всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Влияние аэрации и редокспотенциала на рост, фотосинтез и токсинообразование цианобактерии Microcystis aeruginosa 973

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 10 за 2014 год, стр. 60-68.
Рубрика: Гидробиология

 

Поляк Ю.М. кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Шигаева Т.Д. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Кудрявцева В.А. кандидат химических наук, заведующая лабораторией, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Сухаревич В.И. доктор технических наук, главный научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

Аннотация:
Исследована роль аэрации и редокспотенциала как двух одновременно действующих физико-химических факторов среды в процессах жизнедеятельности цианобактерии Microcystis aeruginosa. Показано, что ростовой процесс в большей степени зависит от аэрации среды, в то время как на образование фотосинтезирующих пигментов и микроцистина LR влияет, прежде всего, редокспотенциал. Полученные результаты указывают на защитную функцию микроцистинов в условиях окислительного стресса. Регулируя уровни аэрации и редокспотенциала возможно направленно регулировать метаболизм цианобактерий.

Ключевые слова: Microcystis aeruginosa, аэрация, микроцистин, редокспотенциал, фотосинтетические пигменты

Ссылка для цитирования:
Поляк Ю.М., Шигаева Т.Д., Кудрявцева В.А., Сухаревич В.И. Влияние аэрации и редокспотенциала на рост, фотосинтез и токсинообразование цианобактерии Microcystis aeruginosa 973 // Вода: химия и экология. — 2014. — № 10. — c. 60-68. — http://watchemec.ru/article/26900/

