Н. В. Терентьева’s scientific contributions

Conference Paper: КРАСНОЕ «ЦВЕТЕНИЕ» EUGLENA В РОДНИКОВОМ ВОДОЕМЕ (КРЫМ) /Red blooming of Euglena in a spring water pool (Crimea) (P. 72) Терентьева Н.В, Чубчикова И.Н, Дробецкая И.В, Минюк Г.С, Шадрин Н.В, Terenteva N.V, Chubchikova I.N, Drobetskaya I.V., Mimyuk G.S., Shadrin N.V. [Hide abstract] ABSTRACT: http://biology-old.univ.kiev.ua/images/stories/Botany/pdf/lib/petlovany%202006---.pdf В мае 2006 г. в окрестностях г. Севастополя в родниковом водоеме (1521м) на протяжении двух недель наблюдалось интенсивное красное «цветение». Значительная часть водного зеркала была покрыта слизистой нейстонной пленкой (толщина 1-2 мм) ярко-красного цвета со специфическим запахом. Микроскопическое исследование проб, выполненное через два часа после их отбора, показало, что пленка была образована практически одним видом – Euglena sp. с незначительной примесью диатомовых и зеленых микроводорослей, а также нитчатых цианобактерий. Средняя концентрация клеток Euglena sp. в пленке составила 47,4107 кл/м2 (17,3-68,9107 кл/м2), причем 64% из них были представлены неподвижными округлыми пальмеллами (44-57 мкм в диаметре) со средним объемом 82∙103 мкм3. 27 % клеток имели яйцевидную форму (51-76 мкм дл. и 38-52 мкм шир.), характеризовались отсутствием жгутиков и слабой метаболией. 9% клеток активно двигались, имели веретеновидную или эллипсоидную форму (101-126 мкм дл. и 31-34 мкм шир.) с широко закругленным передним и более суженным задним концом, заканчивающимся коротким тупым отростком. Метаболия у таких клеток была выражена в бόльшей степени, длина жгутика превышала длину тела примерно в 1,5 раза. Почти все клетки были полностью окрашены в красный цвет. Гранулы пигмента равномерно распределялись по всему объему. В момент отбора проб (11-12 часов) температура воды в поверхностном слое была 29ºС, температура воздуха – 24ºС. По данным гидрохимического анализа [1], концентрация нитратного азота в воде составляла 295,3 мкг N/л, нитритного – 16,1 мкг N/л, органического углерода – 85,6 мг С/л. Минеральный фосфор отсутствовал. Для определения качественного и количественного содержания пигментов у Euglena sp. пробы поверхностной пленки (n= 4) после определения в них численности клеток эвглены концентрировали центрифугированием при 800 об/мин и трижды промывали 10-кратным объемом дистиллированной воды. Пигменты экстрагировали ацетоном. Абсорбционные спектры экстрактов имели два максимума в области 477,8-479,4 и 662,6-663,2 нм при соотношении оптических плотностей 27:1, соответственно. Общее содержание каротиноидов в пробах рассчитывали по [2]. Их фракционный состав анализировали методом ТСХ на пластинах “Silufol”в системе ацетон : гексан 3:7. Идентификацию фракций, содержащих астаксантин и его эфиры, проводили путем сопоставления их абсорбционных спектров и Rf со спектрами и Rf стандартов, полученных из красных апланоспор Haematococcus pluvialis. Учитывая тот факт, что в анализируемых пробах единственным продуцентом астаксантина была Euglena sp., концентрацию фракций, содержащих астаксантин, относили к количеству ее клеток в пробе. Общее содержание астаксантина в клетках водоросли составляло 560,5±35,2 пг•кл-1, причем 52,0 ±0,9 % приходилось на его диэфиры, 32,4± 1,2% – на моноэфиры и 15,6±0,4% –на свободный астаксантин. По уровню астаксантина Euglena sp. превосходит большинство из известных в настоящее время природных источников каротиноида и сопоставима лишь с H. pluvialis. Литература 1. Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов. - М.: ВНИРО, 1988.–119 с. 2. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. - J. Plant Physiol.-1994, Vol.144.-P. 307-313. Сurrent problems of botany, ecology and biotechnology / Актуальні проблеми ботаніки, єкології та біотехнології. Матеріали міжнародної конференції молодих учених-ботаніків (27-30 вересня, 2006 р., м. Київ), Kiev; 09/2006

