Русская версия English version   
Том 15   Выпуск 2   Год 2020
Моделирование содержания хлорофилла а в культурах микроводорослей

Лелеков А.С., Тренкеншу Р.П.

Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН, Севастополь, Россия

Аннотация. Работа посвящена исследованию механизмов влияния света на содержание хлорофилла а в биомассе микроводорослей. Показано, что существующие математические модели базируются на представлениях о синтезе и фотодеструктивном окислении хлорофилла а. Однако для некоторых видов микроводорослей фотодеструкция данного пигмента поставлена под сомнение. Предложен альтернативный подход к моделированию светозависимого содержания хлорофилла а в биомассе микроводорослей. В основе базовой модели лежит представление о двухстадийности фотоавтотрофного роста микроводорослей. На первой стадии в процессе фотосинтеза образуется резервная часть биомассы, из которой на второй стадии происходит биосинтез клеточных структур. Предполагается, что хлорофилл а относится к структурным формам биомассы. Для различных условий лимитирования рассмотрено три частных решения базовой системы, описывающих зависимость содержания хлорофилла а от внешней интенсивности света. Равенство удельных скоростей образования резервных и структурных форм биомассы накладывает условие применимости полученных уравнений только в стационарном динамическом равновесии плотностатной культуры. Верификация полученных уравнений для Arthrospira platensis позволила оценить величины кинетических коэффициентов, значения которых, в целом, соответствуют теоретически рассчитанным диапазонам. Для приближённых вычислений предложено простое уравнение, которое показало высокое соответствие с экспериментальными данными для Tetraselmis viridis (R2 = 0.98), Dunaliella tertiolecta (R2 = 0.92) и хорошо описывает результаты для Sceletonema costatum и Chlorella vulgaris (R2 = 0.8). Доля хлорофилла а в структурной биомассе составляет около 2.5–3.5 % и является видоспецифичным параметром.

Ключевые слова: культура микроводорослей, плотностат, хлорофилл а, световые условия, фотобиосинтез.

 
Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2020;15(2):158-171
doi: 10.17537/2020.15.158
опубликована на рус. яз.

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2022