Литература:
1. Smith A.M. Modes of cyanobacterial carbon metabolism // Ann. Microbiol. (Paris). 1983. V. 134 B. P. 93-113.
2. Moezelaar R. Fermentation in the unicellular cyanobacterium Microcystis PCC7806 / R. Moezelaar, L.J. Stal // Arch. Microbiol. 1994. V. 162. P. 63-69.
3. Shi X. Intracellular phosphorus metabolism and growth of Microcystis aeruginosa under various redox potential in darkness / X. Shi, L. Yang, L. Jiang, F. Kong, B. Qin, G. Gao // Microbiol. Res. 2003. V. 158. P. 345-352.
4. Stal L.J. Fermentation in cyanobacteria / L.J. Stal, R. Moezelaar // FEMS Microbiol. Rev. 1997. V. 21. P. 179-211.
5. Steuer R. Modelling cyanobacteria: from metabolism to integrative models of phototrophic growth / R. Steuer, H. Knoop, R. Machne // J. Exp. Bot. 2012. V. 63. P. 2259-2274.
6. Díaz-Troya S. Redox regulation of glycogen biosynthesis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803: analysis of the AGP and glycogen synthases / S. Díaz-Troya, L. López-Maury, A.M. Sánchez-Riego, M.l. Roldán, F.J. Florencio // Molec. Plant. 2014. V. 7. P. 87-100.
7. Heyer H. Excretion of fermentation products in dark and anaerobically incubated cyanobacteria / H. Heyer, W.E. Krumbein // Arch. Microbiol. 1991. V. 155. P. 284-287.
8. Работнова И.Л. Роль физико-химических условий (pH и rH2) в жизнедеятельности микроорганизмов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 276 с.
9. Dahod S.K. Redox potential as a better substitute for dissolved oxygen in fermentation process control // Biotechnol. Bioeng. 1982. V. 24. P. 2123-2125.
10. Сухаревич В.И. Влияние аэрации и окислительно-восстановительного потенциала среды на рост и биосинтез протеиназ фибринолитического действия грибом Coprinus cinereus / В.И. Сухаревич, И.Р. Семенова, Н.П. Денисова // Биотехнология. 1994. № 11-12.. С. 16-19.
11. Сухаревич М.Э. Влияние аэрации и окислительно-восстановительного потенциала на биосинтез противогрибкового антибиотика имбрицина / В.И. Сухаревич, И.Р. Семенова, Н.П. Денисова // Антибиотики и химиотерапия. 1998. Т. 43. С. 12-15.
12. Belkin S. Low redox potential promotes sulphide- and light-dependent hydrogen evolution in Oscillatoria limnetica / S. Belkin, E. Padan // J. Gen. Microbiol. 1983. V. 129. P. 3091-3098.
13. Weller D. Requirement of low oxidation-reduction potential for photosynthesis in a blue-green alga (Phormidium sp.) / D. Weller, W. Doemel, T.D. Brock // Arch. Microbiol. 1975. V. 104. P. 7-13.
14. Richardson L. Enhanced survival of the cyanobacterium Oscillatoria terebriformis in darkness under anaerobic conditions / L. Richardson, R.W. Castenholz // Appl. Environ. Microbiol. 1987. V. 53. P. 2151-2158.
15. Nishiyama Y. Physiological impact of thioredoxin- and glutaredoxin-mediated redox regulation in cyanobacteria / Y. Nishiyama, T. Hisabori // Adv. Bot. Res. 2009. V.52. P. 187-205.
16. Buchanan B.B. Role of light in the regulation of chloroplast enzymes // Annu. Rev. Plant Physiol. 1980. V. 31. P. 341-374.
17. Jeffrey C.C. Essential role of glutathione in acclimation to environmental and redox perturbations in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 / C.C. Jeffrey, B.P. Himadri // Plant Physiol. 2010. V. 154. P. 1672-1685.
18. Stanier R.Y. Purification and properties of unicellular blue-green algae (Order Chroococcales) / Stanier R.Y., Kunisawa R., Mandel M., Cohen-Bazire G. // Bact. Rev. 1971. V. 35. № 2. Р. 171-205.
19. Jeffrey S.W. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton / S.W. Jeffrey, G.E. Humphrey // Biochem. Physiol. Pflanz. 1975. V. 167. P. 191-194.
20. Parsons T.R. Discussion of spectrophotometric determination of marine-plant pigments with revised equations for ascertaining chlorophylls and carotenoids / T.R. Parsons, J.D.H. Strickland // J. Mar. Res. 1963. V. 21. P. 155-163.
21. Siegelman H.W., Kycia J.H. Algal biliproteins / Siegelman H.W., Kycia J.H. // Handbook of phycological methods, physiological and biochemical methods / Eds: J.A. Hellebust, J.S. Craigie (pp. 72-78). Cambridge: Cambridge University Press, 1978.
22. Lawton L.A. Extraction and high-performance liquid chromatographic method for the determination of microcystins in raw and treated waters / L.A. Lawton, C. dwards, G.A. Codd // Analyst. 1994. V. 119. P. 1525-1530.
23. Dittmann E. Cyanobacterial toxins – occurrence, biosynthesis and impact on human affairs / E. Dittmann, C. Wiegand // Mol. Nutr. Food Res. 2006. V. 50. P. 7-17.
24. Волошко Л.Н. Токсины цианобактерий (CYANOBACTERIA, CYANOPHYTA) / Л.Н. Волошко, А.В. Плющ, Н.Н. Титова // Альгология. 2008. Т. 18 (1). С. 3-20.
25. Zilliges I. The cyanobacteriel hepatotoxin microcystin binds to proteins and increases the fitness under oxidative stress conditions / I. Zilliges, J.C. Kehr, S. Meissner, K. Ishida, S. Mikkat, M. Hagemann, A. Kaplan, T. Börner, E. Dittmann // PLoS One. 2011. V. 6 (3). P. 1-11.
26. Поляк Ю.М. Окислительно-восстановительный потенциал в процессе культивирования цианобактерий Anabaena variabilis / Ю.М. Поляк, Т.Д. Шигаева, В.А. Кудрявцева, В.И. Сухаревич // Вода: химия и экология. 2013. Т. 8. С. 66-70.
27. Lindahl M. Thioredoxin-linked processes in cyanobacteria are as numerous as in chloroplasts, but targets are different / M. Lindahl, F.J. Florencio // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 16107-16112.
28. Latifi A. Oxidative stress in cyanobacteria / A. Latifi, M. Ruiz, C.-C. Zhang // FEMS Microbiol. Rev. 2009. V. 33. P. 258-278.