ISSN: 1859-1531
BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 19,381,267
ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NUÔI ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ TÍCH LŨY CAROTENOID TRONG PHA SINH TRƯỞNG Ở VI TẢO TETRADESMUS OBLIQUUS
EFFECTS OF NUTRIENTS CONCENTRATION AND SALINITY ON THE GROWTH AND TOTAL CAROTENOIDS ACCUMULATION IN THE MICROALGAE TETRADESMUS OBLIQUUS
 Tác giả: Phan Thị Diễm My, Phan Nhật Trường, Võ Văn Minh, Trịnh Đăng Mậu, Nguyễn Quỳnh Anh Trần*
Đăng tại: Vol. 18, No. 9, 2020; Trang: 46-51
Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của nồng độ các chất dinh dưỡng nitơ (N), photpho (P) và muối NaCl đến khả năng sinh trưởng và tích lũy carotenoid của vi tảo Tetradesmus obliquus được phân lập từ các thủy vực nước ngọt tại Đà Nẵng. Kết quả cho thấy T. obliquus sinh trưởng tốt nhất trong môi trường BG11 với nồng độ N 120 mgN.L-1, nồng độ P 5,43 mgP.L-1 và môi trường BG11 có nồng độ N 260 mgN.L-1, P 12,21 mgP.L-1 với tốc độ sinh trưởng tương ứng đạt 0,298 ± 0,01 ngày-1 và 0,252 ± 0,20 ngày-1. Đồng thời, ở các điều kiện này, sự tích lũy carotenoid tổng cũng đạt tốt nhất với năng suất trung bình tương ứng đạt 0,80 ± 0,13 % và 0,49 ± 0.18 % sinh khối khô. Bên cạnh đó, muối NaCl ở nồng độ rất nhỏ (0,01 - 0,2 M) được xác định gây ra tác động tiêu cực đến T. obliquus trong giai đoạn sinh trưởng, và nồng độ NaCl 0,6 M ức chế hoàn toàn sự sinh trưởng của vi tảo.
Từ khóa: vi tảo; Scenedesmus obliquus; carotenoid; nitơ; photpho
Abstract:
In this study, effects of nutrients concentration, including nitrogen (N) and phosphorus (P), and salinity (NaCl) on the growth and total carotenoids accumuslation of the microalgae Tetradesmus obliquus isolated from freshwater bodies in Danang were investigated. The results showed that in BG11 medium with 120 mgN.L-1, 5.43 mgP.L-1 and BG11 medium with 260 mgN.L-1, 12.21 mgP.L-1, T. obliquus have demonstrated the greatest growth rates of 0.298 ± 0.01 day-1 and 0.252 ± 0.20 day-1, respectively. Moreover, under these culture conditions, the highest total carotenoids accumulation was also obtained with an average efficiency of 0.80 ± 0.13% and 0.49 ± 0.18% of dry biomass, respectively. In addition, NaCl was identified to inhibit microalgae growth only at small concentrations from 0.01 to 0.6 M.
Key words: Microalgae; Scenedesmus obliquus; carotenoids; nitrogen, phosphorus
Tài liệu tham khảo:
[1] Arbib, Z., Ruiz, J., Álvarez-Díaz, P., Garrido-Pérez, C., Barragan, J., and Perales, J., A., “Photobiotreatment: influence of nitrogen and phosphorus ratio in wastewater on growth kinetics of Scenedesmus obliquus”, International journal of phytoremediation, 15(8), 2013, 774-788.
[2] Asada, K., “The water-water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons”, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 50, 1999, 601–639.
[3] Bhosale, P., “Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganisms”, Appl. Microbiol. Biotechnol., 63(4), 2004, 351–361.
[4] Blanco, A., M., Moreno, J., Del Campo, J., A., Rivas, J., and Guerrero, M., G., “Outdoor cultivation of lutein-rich cells of Muriellopsis sp. in open ponds”, Appl. Microbiol. Biotechnol., 73, 2007, 1259–1266.
[5] Boussiba, S., Bing, W., Yuan, J. P., Zarka, A., & Chen, F., “Changes in pigments profile in the green alga Haematococcus pluvialis exposed to environmental stresses”, Biotechnology Letters, 21(7), 1999, 601-604.
[6] Damiani, M., C., Popovich, C., A., Constenla, D., Martínez, A., M., Doria, E., Longoni, P., Cella, R., Nielsen, E., and Leonardi, P., I., “Triacylglycerol content, productivity and fatty acid profile in Scenedesmus acutus PVUW12”, J. Appl. Phycol., 26, 2014, 1423–1430.
