علوم و فنون شیلات

علوم و فنون شیلات

تاثیر فیتوهورمون جیبرلین بر پارامترهای رشد، رنگدانه ها، فاکتورهای فتوسنتزی و ترکیبات بیوشیمیایی ریزجلبک Tetraselmis suecica

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری تخصصی
2 هیئت علمی ، دانشیار
3 دانشیار دانشکده منابع طبیعی گروه شیلات
4 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی
5 استادیار گروه ارزیابی ذخایر پژوهشکده ارتمیا و آبزیان
چکیده
در مطالعه حاضر تاثیر فیتوهورمون جیبرلین روی برخی فراسنجه های فیزیولوژیک ریزجلبک Tetraselmis suecica بررسی شد. کشت جلبک در شرایط استاندارد با محیط کشت گیلارد، دمای 2±25 درجه سانتی­گراد، شدت نور 16:8 (روشنایی/ تاریکی)، شوری 25 میلی گرم درلیتر و هوادهی 24 ساعته به مدت ده روز انجام شد. هورمون جیبرلین با غلظت های 10، 20، 40 و 60 میلی گرم در لیتر به محیط کشت جلبک­ها اضافه گردید سنجش فاکتور رشد، رنگدانه­ها، فاکتور­های فتوسنتزی و ترکیبات بیوشیمایی در مرحله رشد فاز لگاریتمی انجام گرفت. براساس نتایج بیشترین میزان رشد سلولی در تیمار 60 میلی­گرم در لیتر هورمون جیبرلین مشاهده شد اگرچه در سایر تیمارها نیز تفاوت معنی­داری با کنترل مشاهده شد(P<0/05). بیشترین میزان پروتئین و کربوهیدرات در تیمار 60 میلی گرم در لیتر هورمون جیبرلین مشاهده شد(P<0/05). میزان چربی کل نیز از 23/15 در کنترل به 53/18 در تیمار 60 میلی گرم در لیتر هورمون جیبرلین افزایش یافت(P<0/05). پتانسیل آنتی­اکسیدانی، رنگدانه­ها، فاکتورهای فتوسنتزی و وزن خشک نیز در غلظت 60 میلی گرم درلیتر هورمون جیبرلین نسبت به کنترل تفاوت معنی داری نشان دادند(P<0/05). بیشترین میزان کلروفیل a و b در غلظت­های 60 میلی گرم در لیتر هورمون جیبرلین مشاهده گردید. (P<0/05) با توجه به یافته­ها می­توان گفت هورمون جیبرلین پتانسیل بالایی در تقسیم سلولی، تراکم نهایی، پتانسیل آنتی­اکسیدانی، اندازه سلول و ترکیبات بیوشیمیایی ریزجلبک Tetraselmis suecica دارد. همچنین جلبک فوق الذکر می­تواند نامزد مناسبی برای لارو آبزیان دریایی، داروها، آنتی اکسیدان­ها و منبع غنی از ترکیبات در سوخت­های زیستی مطرح باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]: E.W. Becker, Microalgae for aquaculture: nutritional aspects, Handbook of Microalgal Culture, John Wiley & Sons, Ltd., 2013, pp. 671–691.
[2]: Mata TM, Martins AA, Caetano NS. Microalgae for biodiesel production and other applications: a review. Renewable and sustainable energy reviews. 2010 Jan 1;14(1):217-32.
[3]: Suganya T, Varman M, Masjuki HH, Renganathan S. Macroalgae and microalgae as a potential source for commercial applications along with biofuels production: a biorefinery approach. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016 Mar 1; 55:909-41.
[4]: Da Silva Vaz B, Moreira JB, de Morais MG, Costa JA. Microalgae as a new source of bioactive compounds in food supplements. Current Opinion in Food Science. 2016 Feb 1; 7:73-7.
[5]: De Jesus Raposo, M.F.; de Morais, A.M.; de Morais, R.M. Bioactivity and Applications of Polysaccharides from Marine Microalgae. In Polysaccharides; Ramawat, K., Mérillon, J., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2015; pp. 1683–1727.
[6]: Rupérez, P.; Ahrazem, O.; Leal, J.A. Potential antioxidant capacity of sulfated polysaccharides from the edible marine brown seaweed Fucus vesiculosus. J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 840–845.
