Анотація до роботи:

Дробецька І.В. Вплив умов мінерального живлення на ріст і хімічний склад Spirulina platensis (Nordst.) Geitler. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 – гідробіологія. – Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України, м. Севастополь, 2005.

Досліджено закономірності росту і метаболізму S. platensis у щільній квазібезперервній і непропорційно проточній культурах (з добовим циклом) при вирощуванні у відкритих культиваторах в умовах природних коливань освітлення і температури. Встановлено, що концентрації белка і пігментів антиоксидантного комплексу у S. platensis при цих способах культивування суттєво вищі, ніж у накопичувальній культурі.

Вперше показана можливість використання результатів щодо вмісту білка і пігментів у спіруліні для розрахунку її системних характеристик (надійності, організації, стабільності і складності).

Виявлено, що такі показники як вміст білка, хлорофілу а, фікобіліпротеїнів у біомасі, частка С-фікоціаніну у загальному білку і співвідношення фікоціанін:хлорофіл можуть бути викоростані як чутливі фізіолого-біохімічні індикатори умов азотного живлення S. platensis. Величина економічного коефіцієнту по нітратах у S. platensis в умовах квазібезперевної культури позитивно корелює з рівнем нітратів у середовищі, але ефективність асиміляції нітратів зростає при погіршенні умов азотного живлення.

Виявлено, що карбамід як єдине джерело азоту малопридатний для вирощування S. platensis як у накопичувальній, так і у непропорційно проточній культурах. У той же час, часткова заміна нітратів на сечовину (до 20% по азоту) справляє стимулюючий вплив на темпи росту культур і активність анаболічних процесів у клітинах.

Швидкість накопичування селену у клітинах S. platensis в умовах квазібезперервної культури позитивно корелює з концентрацією елемента у середовищі. Вміст селену у сухій біомасі коливається 14,3 – 24,6 мкг Se/г при концентраціях селеніту натрію у середовищі 10 – 15 мг Se/дм³. На підставі побудованих антагоністичних моделей показано, що співвідношення концентрацій продуктів метаболізму, що містять сірку і селен, а також швидкостей їх синтезу, лінійно залежать від співвідношення концентрацій елементів у середовищі. Одержану залежність питомої швидкості росту культур від співвідношення концентрацій селену і сірки у середовищі підтверджено експериментальними даними.

1. Квазібезперервний метод культивування, у порівнянні з накопичувальним, забезпечує більш високу продуктивність Spirulina platensis і вміст білка й антиоксидантів у біомасі.

2. Вміст білка, хлорофілу а, С-фікоціаніну в біомасі, частка С-фікоціаніну в білку і співвідношення фікоціанін:хлорофіл можуть бути фізіолого-біохімічними індикаторами умов мінерального живлення S. platensis. При дефіциті біогенних елементів зниження рівня зазначених показників реєструється раніш, ніж зниження продукційних характеристик.

3. При квазібезперервному способі культивування оптимальні концентрації нітратів, що забезпечують високу продуктивність S. platensis і біологічну цінність біомаси (вміст білка, хлорофілу а і фікоціаніну понад 60%, 1% і 7-8%, відповідно) становлять не менше 200 мг N/дм³.

4. Значення системних характеристик (надійності, стабільністі, організації, складності), що відбивають функціональний стан S. platensis, збільшуються при підвищенні концентрації нітратів у середовищі до 200 мг N/дм³.

5. Величина економічного коефіцієнта по нітратах у спіруліни в квазібезперервній культурі позитивно корелює з вмістом нітратів у середовищі, а ефективність асиміляції нітратів зростає при погіршенні умов азотного живлення. Найнижчі значення коефіцієнта асиміляції нітратів (42 – 47%) у S. platensis відзначені в періодичній культурі.

6. Карбамід малопридатний як єдине джерело азоту для S. platensis як у накопичувальній, так і в непропорційно проточній культурах, але ефективний у вигляді сумішей з нітратами при оптимальній частці амідного азоту – 20% від загального азоту.

7. S. platensis витримує високі концентрації селену у середовищі. Додання до складу середовища селеніту натрію в концентраціях до 20 мг Se/дм³ не супроводжується пригніченням росту лабораторної накопичувальної культури, а при 5 мг Se/дм³ виявлено стимулюючий ефект.

8. Швидкість накопичення селену S. platensis в умовах квазібезперервної культури позитивно корелює з концентрацією елемента в середовищі. Вміст селену в сухій біомасі досягає 14,3 – 24,6 мкг Se/г при концентраціях селеніту в середовищі 10 – 15 мг Se/дм³, що може бути використано для збагачення біомаси елементом з антиоксидантними властивостями.