[7] Dharma, A., Sekatresna, W., Zein, R., Chaidir, Z., Nasir, N., “Chlorophyll and total carotenoid contents in microalgae isolated from local industry effluent in west Sumatera, Indonesia”, Der Pharma Chemica, 9 (18), 2017, 9-11.
[8] Duan, Y., Guo, X., Yang, J., Zhang M., and Li Y., “Nutrients recycle and the growth of Scenedesmus obliquus in synthetic wastewater under different sodium carbonate concentrations”, R. Soc. Open Sci., 7(1), https://doi.org/10.1098/rsos.191214
[9] El-Katony, T., M. and El-Adl, M., F., “Salt response of the freshwater microalga Scenedesmus obliquus (Turp.) Kutz is modulated by the algal growth phase”, Journal of Oceanology and Limnology, 2019, https://doi.org/10.1007/s00343-019-9067-z
[10] García-González, M., Moreno, J., Manzano, J., C., Florencio, F., J., and Guerrero, M., G., “Production of Dunaliella salina biomass rich in 9-cis-β-carotene and lutein in a closed tubular photobioreactor”, J. Biotechnol., 115, 2005, 81–90.
[11] Hagen, C., Grünewald, K., Xyländer, M., and Rothe, E., “Effect of cultivation parameters on growth and pigment biosynthesis in flagellated cells of Haematococcus pluvialis”, Journal of Applied Phycology, 13, 2001, 79–87.
[12] Hamouda, R., A., E. and Abou-El-Souod, G., W., “Influence of various concentrations of phosphorus on the antibacterial, antioxidant and bioactive components of green microalgae Scenedesmus obliquus”, International Journal of Pharmacology, 14(1), 2018, 99-107.
[13] Hanagata, N. and Dubinsky, Z., “Secondary carotenoid accumulation in Scenedesmus komarekii (Chlorophyceae, Chlorophyta)”, J. Phycol., 35(5), 1999, 960–966.
[14] Ho, S., H., Chen, C., Y., & Chang, J., S., “Effect of light intensity and nitrogen starvation on CO2 fixation and lipid/carbohydrate production of an indigenous microalga Scenedesmus obliquus CNW-N”, Bioresource technology, 113, 2012, 244-252.
[15] Ji, X., Cheng, J., Gong, D., Zhao, X., Qi, Y., Su, Y., and Ma, W., “The effect of NaCl stress on photosynthetic efficiency and lipid production in freshwater microalga - Scenedesmus obliquus XJ002”, Science of the Total Environment, 633, 2018, 593–599.
[16] Lai, J., Yu, Z., Song, X., Cao, X, and Han, X., “Responses of the growth and biochemical composition of Prorocentrum donghaiense to different nitrogen and phosphorus concentrations”, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 405, 2011, 6–17.
[17] Lemoine, Y. and Schoefs, B., “Secondary ketocarotenoid astaxanthin biosynthesis in algae: a multifunctional response to stress”, Photosynth. Res., 106, 2010, 155–177.
[18] Li, Y., Horsman, M., Wang, B., Wu, N., and Lan, C.Q., “Effect of nitrogen sources on cell growth and lipid accumulation of green alga Neochloris oleoabundans”, Appl. Microbiol. Biotechnol., 81, 2008, 629–636.
[19] Lichtenthaler, H., K., “Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes”, Plant Cell Membranes, 1987, 350–382.
[20] Liu, J., Yuan, C., Hu, G., and Li, F., “Effects of light intensity on the growth and lipid accumulation of microalga Scenedesmus sp. 11-1 under nitrogen limitation”, Applied biochemistry and biotechnology, 166, 2012, 2127–2137.
[21] Mao, G., Xu, X., and Xu, Z., “Advances in physiological and biochemical research of salt tolerance in plant”, Chinese Journal of Eco-Agriculture, 12(1), 2004, 43-46.
[22] Nigam, S., Rai, M., P., & Sharma, R., “Effect of nitrogen on growth and lipid content of Chlorella pyrenoidosa”, Am J Biochem Biotechnol, 7(3), 2011, 124-129.
[23] Pancha, I., Chokshi, K., George, B., Ghosh, T., Paliwal, C., Maurya, R., and Mishra, S., “Nitrogen stress triggered biochemical and morphological changes in the microalgae Scenedesmus sp. CCNM 1077”, Bioresource Technology, 156, 2014, 146–154.