[7]: Sansone C, Galasso C, Orefice I, Nuzzo G, Luongo E, Cutignano A, Romano G, Brunet C, Fontana A, Esposito F, Ianora A. The green microalga Tetraselmis suecica reduces oxidative stress and induces repairing mechanisms in human cells. Scientific reports. 2017 Jan 24;7(1):1-2.
[8]: Brennan, L.; Owende, P. Biofuels from microalgae—A review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renew. Sustain. Energy Rev. 2010, 14, 557–577.
[9]: Vásquez-Piñeros, M.A.; Rondón-Barragan, I.S.; Eslava-Mocha, P.R.; Marina, B. Inmunoestimulantes en.
[10]: Huang, G.; Chen, F.; Wei, D.; Zhang, X.; Chen, G. Biodiesel production by microalgal biotechnology. Appl. Energy 2010, 87, 38–46.
[11]: Acién, F.; Gómez-Serrano, C.; Morales-Amaral, M.; Fernández-Sevilla, J.; Molina-Grima, E. Wastewater treatment using microalgae: How realistic a contribution might it be to significant urban wastewater treatment? Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016, 100, 9013–9022.
[12]: Borowitzka, M.A. Algal Physiology and Large-Scale Outdoor Cultures of Microalgae. In The Physiology of Microalgae: Developments in Applied Phycology; Borowitzka, M., Beardall, M., Rave, J., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2016; Volume 6, pp. 601–652.
[13]: Piotrowska-Niczyporuk A, Bajguz A, Zambrzycka E, Godlewska-Żyłkiewicz B. Phytohormones as regulators of heavy metal biosorption and toxicity in green alga Chlorella vulgaris (Chlorophyceae). Plant Physiology and Biochemistry. 2012 Mar 1;52:52-65.
[14]: Davies, P.J.Plant Hormones, Kluwer Academic Publishers. 2004 (716 pp. Published online 2013)
[15]: Schroeder JI, Kwak JM, Allen GJ. Guard cell abscisic acid signalling and engineering drought hardiness in plants. Nature. 2001 Mar; 410(6826):327-30.
[16]: Pastori GM, Foyer CH. Common components, networks, and pathways of cross-tolerance to stress. The central role of “redox” and abscisic acid-mediated controls. Plant physiology. 2002 Jun 1;129(2):460-8.
[17]: Tuteja N. Abscisic acid and abiotic stress signaling. Plant signaling & behavior. 2007 May 1;2(3):135-8.
[18]: Cowling RJ, Harberd NP. Gibberellins control Arabidopsis hypocotyl growth via regulation of cellular elongation. Journal of Experimental Botany. 1999 Aug 1; 50(337):1351-7.
[19]: Reid JB, Ross JJ, Swain SM. Internode length in Pisum: a new, slender mutant with elevated levels of C 19 gibberellins. Planta. 1992 Jan 1:462-7.
[20]: Ogawa M, Hanada A, Yamauchi Y, Kuwahara A, Kamiya Y, Yamaguchi S. Gibberellin biosynthesis and response during Arabidopsis seed germination. The Plant Cell. 2003 Jul 1; 15(7):1591-604. teleosteos: Probióticos, _-glucanos y LPS. Orinoquia 2012, 16, 46–62.
[21]: Nakajima M, Shimada A, Takashi Y, Kim YC, Park SH, Ueguchi‐Tanaka M, Suzuki H, Katoh E, Iuchi S, Kobayashi M, Maeda T. Identification and characterization of Arabidopsis gibberellin receptors. The Plant Journal. 2006 Jun; 46(5):880-9.
[22]: Jennings RC. Gibberellins as endogenous growth regulators in green brown algae. Planta. 1968; 80:34-42.
[23]: Joseph I, Chennubhotla VSK. Gibberellic acid and 2, 4-D as growth regulators in laboratory culture of seaweeds. Indian J. Mar. Sci. 1999; 28:66-69.
[24]: Ozioko FU, Chiejina NV, Ogbonna JC. Effect of some phytohormones on growth characteristics of Chlorella sorokiniana IAM-C212 under photoautotrophic conditions. African Journal of Biotechnology. 2015 Aug 28; 14(30):2367-76.
