![]() |
![]() |
![]() |
по Материалам XVI Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: морфология, систематика, флористика, экология, палеогеография, биостратиграфия», посвященной 90-летию со дня рождения З.И. Глезер 19 - 24 августа 2019 г. Использование диатомовых водорослей при повышении эффективности кормов для аквакультуры
Мальцев Е.И., Шкурина Н.А., Куликовский М.С. Yevhen I. Maltsev, Nataliya A. Shkurina, Maxim S. Kulikovskiy
Институт физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (Москва, Россия) УДК 581.192
По сравнению с сельскохозяйственными культурами и сырьем животного происхождения водоросли являются перспективным источником липидов при создании компонентов кормов и подкормок для аквахозяйств. В работе проведена оценка производительности накопления биомассы и определен состав жирных кислот для девяти штаммов диатомовых водорослей. Показано, что к наиболее перспективным как по темпам накопления биомассы, так и по количеству полиненасыщенных жирных кислот, относятся штаммы Nitzschia pusilla. Ключевые слова: диатомовые водоросли; аквакультура; биомасса; состав жирных кислот.
Одним из ключевых этапов в повышении биопродуктивности управляемых человеком рыбных хозяйств (аквакультуры и марикультуры) является создание эффективной кормовой базы, а также акклиматизация кормовых объектов непосредственно на территории хозяйств. Характер кормовой базы в аквакультуре оказывает решающее влияние на обмен веществ в организме, рост и развитие, накопление массы и продуктивность животных. Обильное и полноценное кормление рыбы, особенно в молодом возрасте, способствует увеличению массы, более быстрому достижению половой зрелости, отчетливому проявлению признаков экстерьера (Дмитрович, 2017). Сбалансированный рацион рыб должен содержать в основном ненасыщенные жиры, которые усваиваются ими на 90–95%. Многочисленными исследованиями подтверждено, что биомасса микроводорослей, богатая антиоксидантными каротиноидами, витаминами и жирными кислотами, является перспективным сырьем для использования в биотехнологии (Maltsev et al., 2017, 2018, 2019; Petrushkina et al., 2017; Mamaeva et al., 2018). Благодаря высокой питательной ценности и способности синтезировать большое количество полиненасыщенных жирных кислот, водоросли могут использоваться в качестве одного из наиболее ценного компонента кормов и подкормок для аквакультуры (Patil et al., 2007). Известно, что в пищевой цепочке рыб именно водоросли являются основными источниками омега-3 полиненасыщенных жирных кислот, а в первую очередь – ресурсом жизненно важных эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот (Yongmanitchai, Ward, 1989; Patil et al., 2007). В морском фитопланктоне среди наиболее перспективных можно выделить представителей таких родов диатомовых водорослей как Nitzschia Hassall и Navicula Bory – их отдельные штаммы способны накапливать до 46,8–49,4% полиненасыщенных жирных кислот от общего количества жирных кислот в сухой биомассе (Renaud et al., 1994; Patil et al., 2007). Темпы увеличения биомассы являются важным фактором при оценке потенциала микроводорослей для использования в биотехнологическом производстве. Всего нами было протестирована производительность накопления сухой биомассы для 9 штаммов диатомовых водорослей, среди которых 8 морских штаммов: Navicula salinicola Hustedt (штаммы BTD1 и BTD5), Nitzschia pusilla Grunow (BTD2 и BTD7), Amphora makarovae Guslyakov (BTD6 и BTD8), Halamphora sp. (BTD3) и Karayevia triconfusa (Van Landingham) Kulikovskiy (BTD4) и 1 пресноводный – Mayamaea terrestris N. Abarca et R. Jahn (штамм BTD9). Культивирование морских штаммов проводили на среде ESAW (Полякова и др., 2018). Производительность накопления сухой биомассы у исследованных штаммов отличалась. Штаммы BTD1 и BTD5 достигли результата 1,2 и 1,1 г/л, штаммы BTD2 и BTD7 – 1,2 и 1,5 г/л, а штаммы BTD6 и BTD8 – 0,4 и 0,5 г/л соответственно. В конце культивирования штамм Halamphora sp. BTD3 показал результат равный 1,0 г/л, а Karayevia triconfusa BTD4 – 0,4 г/л. Следовательно, максимальные показатели накопления сухой биомассы были зафиксированы у штаммов Navicula salinicola и Nitzschia pusilla. На примере штамма Navicula salinicola BTD1 нами установлено, что даже длительное культивирование на среде ESAW сопровождается постепенным увеличением численности клеток, которое своего максимума достигло на 44 сутки со значением 1,97±0,56 × 106 клеток в 1 мл суспензии. Культивирование пресноводного штамма Mayamaea terrestris на среде WC (Guillard, Lorenzen, 1972) в течениие 15 дней позволило достичь значений накопления сухой биомассы на уровне 1,3 г/л. Для всех штаммов диатомовых водорослей установлено относительное содержание общих липидов с помощью флуоресцентных красителей Nile red и BODIPY. Таким образом, к наиболее производительным среди исследованных морских диатомовых водорослей можно отнести штаммы Navicula salinicola и Nitzschia