Conference Paper: КРАСНОЕ «ЦВЕТЕНИЕ» EUGLENA В РОДНИКОВОМ ВОДОЕМЕ (КРЫМ) /Red blooming of Euglena in a spring water pool (Crimea) (P. 72) Терентьева Н.В, Чубчикова И.Н, Дробецкая И.В, Минюк Г.С, Шадрин Н.В, Terenteva N.V, Chubchikova I.N, Drobetskaya I.V., Mimyuk G.S., Shadrin N.V. [Hide abstract] ABSTRACT: http://biology-old.univ.kiev.ua/images/stories/Botany/pdf/lib/petlovany%202006---.pdf В мае 2006 г. в окрестностях г. Севастополя в родниковом водоеме (1521м) на протяжении двух недель наблюдалось интенсивное красное «цветение». Значительная часть водного зеркала была покрыта слизистой нейстонной пленкой (толщина 1-2 мм) ярко-красного цвета со специфическим запахом. Микроскопическое исследование проб, выполненное через два часа после их отбора, показало, что пленка была образована практически одним видом – Euglena sp. с незначительной примесью диатомовых и зеленых микроводорослей, а также нитчатых цианобактерий. Средняя концентрация клеток Euglena sp. в пленке составила 47,4107 кл/м2 (17,3-68,9107 кл/м2), причем 64% из них были представлены неподвижными округлыми пальмеллами (44-57 мкм в диаметре) со средним объемом 82∙103 мкм3. 27 % клеток имели яйцевидную форму (51-76 мкм дл. и 38-52 мкм шир.), характеризовались отсутствием жгутиков и слабой метаболией. 9% клеток активно двигались, имели веретеновидную или эллипсоидную форму (101-126 мкм дл. и 31-34 мкм шир.) с широко закругленным передним и более суженным задним концом, заканчивающимся коротким тупым отростком. Метаболия у таких клеток была выражена в бόльшей степени, длина жгутика превышала длину тела примерно в 1,5 раза. Почти все клетки были полностью окрашены в красный цвет. Гранулы пигмента равномерно распределялись по всему объему. В момент отбора проб (11-12 часов) температура воды в поверхностном слое была 29ºС, температура воздуха – 24ºС. По данным гидрохимического анализа [1], концентрация нитратного азота в воде составляла 295,3 мкг N/л, нитритного – 16,1 мкг N/л, органического углерода – 85,6 мг С/л. Минеральный фосфор отсутствовал. Для определения качественного и количественного содержания пигментов у Euglena sp. пробы поверхностной пленки (n= 4) после определения в них численности клеток эвглены концентрировали центрифугированием при 800 об/мин и трижды промывали 10-кратным объемом дистиллированной воды. Пигменты экстрагировали ацетоном. Абсорбционные спектры экстрактов имели два максимума в области 477,8-479,4 и 662,6-663,2 нм при соотношении оптических плотностей 27:1, соответственно. Общее содержание каротиноидов в пробах рассчитывали по [2]. Их фракционный состав анализировали методом ТСХ на пластинах “Silufol”в системе ацетон : гексан 3:7. Идентификацию фракций, содержащих астаксантин и его эфиры, проводили путем сопоставления их абсорбционных спектров и Rf со спектрами и Rf стандартов, полученных из красных апланоспор Haematococcus pluvialis. Учитывая тот факт, что в анализируемых пробах единственным продуцентом астаксантина была Euglena sp., концентрацию фракций, содержащих астаксантин, относили к количеству ее клеток в пробе. Общее содержание астаксантина в клетках водоросли составляло 560,5±35,2 пг•кл-1, причем 52,0 ±0,9 % приходилось на его диэфиры, 32,4± 1,2% – на моноэфиры и 15,6±0,4% –на свободный астаксантин. По уровню астаксантина Euglena sp. превосходит большинство из известных в настоящее время природных источников каротиноида и сопоставима лишь с H. pluvialis. Литература 1. Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов. - М.: ВНИРО, 1988.–119 с. 2. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. - J. Plant Physiol.-1994, Vol.144.-P. 307-313. Сurrent problems of botany, ecology and biotechnology / Актуальні проблеми ботаніки, єкології та біотехнології. Матеріали міжнародної конференції молодих учених-ботаніків (27-30 вересня, 2006 р., м. Київ), Kiev; 09/2006

Приведены экспериментальные данные, характеризующие влияние освещённости на скорость роста и химический состав вегетативных клеток и апланоспор зелёной микроводоросли Haematococcus pluvialis (штамм IBSS-16) в условиях двухстадийной накопительной культуры. The green microalga Haematococcus pluvialis Flotow (Chlamydomonadales) is very rich (2 – 5% dry weight) in the ketocarotenoid astaxanthine. Optimum culture parameters and carotenoid (Car) yield considerably depend upon biological parameters of the strains from different climatic zones. The study specified physiological and biochemical features of H. pluvialis (strain ISSS-16-LABIK 927-1 (Mainx) = CALU 97) grown in two-stage batch culture as related with illumination at the stage of vegetative growth. Light increasing from 2000 to 6000 Lx increased specific growth and production rates 1.7 and 3 times, respectively, molar ratio of nitrogen to phosphorus (N/P) uptake from 11 to 17, and the total Car yield per litre of culture 2.2 times. Under 4000-6000 Lx, the content of Car in aplanospores amounted to 160 – 205 pg.cell-1.d-1 (2.6 – 2.8% dry weight), total Car yield to 36 – 44 mg.l-1.d-1 and Car accumulation rate – 10 - 14 pg.cell-1.d-1.

