Please use this identifier to cite or link to this item: https://repository.marine-research.org/handle/299011/8580
Authors: Геворгиз, Р. Г.
Железнова, С. Н.
Title: Эффективность фиксации углерода в биомассе Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J. C. Lewin (Bacillariophyceae) в условиях накопительного культивирования
Other Titles: The carbon fixation efficiency in biomass of Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J. C. Lewin (Bacillariophyceae) under the conditions of cumulative cultivation
metadata.dc.identifier.other: УДК 582.261.1:551.464.6
doi: 10.21072/mbj.2020.05.1.02
Keywords: диатомовая водоросль Cylindrotheca closterium;культивирование;эффективность фиксации углерода
Issue Date: 2020
Language (ISO): Russian
Series/Report no.: Морской биологический журнал
Issue number: 1
Volume number: 5
Pages: 12-19
Abstract: Эффективность утилизации углерода является важной характеристикой объекта культивирования. Известно, что диатомовая водоросль Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J. C. Lewin может эффективно использовать углерод из водной среды, так как имеет множество уникальных карбоноангидраз и углеродных транспортёров. Между тем эффективность фиксации углерода для многих видов диатомей в культуре по-прежнему неизвестна. Для её расчёта ряд авторов используют разную терминологию и способы, что приводит к значительным трудностям при сравнении эффективности фиксации углерода в биомассе различных видов микроводорослей. Цели работы: 1) на основе современных представлений о фиксации углерода в биомассе микроводорослей, а также о поглощении неорганического углерода культурой микроводорослей актуализировать используемые в литературе термины и определения; 2) оценить эффективность фиксации углерода в биомассе диатомеи C. closterium в условиях накопительного культивирования. Культуру C. closterium выращивали при температуре +20 °C в интенсивном режиме на питательной среде RS. В процессе выращивания культуру барботировали воздухом (1,1 л воздуха на 1 л культуры в минуту). Температура воздуха на выходе из суспензии составляла +19 °C, максимальная продуктивность культуры — 1,254 г·л −1 ·сут −1 . По результатам CHN-анализа, доля углерода в сухой биомассе C. closterium составляла 23 %. В условиях накопительного культивирования у C. closterium эффективность фиксации углерода в биомассе достигла 90 %. По сравнению с другими видами водорослей C. closterium характеризуется достаточно высокой эффективностью фиксации CO 2 . Так, у зелёных микроводорослей Chlorella protothecoides и Ch. vulgaris эффективность фиксации CO 2 составляет 20 % и 55,3 % соответственно, у цианобактерии Spirulina sp. — 38 %, у красной микроводоросли Porphyridium purpureum — 69 %. Отмечено, что для обеспечения прироста 1 г сухой биомассы C. closterium в сутки при температуре +19 °C необходимо затратить минимум 0,46 л CO 2 , или 1132 л воздуха. Возможно, именно высокая эффективность фиксации углерода, а также низкая доля углерода в биомассе C. closterium позволяют объяснить высокие продукционные показатели этого вида. В равных условиях культивирования по свету и обеспеченности углеродом продуктивность C. closterium может превышать продуктивность других видов микроводорослей в 5–10 раз. Так, у Spirulina sp. продуктивность достигает 0,2 г·л −1 ·сут −1 , у C. closterium — 1,254 г·л −1 ·сут −1 .
Description: The carbon utilization efficiency is an important characteristic of the cultivated object. Diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J. C. Lewin is known to use carbon from aquatic environment quite effectively, as it has many unique carbonic anhydrases and carbon transporters. However, the carbon fixation efficiency for many types of diatoms in culture is still unknown. When calculating the carbon fixation efficiency, researchers use different terminology and methods, and it leads to significant difficulties when comparing the carbon fixation efficiency in the biomass of various types of microalgae. The aims of this study are: 1) to update terms and definitions used in literature on the basis of modern concepts of carbon fixation in microalgae biomass, as well as absorption of inorganic carbon by microalgae culture; 2) to evaluate the carbon fixation efficiency in the biomass of C. closterium diatom under conditions of cumulative cultivation. C. closterium was grown at a temperature of +20 °C on a nutrient medium RS. During the cultivation, the culture was bubbled with air (1.1 L of air per 1 L of culture per minute). The air temperature at the outlet of the suspension was of +19 °C; the maximum productivity of the culture was of 1.254 g·L−1·day−1. According to the results of the CHN analysis, the proportion of carbon in C. closterium dry biomass was of 23 %. Under the conditions of cumulative cultivation in C. closterium, the carbon fixation efficiency in biomass was of 90 %. Compared with other algae species, C. closterium is characterized by a rather high CO2 fixation efficiency. For example, in green microalga Chlorella protothecoides and Ch. vulgaris, the CO2 fixation efficiency was of 20 % and 55.3 %, respectively; in cyanobacteria Spirulina sp. – of 38 %; in red microalgae Porphyridium purpureum – of 69 %. It was observed that to ensure an increase of 1 g of C. closterium dry biomass per day at a temperature of +19 °C, a minimum of 0.46 L of CO2, or 1132 L of air, should be consumed. Possibly, it is high carbon fixation efficiency, as well as low carbon fraction in C. closterium biomass, that explains the high production indices of this species. Under equal conditions of cultivation in terms of light and carbon availability, the productivity of C. closterium can exceed the productivity of other types of microalgae by 5–10 times. So, while Spirulina sp. productivity reaches 0.2 g·L−1·day−1, C. closterium productivity is of 1.254 g·L−1·day−1.
Appears in Collections:Морской биологический журнал. - 2020. - Т. 5, № 1.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
012-019.pdf137,88 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.