9. На підставі побудованих антагоністичних моделей показано, що співвідношення концентрацій селен/сірковмісних продуктів метаболізму, а також швидкостей їхнього синтезу лінійно залежать від співвідношення концентрацій селену і сірки в середовищі. Отриману залежність питомої швидкості росту культур від співвідношення концентрацій селену і сірки в середовищі підтверджено експериментальними даними.

Публікації автора:

1. Дробецкая И. В., Минюк Г. С., Тренкеншу Р. П. и др. Ростовые и биохимические характеристики S. platensis (Nordst.) Geitler при различных условиях минерального питания // Экология моря. – 2001. – Вып. 56. – С. 41–46.

2. Дробецкая И.В. Использование мочевины при выращивании синезеленой микроводоросли Spirulina platensis (Nords.) Geitl. в накопительной культуре // Экология моря. – 2002. – Вып. 60. – С. 53–59.

3. Дробецкая И. В., Минюк Г. С. Использование мочевины при выращивании цианобактерии Spirulina (Arthrospira) platensis методом непропорционально проточной культуры // Экология моря. – 2004. – Вып. 65. – С. 28–34.

4. Минюк Г.С., Дробецкая И.В. Влияние селена на жизнедеятельность морских и пресноводных микроводорослей (обзор) // Экология моря. – 2000. – Вып. 54. – С. 26–37.

5. Минюк Г.С., Тренкеншу Р.П., Алисиевич А.В., Дробецкая И.В. Влияние селена на рост Spirulina platensis (Nords.) в накопительной и квазинепрерывной культурах // Экология моря. – 2001, Вып. 54. – С. 42–49.

6. Минюк Г.С., Дробецкая И.В., Тренкеншу Р.П., Вялова О.Ю. Ростовые и биохимические характеристики Spirulina (Arthrospira) platensis (Nordst.) Geitler при различных условиях азотного питания // Экология моря. – 2002. – Вып. 62. – С. 61–66.

7. Парчевская Д.С., Дробецкая И.В., Минюк Г.С. Системные характеристики спирулины Spirulina platensis (Nordst.) Geitler в промышленных условиях // Экология моря. – 2002. – Вып. 60. – С. 71–74.

8. Тренкеншу Р.П., Дробецкая И.В. Влияние антагонизма серы и селена на рост и биохимические показатели спирулины // Экология моря. – 2000. – Вып. 54. – С. 50–56.

9. Дробецкая И.В. Влияние селена на рост микроводоросли Spirulina platensis (Nords.) в накопительной и квазинепрерывной культурах // Экология и здоровье человека. Экологическое образование. Математические модели и информационные технологии: Тез. VI междунар. конф. (Криница, Россия, 17 – 12 сент. 2001 г.). – Краснодар, 2001. – С. 31.

10. Дробецкая И. В. Антагонистическая модель влияния селена на рост и биохимические показатели спирулины // Экология и здоровье человека. Экологическое образование. Математические модели и информационные технологии: Тез. докл. VI междунар. конф. (Криница, Россия, 17 – 12 сент. 2001 г.). – Краснодар, 2001. – С. 263.

11. Дробецкая И.В., Тренкеншу Р.П., Минюк Г.С. Влияние минерального питания на рост и содержание биологически активных веществ у спирулины // Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье: Мат. X междунар. симп. (Алушта, 2 – 9 сент. 2001 г.). – Симферополь, 2001. – С. 502–504.

12. Дробецкая И.В. Влияние различных соотношений мочевины и нитратов в культуральной среде на продуктивность Spirulina platensis и содержание в биомассе белка и пигментов антиоксидантного комплекса // Новые технологии получения и применения биологически активных веществ: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. (Алушта, 20 – 25 мая 2002 г.). – Симферополь: Изд-во КНЦ, 2002. – С. 110.

13. Дробецкая И.В., Минюк Г.С. Влияние условий культивирования на содержание антиоксидантов в клетках синезеленой микроводоросли Spirulina platensis (Nords.) Geitl. // Биоантиоксидант: Тез. докл. VI Междунар. конф. (Москва, 16 – 19 апр 2002 г.). – Москва: Из-во Экспресс Полиграф Сервис, 2002. – С. 169–170.

14. Дробецкая И.В. Влияние разных условий азотного питания и режимов культивирования на рост Spirulina platensis и содержание в биомассе белка, хлорофилла фикоцианина и каротиноидов // Новые информационные технологии в медицине и экологии: Труды Х Междунар. конф. (Ялта – Гурзуф, 1 – 10 июня 2002 г.). – Запорожье: Изд-во Запорож. госунив-та, 2002. – С. 283–285.