Carotenoid content in red salt from the Koyashskoye Lake has been determined – 40 g per 1 m2 of 1-cm surface salt layer. Carotenoid composition has been analysed: ß-carotene content is about 94% of total carotenoids. Microscopy study has been shown the abundanceof Dunaliella cysts in salt.

http://biology-old.univ.kiev.ua/images/stories/Botany/pdf/lib/petlovany%202006---.pdf В мае 2006 г. в окрестностях г. Севастополя в родниковом водоеме (1521м) на протяжении двух недель наблюдалось интенсивное красное «цветение». Значительная часть водного зеркала была покрыта слизистой нейстонной пленкой (толщина 1-2 мм) ярко-красного цвета со специфическим запахом. Микроскопическое исследование проб, выполненное через два часа после их отбора, показало, что пленка была образована практически одним видом – Euglena sp. с незначительной примесью диатомовых и зеленых микроводорослей, а также нитчатых цианобактерий. Средняя концентрация клеток Euglena sp. в пленке составила 47,4107 кл/м2 (17,3-68,9107 кл/м2), причем 64% из них были представлены неподвижными округлыми пальмеллами (44-57 мкм в диаметре) со средним объемом 82∙103 мкм3. 27 % клеток имели яйцевидную форму (51-76 мкм дл. и 38-52 мкм шир.), характеризовались отсутствием жгутиков и слабой метаболией. 9% клеток активно двигались, имели веретеновидную или эллипсоидную форму (101-126 мкм дл. и 31-34 мкм шир.) с широко закругленным передним и более суженным задним концом, заканчивающимся коротким тупым отростком. Метаболия у таких клеток была выражена в бόльшей степени, длина жгутика превышала длину тела примерно в 1,5 раза. Почти все клетки были полностью окрашены в красный цвет. Гранулы пигмента равномерно распределялись по всему объему. В момент отбора проб (11-12 часов) температура воды в поверхностном слое была 29ºС, температура воздуха – 24ºС. По данным гидрохимического анализа [1], концентрация нитратного азота в воде составляла 295,3 мкг N/л, нитритного – 16,1 мкг N/л, органического углерода – 85,6 мг С/л. Минеральный фосфор отсутствовал. Для определения качественного и количественного содержания пигментов у Euglena sp. пробы поверхностной пленки (n= 4) после определения в них численности клеток эвглены концентрировали центрифугированием при 800 об/мин и трижды промывали 10-кратным объемом дистиллированной воды. Пигменты экстрагировали ацетоном. Абсорбционные спектры экстрактов имели два максимума в области 477,8-479,4 и 662,6-663,2 нм при соотношении оптических плотностей 27:1, соответственно. Общее содержание каротиноидов в пробах рассчитывали по [2]. Их фракционный состав анализировали методом ТСХ на пластинах “Silufol”в системе ацетон : гексан 3:7. Идентификацию фракций, содержащих астаксантин и его эфиры, проводили путем сопоставления их абсорбционных спектров и Rf со спектрами и Rf стандартов, полученных из красных апланоспор Haematococcus pluvialis. Учитывая тот факт, что в анализируемых пробах единственным продуцентом астаксантина была Euglena sp., концентрацию фракций, содержащих астаксантин, относили к количеству ее клеток в пробе. Общее содержание астаксантина в клетках водоросли составляло 560,5±35,2 пг•кл-1, причем 52,0 ±0,9 % приходилось на его диэфиры, 32,4± 1,2% – на моноэфиры и 15,6±0,4% –на свободный астаксантин. По уровню астаксантина Euglena sp. превосходит большинство из известных в настоящее время природных источников каротиноида и сопоставима лишь с H. pluvialis. Литература 1. Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов. - М.: ВНИРО, 1988.–119 с. 2. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. - J. Plant Physiol.-1994, Vol.144.-P. 307-313.