[25]: Andersen RA, editor. Algal culturing techniques. Elsevier; 2005 Mar 4.
[26]: Mulumba N, Farag IH. Tubular photobioreactor for microalgae biodiesel production. International Journal of Engineering Science and Technology. 2012 Feb;4(2):703-9.
[27]: Lichtenthaler HK. [34] Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in enzymology. 1987 Jan 1; 148:350-82.
[28]: Lv H, Wang QE, Wang S, Qi B, He J, Jia S. Enhancing biomass production of Dunaliella salina via optimized combinational application of phytohormones. Aquaculture. 2019 Mar 30;503:146-55.
[29]: Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset CL. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food science and Technology. 1995 Jan 1; 28(1):25-30.
[30]: Waterborg JH. The Lowry method for protein quantitation. InThe protein protocols handbook 2009 (pp. 7-10). Humana Press, Totowa, NJ.
[31]: Zavřel T, Očenášová P, Sinetova MA, Červený J. Determination of storage (starch/glycogen) and total saccharides content in algae and cyanobacteria by a phenol-sulfuric acid method. Bio-protocol. 2018 Aug 5; 8(15):e2966.
[32]: Breil C, Abert Vian M, Zemb T, Kunz W, Chemat F. “Bligh and Dyer” and Folch methods for solid–liquid–liquid extraction of lipids from microorganisms. Comprehension of solvatation mechanisms and towards substitution with alternative solvents. International journal of molecular sciences. 2017 Apr; 18(4):708.
[33]: Cho K, Kim KN, Lim NL, Kim MS, Ha JC, Shin HH, Kim MK, Roh SW, Kim D, Oda T. Enhanced biomass and lipid production by supplement of myo-inositol with oceanic microalga Dunaliella salina. Biomass and Bioenergy. 2015 Jan 1;72:1-7.
[34]: Park WK, Yoo G, Moon M, Kim CW, Choi YE, Yang JW. Phytohormone supplementation significantly increases growth of Chlamydomonas reinhardtii cultivated for biodiesel production. Applied biochemistry and biotechnology. 2013 Nov;171(5):1128-42.
[35]: Sajjadi B, Chen WY, Raman AA, Ibrahim S. Microalgae lipid and biomass for biofuel production: A comprehensive review on lipid enhancement strategies and their effects on fatty acid composition. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018 Dec 1;97:200-32.
[36]: Jusoh M, Loh SH, Aziz A, San Cha T. Gibberellin promotes cell growth and induces changes in fatty acid biosynthesis and upregulates fatty acid biosynthetic genes in chlorella vulgaris umt-m1. Applied biochemistry and biotechnology. 2019 Jun;188(2):450-9.
[37]: Wang B, Li Y, Wu N, Lan CQ. CO 2 bio-mitigation using microalgae. Applied microbiology and biotechnology. 2008 Jul;79(5):707-18.
[38]: Brennan L, Blanco-Feriandez A, Mostaert AS, O
wende P. Enhancement of BODIPY05/215 lipid fluorescence method for application in biofuel-directed microalgae production. J. Microbiol. Methods 2012 9(2): 137-142.
[39]: Gudin C, Thepenier C. Bioconversion of solar energy into organic chemicals by microalgae. Advances in biotechnological processes (USA). 1986.
[40]: Bralczyk J, Wielgat B, Wasilewska-Dabrowska LD, Kleczkowski K. Growth accelerating response of Euglena gracilis Z. to gibberellic acid. Plant Science Letters. 1978 Aug 1;12(3-4):265-71.
[41]: Lu Y, Jiang P, Liu S, Gan Q, Cui H, Qin S. Methyl jasmonate-or gibberellins A3-induced astaxanthin accumulation is associated with up-regulation of transcription of β-carotene ketolase genes (bkts) in microalga Haematococcus pluvialis. Bioresource Technology. 2010 Aug 1;101(16):6468-74.
[42]: Falkowska M, Pietryczuk A, Piotrowska A, Bajguz A, Grygoruk A, Czerpak R. The effect of gibberellic acid (GA3) on growth, metal biosorption and metabolism of the green algae Chlorella vulgaris (Chlorophyceae) Beijerinck exposed to cadmium and lead stress. Pol J Environ Stud. 2011 Jan 1;20(1):53-9.