Influence of mussel Mytilus galloprovincialis exometabolites on R-phycoerythrin concentration in red alga Gelidium spinosum when grown in polyculture

Main Article Content

N. M. Beregovaya

junior researcher

http://orcid.org/0000-0003-0233-164X

Abstract

To increase R-phycoerythrin concentration in red Black Sea alga Gelidium spinosum (S. G. Gmelin) P. C. Silva, 1996 (Rhodophyta), it was cultivated in laboratory conditions in polyculture microalga Tetraselmis viridis – mussel Mytilus galloprovincialisGelidium; the results of the study are presented. The positive effect of mussel exometabolites on R-phycoerythrin concentration in Gelidium in polyculture is described. The relevance of the work is determined by the value of R-phycoerythrin, which is used as a powerful antioxidant, as well as a marker in cytometry and microscopy. The aim of the study is to increase R-phycoerythrin concentration in Gelidium using the polyculture method. As a material, Gelidium from the fouling of rocks and coastal protection structures of Karantinnaya Bay (Sevastopol) was used; it was cultivated in a laboratory installation with eight working volumes, four of which contained mussels. Mussel decontamination, supplemented with mineral salts and biogens, was used as a nutrient medium for Gelidium. The combination of mussel exometabolites with previously developed nutrient medium, based on Black Sea water and enriched with nutrients and mineral salts, results in an increase in R-phycoerythrin concentration by more than 2 times, while the addition of exometabolites to pure filtered seawater increases it maximum by 35 %. Approximate ratios of polyculture elements in 1.5-L volumes, allowing to achieve the desired results in 2 weeks, are as follows: 2 g of Gelidium / 50–60 g of two-year-old mussels / 0.4–0.6 g of microalga wet weight.

Article Details

Belyaev B. N., Beregovaya N. M. Influence of mussel Mytilus galloprovincialis exometabolites on R-phycoerythrin concentration in red alga Gelidium spinosum when grown in polyculture. Marine Biological Journal, 2020, vol. 5, no. 2, pp. 12-18. doi: 10.21072/mbj.2020.05.2.02
Keywords:
cultivation, polyculture, microalgae, molluscs, macrophytes, nutrient medium
Section
Scientific communications

References

Беляев Б. Н. Техническое обеспечение культивирования макрофитов // Рыбное хозяйство Украины. 2001. № 5. С. 21–24. [Belyaev B. N. Tekhnicheskoe obespechenie kul’tivirovaniya makrofitov. Rybnoe khozyaistvo Ukrainy, 2001, no. 5, pp. 21–24. (in Russ.)]

Беляев Б. Н., Береговая Н. М. Влияние состава культуральной среды на количество агара, пигментов и рост черноморского Gelidium spinosum // Морской биологический журнал. 2016. Т. 1, № 4. С. 3–11. [Belyaev B. N., Beregovaya N. M. The influence of culture medium on the quantity of agar, pigments, and growth of Gelidium spinosum from the Black Sea. Morskoj biologicheskij zhurnal, 2016, vol. 1, no. 4, pp. 3–11. (in Russ.)]. https://doi.org/10.21072/mbj.2016.01.4.01

Беляев Б. Н., Береговая Н. М. Способ культивирования черноморской красной водоросли Gelidium spinosum (Grev.) Born. et Thur (Rhodophyta). Патент RU 2691579 C2 MK C12N 1/12 A01G 33/00. Заявлен ФГБУН ИМБИ им. А. О. Ковалевского 09.11.2017 № 2017139062. Опубликован 14.06.2019. Бюл. № 14. [Belyaev B. N., Beregovaya N. M. Sposob kul’tivirovaniya chernomorskoi krasnoi vodorosli Gelidium spinosum (Grev.) Born. et Thur (Rhodophyta). Patent RU 2691579 C2 MK C12N 1/12 A01G 33/00. Zayavlen FGBUN IMBI im. A. O. Kovalevskogo 09.11.2017, no. 2017139062. Opublikovan 14.06.2019. Bul. no. 14. (in Russ.)]

Бородина А. В., Береговая Н. М., Беляев Б. Н. Влияние экзометаболитов моллюсков Anadara kagoshimensis (Tokunaga, 1906) на макрофиты Gelidium sp. // Science, technology and life – 2014 : International scientific conference, Czech Republic, Karlovy Vary, 27–28 Dec., 2014. [Karlovy Vary], 2014. С. 66–71. [Borodina A. V., Belyaev B. N., Beregovaya N. M. Vliyanie ekzometabolitov mollyuskov Anadara kagoshimensis (Tokunaga, 1906) na makrofity Gelidium sp. Science, technology and life – 2014 : International scientific conference, Czech Republic, Karlovy Vary, 27–28 Dec., 2014. [Karlovy Vary], 2014, pp. 66–71. (in Russ.)]