pusilla. Анализ жирнокислотного состава исследованных штаммов диатомовых водорослей во время стационарной фазы роста показал, что в составе суммарных липидов клеток главными жирными кислотами были миристиновая 14:0, пальмитиновая 16:0, пальмитолеиновая 16:1 (9Z), стеариновая 18:0, арахидоновая 20:4 (5Z,8Z,11Z,14Z) и эйкозапентаеновая 20:5 (5Z,8Z,11Z,14Z,17Z) жирные кислоты. Сухая биомасса диатомовых водорослей включала 4,7–14,4% миристиновой кислоты от общего количества жирных кислот. Содержание пальмитиновой кислоты было в диапазоне 14,1–47,1% у разных штаммов, при этом максимальный показатель отмечен у штамма Navicula salinicola BTD5. Мононенасыщенная пальмитолеиновая кислота была обнаружена в количестве 15,9–56,2% с наибольшим значением в биомассе штамма Mayamaea terrestris BTD9. Количество стеариновой кислоты варьировало от 1,1 до 9,9%. Среди преобладающих в сухой биомассе жирных кислот наиболее ценной является омега-3 полиненасыщенная эйкозапентаеновая кислота – ее содержание было в диапазоне 3,4–10,4% с максимальным значением у Nitzschia pusilla BTD7. Также следует отметить присутствие омега-6 полиненасыщенной арахидоновой кислоты на уровне 2,7–7,7% – наивысший процент этой незаменимой для некоторых животных жирной кислоты обнаружен в биомассе штамма Nitzschia pusilla BTD2. В меньших количествах содержались цис-7-гексадеценовая C16:1 (7Z), пальмитовакценовая 16:1 (11Z), гексадекадиеновая 16:2 (7Z,10Z), гексадекатриеновая 16:3 (6Z,9Z,12Z), олеиновая 18:1 (9Z), цис-вакценовая 18:1 (11Z) и γ-линоленовая 18:3 (6Z,9Z,12Z) жирные кислоты. Содержание жирных кислот в биомассе колебалось от 28±1,3 до 282±15,7 мг/г сухой массы клеток, при этом максимальные значения отмечены для штаммов Amphora makarovae. В целом, изученные штаммы характеризовались способностью накапливать 10,6–33,7% полиненасыщенных жирных кислот с наивысшим показателем у штамма Nitzschia pusilla BTD7. Общее количество жирных кислот, высокий процент полиненасыщенных жирных кислот, а также наличие незаменимой эйкозапентаеновой кислоты позволяет рассматривать биомассу исследованных штаммов диатомовых водорослей в качестве перспективных компонентов при создании высокоэффективных кормов и подкормок для аквакультуры и животноводства.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-74-00095). Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.
Список литературы
Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Об авторах Мальцев Евгений Иванович – Yevhen I. Maltsev кандидат биологических наук ye.maltsev@gmail.com Шкурина Наталия Александровна – Nataliya A. Shkurina научный сотрудник, Институт физиологии растений имени. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория молекулярной систематики водных растений shkurrr@yandex.ru Куликовский Максим Сергеевич – Maxim S. Kulikovskiy доктор биологических наук max-kulikovsky@yandex.ru Корреспондентский адрес: Россия, 127276, г. Москва, Ботаническая ул., 35, ИФР РАН. Телефон (499)678-54-00.
ССЫЛКА: Мальцев Е.И., Шкурина Н.А., Куликовский М.С. Использование диатомовых водорослей при повышении эффективности кормов для аквакультуры // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 303–307. URL: http://algology.ru/1549 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-303-307
При перепечатке ссылка на сайт обязательна
The use of diatoms to improve the efficiency of feed for aquaculture Yevhen I. Maltsev, Nataliya A. Shkurina, Maxim S. Kulikovskiy Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS (Moscow, Russia) Comparison of the using efficiency of agricultural crops, livestock products and algal biomass shows that algae are a promising source of lipids for creating feed for aquaculture. We evaluated the productivity of biomass accumulation and fatty acid composition for nine strains of diatoms. It was shown that Nitzschia pusilla strains are the most promising both in terms of biomass accumulation and the amount of polyunsaturated fatty acids. Key words: diatoms; aquaculture; biomass; fatty acid composition.
References
Authors Maltsev Yevhen I. ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4710-319X, eLIBRARY AuthorID – 745467 Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia ye.maltsev@gmail.com Shkurina Nataliya A. Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia shkurrr@yandex.ru Kulikovskiy Maxim S. ORCID – https://orcid.org/0000-0003-0999-9669 Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia max-kulikovsky@yandex.ru
ARTICLE LINK: Maltsev Ye.I., Shkurina N.A., Kulikovskiy M.S. The use of diatoms to improve the efficiency of feed for aquaculture. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 303–307. URL: http://algology.ru/1549 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-303-307 When reprinting a link to the site is required
Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
На ГЛАВНУЮ
![]() |
![]() |
|
![]() | ![]() | ||
|
|