. V., Sakhon E. G., Chivkunova O. B., Chekanov K. A., Lobakova E. S., Sidorov R. A., Solovchenko A. E. pH and CO2 effects on Coelastrella (Scotiellopsis) rubescens growth and metabolism. Fiziologiya rastenii, 2016, vol. 63, iss. 4, pp. 601–610. (in Russ.)]. http://doi.org/10.7868/S0015330316040102
Патент 2541455 Российская Федерация. МПК6 C12N 1/12. Способ культивирования одноклеточной зелёной водоросли Haematococcus pluvialis / Минюк Г. С., Терентьева Н. В., Дробецкая И. В., Чубчикова И. Н. ; ФГБУН «Институт морских биологических исследований имени А. О. Ковалевского РАН». № ГР 2014149886/93; заявл. 03.10.2014; приор. 12.05.2008; опубл. 10.02.2015. Бюл. № 4. [Patent 2541455 Rossiiskaya Federatsiya. MPK6 C12N 1/12. Sposob kul’tivirovaniya odnokletochnoi zelenoi vodorosli Haematococcus pluvialis / Minyuk G. S., Terent’eva N. V., Drobetskaya I. V., Chubchikova I. N. ; FGBUN “Institut morskikh biologicheskikh issledovanii imeni A. O. Kovalevskogo RAN”. No. GR 2014149886/93; zayavl. 03.10.2014; prior. 12.05.2008; opubl. 10.02.2015. Bull. no. 4. (in Russ.)]
Патент 2661086 Российская Федерация. ПК C12N 1/12; C12P 23/00; C12R 1/89. Способ культивирования микроводоросли Coelastrella rubescens для получения каротиноидов и липидов / Минюк Г. С., Чубчикова И. Н., Дробецкая И. В., Данцюк Н. В., Челебиева Э. С. ; ФГБУН «Институт морских биологических исследований имени А. О. Ковалевского РАН». № ГР 2017110990; заявл. 31.03.2017; опубл. 11.07.2018. Бюл. № 20. [Patent 2661086 Rossiiskaya Federatsiya. PK C12N 1/12; C12P 23/00; C12R 1/89. Sposob kul’tivirovaniya mikrovodorosli Coelastrella rubescens dlya polucheniya karotinoidov i lipidov / Minyuk G. S., Chubchikova I. N., Drobetskaya I. V., Dantsyuk N. V., Chelebieva E. S. ; FGBUN “Institut morskikh biologicheskikh issledovanii imeni A. O. Kovalevskogo RAN”. No. GR 2017110990; zayavl. 31.03.2017; opubl. 11.07.2018. Bull. no. 20. (in Russ.)]
Патент 2715039 Российская Федерация. MPK C12N 1/12; C12P 23/00; C12R 1/89. Способ культивирования микроводоросли Chromochloris zofingiensis для получения липидов и каротиноидов / Минюк Г. С., Чубчикова И. Н., Данцюк Н. В., Дробецкая И. В., Челебиева Э. С., Сидоров Р. А., Соловченко А. Е. ; ФИЦ Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского. № ГР 2715039; заявл. 01.07.2019; опубл. 21.02.2020. Бюл. № 6. [Patent 2715039 Rossiiskaya Federatsiya MPK C12N 1/12; C12P 23/00; C12R 1/89. Sposob kul’tivirovaniya mikrovodorosli Chromochloris zofingiensis dlya polucheniya lipidov i karotinoidov / Minyuk G. S., Chubchikova I. N., Dantsyuk N. V., Drobetskaya I. V., Chelebieva E. S., Sidorov R. A., Solovchenko A. E. ; FITs Institut biologii yuzhnykh morei imeni A. O. Kovalevskogo. No. GR 2715039; zayavl. 01.07.2019; opubl. 21.02.2020. Bull. no. 6. (in Russ.)]
Темралеева А. Д., Минчева Е. В., Букин Ю. С., Андреева А. М. Современные методы выделения, культивирования и идентификации зелёных водорослей (Chlorophyta). Кострома : Костромской печатный дом, 2014. 215 с. [Temraleeva A. D., Mincheva E. V., Bukin Yu. S., Andreeva A. M. Sovremennye metody vydeleniya, kul’tivirovaniya i identifikatsii zelenykh vodoroslei (Chlorophyta). Kostroma : Kostromskoi pechatnyi dom, 2014, 215 p. (in Russ.)]