Вялова О. Ю. Особенности энергетического и азотистого метаболизма неполовозрелых мидий Mytilus galloprovincialis Lam. в условиях эксперимента : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.00.17 / НАН Украины, Ин-т биологии южных морей им. А. О. Ковалевского. Севастополь, 2000. 17 с. [Vyalova O. Yu. Osobennosti energeticheskogo i azotistogo metabolizma nepolovozrelykh midii Mytilus galloprovincialis Lam. v usloviyakh eksperimenta : avtoref. dis. … kand. biol. nauk : 03.00.17 / NAN Ukrainy, In-t biologii yuzhnykh morei im. A. O. Kovalevskogo. Sevastopol, 2000, 17 p. (in Russ.)]

Гудвилович И. Н. Влияние условий культивирования на рост и содержание фикобилипротеинов красной микроводоросли Porphyridium purpureum (обзор) // Экология моря. 2010. Вып. 81. С. 28–36. [Gudvilovich I. N. The influence of cultivation conditions on growth and the phycobiliprotein content in the red microalgae Porphyridium purpureum. Ekologiya morya, 2010, iss. 81, pp. 28–36. (in Russ.)]

Евдокимов В. В. Морфофункциональная оценка гамет и продукционные возможности гидробионтов при размножении их в моно- и поликультуре : автореф. дис. … д-ра биол. наук : 03.00.11 ; 03.00.08 / Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии. Владивосток, 1991. 39 с. [Evdokimov V. V. Morfofunktsional’naya otsenka gamet i produktsionnye vozmozhnosti gidrobiontov pri razmnozhenii ikh v mono- i polikul’ture : avtoref. dis. … d-ra biol. nauk : 03.00.11 ; 03.00.08 / Tikhookeanskii nauchno-issledovatel’skii institut rybnogo khozyaistva i okeanografii. Vladivostok, 1991, 39 p. (in Russ.)]

Евдокимов В. В., Евдокимов А. В. Взаимодействие гидробионтов в поликультуре при воспроизводстве в контролируемых условиях // Известия ТИНРО. 2002. Т. 131. С. 373–380. [Evdokimov V. V., Evdokimov A. V. Vzaimodeistvie gidrobiontov v polikul’ture pri vosproizvodstve v kontroliruemykh usloviyakh. Izvestiya TINRO, 2002, vol. 131, pp. 373–380. (in Russ.)]

Калугина А. А., Грюнер В. С., Соколова Н. Н. Агар из черноморской водоросли гелидиум // Рыбное хозяйство. 1964. № 4. С. 68–70. [Kalugina A. A., Gryuner V. S., Sokolova N. N. Agar iz chernomorskoi vodorosli gelidium. Rybnoe khozyaistvo, 1964, no. 4, pp. 68–70. (in Russ.)]

Красновский А. А. Выделение фикоэритрина из красных водорослей, его спектральные и фотохимические свойства // Доклады Академии наук СССР. 1952. Т. 82, № 6. С. 947–950. [Krasnovskii A. A. Vydelenie fikoeritrina iz krasnykh vodoroslei, ego spektral’nye i fotokhimicheskie svoistva. Doklady Akademii nauk SSSR, 1952, vol. 82, no. 6, pp. 947–950. (in Russ.)]

Лось С. И. Влияние мочевины на спектральные свойства фикобилиновых пигментов водорослей // Альгология. 2009. Т. 19, № 1. С. 25–33. [Los’ S. I. Influence of urea on spectral properties of phycobilin pigments of algae. Al’gologiya, 2009, vol. 19, no. 1, pp. 25–33. (in Russ.)]

Минюк Г. С., Дробецкая И. В., Чубчикова И. Н., Терентьева Н. В. Одноклеточные водоросли как возобновляемый биологический ресурс: обзор // Морской экологический журнал. 2008. Т. 7, № 2. С. 5–23. [Minyuk G. S., Drobetskaya I. V., Chubchikova I. N., Terent’eva N. V. Unicellular algae as renewable biological resource: A review. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2008, vol. 7, iss. 2, pp. 5–23. (in Russ.)]

Стадничук И. Н. Фикобилипротеины. Москва : ВИНИТИ, 1990. 193 с. (Итоги науки и техники, сер. биологическая химия ; т. 40). [Stadnichuk I. N. Fikobiliproteiny. Moscow : VINITI, 1990, 193 p. (Itogi nauki i tekhniki, ser. biologicheskaya khimiya ; vol. 40). (in Russ.)]

Титлянов Э. А., Титлянова Т. В. Морские растения стран азиатско-тихоокеанского региона, их использование и культивирование. Владивосток : «Дальнаука». 2012. 362 с. [Titlyanov E. A., Titlyanova T. V. Morskie rasteniya stran aziatsko-tikhookeanskogo regiona, ikh ispol’zovanie i kul’tivirovanie. Vladivostok : “Dal’nauka”, 2012, 362 p. (in Russ.)]