Colormetric system for monitoring the growth of microalgae Dunaliella salina under laboratory conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The brackish microalgae Dunaliella salina, being an extremophilic halophyte, is a promising object for biotechnological production. The aim of this work is to develop a methodology for non-destructive control of the development of a microalgae culture under conditions of balanced growth during periodic cultivation on plates. Before the start of the experiment, the microalgae culture was synchronized. The quantitative content of chlorophylls a and b, as well as carotenoids, was determined spectrophotometrically in alcohol extracts. During cultivation, time-lapse images were recorded on a smartphone camera. The basis of the colorimetric evaluation is the analysis of the time series of images in the RGB color model. It is shown that the ratio of colors correlates to a high degree with the content of the determined main plant pigments – chlorophylls and carotenoids, and with the data of spectrophotometric measurements of live suspensions. The changes in the blue channel are the most pronounced, the least being in the green channel. The logarithm of color intensity is linearly dependent on the degree of dilution of the culture. The developed method for real-time monitoring of the development dynamics of the D. salina microalgae culture makes it possible to build growth curves and solve multiparametric problems to optimize the cultivation of microalgae, including when working with large arrays of samples.

About the authors

Anna A. Galitskaya

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Aram A. Akopian

Saratov State University

ORCID iD: 0000-0003-1510-6628
83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

L. A. Dykman

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms of the Russian Academy of Sciences

410049, Russia, Saratov, Entuziastov Avenue, 13

V. A. Bogatyrev

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms of the Russian Academy of Sciences

410049, Russia, Saratov, Entuziastov Avenue, 13

References

  1. Масюк Н. П. Морфология, систематика, экология, географическое распространение рода Dunaliella Teod. и перспективы его практического использования. Киев : Наук. думка, 1973. 245 с.
  2. Oren A. The ecology of Dunaliella in high-salt environments // J. Biol. Res. 2014. Vol. 21, № 1. P. 23–31. https:// doi.org/10.1186/s40709-014-0023-y
  3. Arun N., Singh D. P. A review on pharmacological applications of halophilic alga Dunaliella // Indian J. Geo-Mar. Sci. 2016. Vol. 45, № 3. P. 440–447.
  4. Захожий И. Г., Маталин Д. А., Попова Л. Г., Балнокин Ю. В. Ответные реакции фотосинтетического аппарата галотолерантной микроводоросли Dunaliella maritima на гиперосмотический солевой шок // Физиология растений. 2012. Т. 59, № 1. С. 48–56.
  5. Рабинович Е. Фотосинтез: в 3 т. Т. 2. М. : Изд-во иностр. лит., 1953. 652 с.
  6. Fujiki T., Taguchi S. Variability in chlorophyll a specifi c absorption coeffi cient in marine phytoplankton as a function of cell size and irradiance // J. Plankton Res. 2002. Vol. 24, № 9. P. 859–874. https://doi.org/10.1093/plankt/24.9.859
  7. Kubín Š. In vivo chlorophyll determination in suspensions of chlorococcal algae // Arch. Protistenkd. 1991. Vol. 139, № 1–4. P. 111–116. https://doi.org/10.1016/S00039365(11)80012-6
  8. Чеканов К. А., Соловченко А. Е. Возможности и ограничения недеструктивного оптического мониторинга культур одноклеточных зеленых водорослей при сбалансированном росте // Физиология растений. 2015. Т. 62, № 2. С. 291–300. https://doi.org/10.7868/S0015330315010030
  9. Golubev A. A., Prilepskii A. Y., Dykman L. A., Khlebtsov N. G., Bogatyrev V. A. Colorimetric evaluation of the viability of the microalga Dunaliella salina as a test tool for nanomaterial toxicity // Toxicol. Sci. 2016. Vol. 151, № 1. P. 115–125. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfw023
  10. Shaish A., Mavron A., Ben-Amotz A. Effect of inhibitors on the formation of stereoisomers in the biosynthesis of β-carotene in Dunaliella bardawil // Plant Cell Physiol. 1990. Vol. 31, № 5. P. 689–696.
  11. Farhat N., Rabhi M., Falleh H., Jouini J., Abdelly C., Smaoui A. Optimization of salt concentrations for a higher carotenoid production in Dunaliella salina (Chlorophyceae)(1) // J. Phycol. 2011. Vol. 47, iss. 5. P. 1072–1077. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2011.01036.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».