Челебиева Э. С., Минюк Г. С., Дробецкая И. В., Чубчикова И. Н. Физиолого-биохимические характеристики Ettlia carotinosa Komárek, 1989 (Chlorophyceae) в условиях экспериментального стресса // Морской экологический журнал. 2013. Т. 12, № 2. С. 78–87. [Chelebieva E. S., Minyuk G. S., Drobetskaya I. V., Chubchikova I. N. Dynamics of chemical composition of Ettlia carotinosa Komárek, 1989 (Chlorophyceae) under experimental induction of secondary carotenogenesis. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2013, vol. 12, no. 2. pp. 78–87. (in Russ.)]
Челебієва Е. С., Скребовська С. В. Місце в системі Chlorophyta одноклітинної автоспороутворюючої водорості Pseudospongiococcum protococcoides // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. 2013. Вип. 62. С. 75–81. [Chelebiieva E. S., Skrebovska S. V. Unicellular spore-forming alga Pseudospongiococcum protococcoides position detection in the system Chlorophyta. Visnyk Lvivskoho universytetu. Seriia biolohichna, 2013, iss. 62, pp. 75–81. (in Ukr.)]
Чубчикова И. Н., Дробецкая И. В., Минюк Г. С., Данцюк Н. В., Челебиева Э. С. Скрининг одноклеточных зелёных водорослей как потенциальных источников природных кетокаротиноидов. 2. Особенности роста и вторичного каротиногенеза у представителей рода Bracteacoccus (Chlorophyсeae) // Морской экологический журнал. 2011. Т. 10, № 1. С. 91–97. [Chubchikova I. N., Drobetskaya I. V., Minyuk G. S., Dantsyuk N. V., Chelebiyeva E. S. Screening of green microalgae as a potential source of natural ketocarotenoids. 2. Features of growth and secondary carotenogenesis in the representatives of the genus Bracteacoccus (Chlorophyceae). Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2011, vol. 10, no. 1, pp. 91–97. (in Russ.)]
AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway : [site]. URL: https://www.algaebase.org/search/species/detail/?species_id=27671 [accessed: 30.01.2021].
Ben-Amotz A., Avron M. The biotechnology of cultivating of the halotolerant alga Dunaliella. Trends in Biotechnology, 1990, vol. 8, pp. 121–126. https://doi.org/10.1016/0167-7799(90)90152-N
Ben-Amotz A., Katz A., Avron M. Accumulation of β-carotene in halotolerant algae: Purification and characterization of β-carotene-rich globules from Dunaliella bardawil (Chlorophyceae). Journal of Phycology, 1982, vol. 18, iss. 4, pp. 529–537. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1982.tb03219.x
Bischoff H. W., Bold H. C. Phycological Studies. IV. Some Soil Algae From Enchanted Rock and Related Algal Species. Austin, TX : University of Texas, 1963, vol. 6318, 95 p.
Brand J. J., Andersen R. A., Nobles D. R. Jr. Maintenance of microalgae in culture collections. In: Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology. 2nd ed. / A. Richmond, Q. Hu (Eds). Chichester, UK : John Wiley and Sons, 2013, pp. 80–89. https://doi.org/10.1002/9781118567166.ch5
Capelli B., Talbott S., Ding L. Astaxanthin sources: Suitability for human health and nutrition. Functional Foods in Health and Disease, 2019, vol. 9, no. 6, pp. 430–445. https://doi.org/10.31989/ffhd.v9i6.584
Chelebieva E. S., Dantsyuk N. V., Chekanov K. A., Chubchikova I. N., Drobetskaya I. V., Minyuk G. S., Lobakova E. S., Solovchenko A. E. Identification and morphological-physiological characterization of astaxanthin producer strains of Haematococcus pluvialis from the Black Sea region. Applied Biochemistry and Microbiology, 2018, vol. 54, no. 6, pp. 639–648. https://doi.org/10.1134/S0003683818060078
Fábregas J., Domínguez A., Regueiro M., Maseda A., Otero A. Optimization of culture medium for the continuous cultivation of the microalga Haematococcus pluvialis. Applied Microbiology and Biotechnology, 2000, vol. 53, pp. 530–535. https://doi.org/10.1007/s002530051652
Fučíková K., Lewis L. A. Intersection of Chlorella, Muriella and Bracteacoccus: Resurrecting the genus Chromochloris Kol et Chodat (Chlorophyceae, Chlorophyta). Fottea, 2012, vol. 12, iss. 1, pp. 83–93. https://doi.org/10.5507/fot.2012.007