[24] Pirastru, L., Darwish, M., Chu, F., L., Perreault, F., Sirois, L., Sleno, L., and Popovic, R., “Carotenoid production and change of photosynthetic functions in Scenedesmus sp. exposed to nitrogen limitation and acetate treatment”, J Appl Phycol, 2012, 24,117–124.
[25] Přibyl, P., Cepák, V., Kaštánek, P., and Zachleder, V., “Elevated production of carotenoids by a new isolate of Scenedesmus sp.”, Algal Research, 11, 2015, 22–27.
[26] Přibyl, P., Pilný, J., Cepák, V., and Kaštánek, P., “The role of light and nitrogen in growth and carotenoid accumulation in Scenedesmus sp.”, Algal Research, 16, 2016, 69–75.
[27] Pulz, O. and Gross, W., “Valuable products from biotechnology of microalgae”, Appl Microbiol Biotechnol, 65, 2004, 635–648.
[28] Qin, S., Liu, G.-X., and Hu, Z.-Y., “The accumulation and metabolism of astaxanthin in Scenedesmus obliquus (Chlorophyceae)”, Process Biochemistry, 43, 2008, 795–802.
[29] R Core Team (2019). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.
[30] Raghothama, K.G., “Phosphate transport and signaling”, Curr. Opin. Plant Biol., 6, 2000, 182-187.
[31] Richmond, A., Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology, Publisher Wiley-Blackwell, 2004.
[32] Rippka, R., Deruelles, J., Waterbury, J. B., Herdman, M. & Stanier, R. Y., “Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria”, Journal of General Microbiology, 111, 1979, 1-61.
[33] Rodolfi, L., Zittelli, G., C., Bassi, N., Padovani, G., Biondi, N., Bonini, G., and Tredici, M., R., “Microalgae for oil: strain selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low-cost photobioreactor”, Biotechnol. Bioeng., 102(1), 2009, 100–112.
[34] Sánchez, J., F., Fernández, J., M., Acién, F., G., Rueda, A., Pérez-Parra, J., and Molina, E., “Influence of culture conditions on the productivity and lutein content of the new strain Scenedesmus almeriensis”, Process Biochemistry, 43, 2008-a, 398–405.
[35] Sánchez, J., F., Fernández-Sevilla, J., M., Acién, F., G., Cerón, M., C., Pérez-Parra, J., & Molina-Grima, E., “Biomass and lutein productivity of Scenedesmus almeriensis: influence of irradiance, dilution rate and temperature”, Appl Microbiol Biotechnol, 79, 2008-b, 719–729.
[36] Sartory, D., P. and Grobbelaar, J., U., “Extraction of chlorophyll a from freshwater phytoplankton for spectrophotometric analysis”, Hydrobiologia, 114, 1984, 177-187.
[37] Simionato, D., Block, M. A., La Rocca, N., Jouhet, J., Maréchal, E., Finazzi, G., and Morosinotto, T., “The response of Nannochloropsis gaditana to nitrogen starvation includes De Novo biosynthesis of triacylglycerols, a decrease of chloroplast galactolipids, and reorganization of the photosynthetic apparatus”, Eukaryotic Cell, 12(5), 2013, 665-676.
[38] Skjånes, K., Rebours, C., and Lindblad, P., “Potential for green microalgae to produce hydrogen, pharmaceuticals and other high value products in a combined process”, Critical Reviews in Biotechnology, 33(2), 2013, 172–215.
[39] Skibsted, L., H., “Carotenoids in Antioxidant Networks. Colorants or Radical Scavengers”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60, 2012, 2409−2417.
[40] Tang, D., Han, W., Li, P., Miao, X., and Zhong, J., “CO2 biofixation and fatty acid composition of Scenedesmus obliquus and Chlorella pyrenoidosa in response to different CO2 levels”, Bioresour Technol., 102, 2011, 3071–3076.
[41] Touzet, N., Franco, J., M., and Raine, R., “Influence of inorganic nutrition on growth and PSP toxin production of Alexandrium minutum (Dinophyceae) from Cork Harbour, Ireland”, Toxicon, 50, 2007, 106–119.
[42] Xin, L., Hong-ying, H., Ke, G., and Ying-xue, S., “Effect of different nitrogen and phosphorus concentrations on the growth, nutrient, and lipid accumulation of a freshwater microalga Scenedesmus sp.”, Bioresour. Technol., 101, 2010, 5494–5500.

BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 19,381,267