Выполнен обзор современных литературных сведений по проблемам массового культивирования и практического использования микроводорослей и цианобактерий. Дана характеристика биологической ценности, экономической рентабельности культивирования и возможных областей применения наиболее важных в коммерческом отношении видов. Проанализированы основные проблемы, сдерживающие развитие отрасли, и современные подходы к их решению. The current literature review on problems of mass cultivation and application of microalgae and cyanobacteria has been carried out. The characteristic of biological value, economical profitability of cultivation and feasible application fields of most commercially valuable species has been given. The main problems limiting branch development and modern approaches to their solution have been analyzed. Виконано огляд сучасних літературних відомостей із проблем масового культивування й використання мікроводоростей і ціанобактерій. Дано характеристику біологічної цінності, економічної рентабельності культивування й можливих галузей застосування найбільш важливих у комерційному відношенні видів. Аналізуються основні проблеми, що стримують розвиток галузі, і сучасні підходи їхнього рішення.

Предложен лабораторный регламент одностадийного полупроточного метода культивирования зелёной микроводоросли Haematococcus pluvialis Flotow для получения астаксантина (АСТ). Метод основан на индукции биосинтеза АСТ в вегетативных клетках путем создания резкого отрицательного градиента содержания биогенов в среде при интенсивности ФАР 120 мкмоль·м-2·с-1. Максимальный выход (1,85 мг·л·сут-1) и содержание АСТ в сухом веществе (1,8 - 2,6 %) получены при ежедневном 20 % разбавлении культуры с внесением в среду 0,2 мМ·л-1·сут-1 азота и 0,01 мМ·л-1·сут-1 фосфора. Данный режим культивирования обеспечивает существенное увеличение биодоступности АСТ в получаемой биомассе за счёт устойчивого преобладания в культурах монадных клеток (85 - 97 %). The laboratory technique of one-step semi-continuous cultivation of green microalgae Haematococcus pluvialis Flotow as astaxanthin (AST) source has been proposed. The method is based on the induction of AST biosynthesis in vegetative cells using sharp negative gradient of biogenic elements content in the medium at light irradiance of 120 µmol·m-2·s-1. Maximum AST daily output (1,85 mg ·l-1 ·day-1) and AST content in biomass (1,8 - 2,6 % dw) have been obtained under 20 % daily culture dilution and nitrogen and phosphorus input of 0,2 and 0,01 mM ·l-1·day-1, accordingly. This cultivation mode provides a significant increase of AST bioavailability due to stable predominance of monad cells in cultures (85 - 97 %).

Определено содержание каротиноидов в красной соли Кояшского озера – около 40 г на 1 м2 поверхностного 1-сантиметрового слоя. Проанализирован каротиноидный состав соли; 94 % каротиноидов приходится на β-каротин. При микроскопическом исследовании соли выявлено обилие цист Dunaliella. Carotenoid content in red salt from the Koyashskoye Lake has been determined – 40 g per 1 m2 of 1-cm surface salt layer. Carotenoid composition has been analysed: β -carotene content is about 94% of total carotenoids. Microscopy study has been shown the abundance of Dunaliella cysts in salt. Визначено вміст каротиноїдів у червоній солі Кояшського озера – 40 г на 1 м2 поверхневого шару. Проаналізовано каротиноїдний склад солі: 94 % усіх каротиноїдів припадає на -каротин. При мікроскопічному дослідженні солі виявлена велика кількість цист Dunaliella.

Исследовано влияние концентрации азота и фосфора в среде на скорость роста и накопление астаксантина в вегетативных клетках зелёной микроводоросли Haematococcus pluvialis при выращивании методом одностадийной полупроточной культуры. Показано, что необходимым условием сохранения монадной структуры, деления клеток на протяжении длительного периода и накопления в них астаксантина является поддержание минимального уровня биогенных элементов в среде в пределах 0.2-0.4 мМ N и 0.01-0.02 мМ Р. Influence of nitrogen and phosphorus concentrations in nutrient medium on growth rate and astaxanthin accumulation in vegetative cells of green microalga Haematococcus pluvialis under condition of single-stage semi-continuous culture has been investigated. It has been shown that the maintenance of minimum level of biogenic elements in a medium within the limits of 0.2 – 0.4 mM N and 0.01 – 0.02 mM P is necessary for keeping of monad cell structure, long-term cell division and astaxanthin accumulation. Досліджено вплив концентрації азоту и фосфору в середовищі на швидкість росту і накопичення астаксантину в вегетативних клітинах зеленої мікроводорості Haematococcus pluvialis при вирощуванні методом одностадійної напівпроточної культури. Показано, що необхідною умовою зберігання монадной структури, ділення клітин протягом тривалого периіоду і накопичення в них астаксантину є підтримка мінімального рівня біогенних елементів в середовищі у межах 0.2 – 0.4 мМ N і 0.01 – 0.02 мМ Р.