Han D., Li Y., Hu Q. Astaxanthin in microalgae: Pathways, functions and biotechnological implications. Algae, 2013, vol. 28, iss. 2, pp. 131–147. https://doi.org/10.4490/algae.2013.28.2.131
Kawasaki Y., Nakada T., Tomita M. Taxonomic revision of oil-producing green algae, Chlorococcum oleofaciens (Volvocales, Chlorophyceae), and its relatives. Journal of Phycology, 2015, vol. 51, iss. 5, pp. 1000–1016. https://doi.org/10.1111/jpy.12343
Komárek R. Polynuclearity of vegetative cells in coccal green algae from the family Neochloridaceae. Archiv für Protistenkunde, 1989, vol. 137, iss. 3, pp. 255–273. https://doi.org/10.1016/S0003-9365(89)80033-8
Lemoine Y., Schoefs B. Secondary ketocarotenoid astaxanthin biosynthesis in algae: A multifunctional response to stress. Photosynthesis Research, 2010, vol. 106, iss. 1–2, pp. 155–177. https://doi.org/10.1007/s11120-010-9583-3
Li J., Zhu D., Niu J., Shen S., Wang G. An economic assessment of astaxanthin production by large scale cultivation of Haematococcus pluvialis. Biotechnology Advances, 2011, vol. 29, iss. 6, pp. 568–574. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.04.001
Lourenço S. Microalgae culture collections, strain maintenance, and propagation. In: Handbook of Microalgae-based Processes and Product / E. Jacob-Lopez, M. J. Queroz, M. M. Maroneze, L. Q. Zepka (Eds). Cambridge, MA : Academic Press, 2020, pp. 49–84. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-818536-0.00003-8
Minyuk G. S., Chelebieva E. S., Chubchikova I. N. Secondary carotenogenesis of the green microalga Bracteacoccus minor (Chodat) Petrova (Chlorophyta) in a two-stage culture. International Journal on Algae, 2014, vol. 16, iss. 4, pp. 354–368. http://dx.doi.org/10.1615/InterJAlgae.v16.i4.50
Minyuk G., Chelebieva E., Chubchikova I., Dantsyuk N., Drobetskaya I., Sakhon E., Chekanov K., Solovchenko A. Stress-induced secondary carotenogenesis in Coelastrella rubescens (Scenedesmaceae, Chlorophyta), a producer of value-added keto-carotenoids. Algae, 2017, vol. 32, iss. 3, pp. 245–259. https://doi.org/10.4490/algae.2017.32.8.6
Minyuk G., Sidorov R., Solovchenko A. Effect of nitrogen source on the growth, lipid, and valuable carotenoid production in the green microalga Chromochloris zofingiensis. Journal of Applied Phycology, 2020, vol. 32, iss. 2, pp. 923–935. https://doi.org/10.1007/s10811-020-02060-0
Nakada T., Ota S. What is the correct name for the type of Haematococcus Flot. (Volvocales, Chlorophyceae)? Taxon, 2016, vol. 65, iss. 2, pp. 343–348. https://doi.org/10.12705/652.11
Pröschold T., Darienko T., Krienitz L., Coleman A. W. Chlamydomonas schloesseri sp. nov. (Chlamydophyceae, Chlorophyta) revealed by morphology, autolysin cross experiments, and multiple gene analyses. Phytotaxa, 2018, vol. 362, iss. 1, pp. 021–038. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.362.1.2
Shah M. R., Liang Y., Cheng J. J., Daroch M. Astaxanthin-producing green microalga Haematococcus pluvialis: From single cell to high value commercial products. Frontiers in Plant Science, 2016, vol. 7, art. 531 (28 p.). https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00531
Solovchenko A. E. Recent breakthroughs in the biology of astaxanthin accumulation by microalgal cell. Photosynthesis Research, 2015, vol. 125, pp. 437–449. https://doi.org/10.1007/s11120-015-0156-3
World Data Centre for Microorganisms. Culture Collections Information Worldwide : [site]. URL: http://ccinfo.wdcm.org/ [accessed: 30.01.2021].
Wynne M. J., Hallan J. K. Reinstatement of Tetradesmus G. M. Smith (Sphaeropleales, Chlorophyta). Feddes Repertorium, 2015, vol. 126, iss. 3–4, pp. 83–86. https://doi.org/10.1002/fedr.201500021
Zhang C., Chen X., Too H. Microbial astaxanthin biosynthesis: Recent achievements, challenges, and commercialization outlook. Applied Microbiology and Biotechnology, 2020, vol. 104, pp. 5725–5737. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10648-2
