Кочубей А.В.¹, Яковийчук А.В.^1,2, Мальцева И.А.¹, Мальцев Е.И.²

Angelika V. Kochubey, Aleksandr V. Yakoviichuk, Iryna A. Maltseva,
Yevhen I. Maltsev

¹Мелитопольский государственный университет (Мелитополь, Россия)
²Институт физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (Москва, Россия)

УДК 581.19:582.261.56:582.263

В работе проведена сравнительная характеристика биотехнологического потенциала морского штамма из класса Bacillariophyceae svn544 Navicula salinicola и почвенного штамма CAMU MZ–Ch39 Bracteacoccus minor из Chlorophyta. Установлено, что штамм CAMU MZ–Ch39 Bracteacoccus minor обладает большим биотехнологическим потенциалом. Он накаливает более высокие концентрации ценных метаболитов и обладает большей антиоксидантной устойчивостью относительно штамма svn544 Navicula salinicola.

Ключевые слова: антиоксидантная активность; витамин А; витамин Е; каротиноиды; липиды; жирные кислоты

Глобальная тенденция развития экономики и общества смещается в сторону построения более экологичного и устойчивого общества для борьбы с проблемами изменения климата и сохранения здоровья (Sharma et al., 2021). В связи с этим разработка и внедрение природоподобных технологий в биотехнологические производства приобретает все более широкое распространение. В Российской Федерации развитие данной отрасли производства утверждено и конкретизировано в пункте 21 пп и Указа Президента Российской Федерации от 28.02.2024 г. № 145 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».

Среди организмов, которые востребованы для производства фармацевтических препаратов, нутрицевтиков и продуктов питания, все чаще рассматривают микроводоросли (Khatoon, Pal, 2015; Олескин, Цао, 2022). Микроводоросли являются богатым источником таких биотехнологически ценных соединений, как белки, липиды, витамины, пигменты, жирные кислоты, аминокислоты и др. Состав метаболитов с присущими им специфическими полезными свойствами отличается у различных таксономических групп микроводорослей (Олескин, Цао, 2022). Среди биотехнологически ценных видов часто указываются виды диатомовых и зеленых микроводорослей (Baldisserotto et al., 2019, Thoré et al., 2023). В числе биотехнологически ценных известны виды Bracteacoccus Tereg (Lukavský et al., 2023) и Navicula Bory (Михайлова и др., 2023).

Цель работы – провести сравнительную характеристику биотехнологического потенциала Navicula salinicola Hustedt (штамм svn544) и Bracteacoccus minor (Schmidle ex Chodat) Petrová (штамм CAMU MZ–Ch39).

Культивирование морского штамма Navicula salinicola svn544 проводили на среде ESAW, а почвенного Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 – на среде BBM. Изучали следующие биохимические показатели: содержание хлорофиллов, каротиноидов, липидов, витаминов А, Е, состав жирных кислот. Антиоксидантную устойчивость оценивали по коэффициенту антиоксидантной активности (K_AAC) (Maltseva et al., 2024). Исследования осуществляли при достижении культурами стационарной фазы роста на 18 день. Культуры выращивали в колбах Эрленмейера при стандартном освещении 5000 лк.

В ходе исследования установлены различия в биотехнологическом потенциале как с точки зрения устойчивости штаммов к воздействию возможного стрессора, так и по составу отдельных ценных метаболитов. Анализ значений коэффициента антиоксидантной активности (K_AAC) и соотношения каротиноиды/хлорофилл a свидетельствует, что Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 характеризуется более высокой антиоксидантной устойчивостью и метаболическим потенциалом, чем Navicula salinicola svn544.

Биомасса Navicula salinicola svn544 на 18 день культивирования составляла 1,47 г/л, что на 11,4% выше, чем у Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39. Штаммы с высокой скоростью роста считаются более предпочтительными биотехнологическими объектами при условии достаточной продуктивности по целевому продукту. Однако в данном случае при меньшем накоплении биомассы содержание ценных метаболитов у Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 было выше.

Для штамма Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 характерно повышенное относительно Navicula salinicola svn544 содержание витамина А, каротиноидов и липидов при сопоставимом содержании витамина Е. В частности, содержание ретинола выше в 6,2 раза, каротиноидов – в 1,9 раз, липидов – в 5,9 раз. При этом жирнокислотный состав липидов значительно отличался. В липидах Navicula salinicola svn544установлено пониженное в 2,95 и 28,54 раза содержание омега-3 и омега-6 относительно Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39. Хотя в составе липидов Navicula salinicola svn544 идентифицирован ряд полиненасыщенных жирных кислот, среди которых: 22:6n-3 (1,2% от общего количества жирных кислот), 20:5n-3 (5,3%), 18:4n-3 (1,5%). В липидах Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 такие кислоты отсутствуют, а из ненасыщенных преобладают моно-, ди- и триеновые кислоты: 18:1n-9 (12,24% от общего количества жирных кислот), 18:3n-3 (31,04%) и 18:2n-6 (27,06%).

Биомасса Navicula salinicola svn544 содержит 84,2 мг/л липидов, а также ценные полиненасыщенные жирные кислоты, что делает её ценным объектом кормовой базы гидробионтов. Bracteacoccus minor CAMU MZ–Ch39 продуцирует более высокие количества липидов (499,2 мг/л) и жирные кислоты, обладающие специфической биологической активностью, что может быть востребовано, например, при производстве кормовых добавок.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Михайлова Е.В., Попов С.С., Бредихина Т.А. Диатомовые водоросли рода Navicula: потенциальное высокопродуктивное сырье для фармацевтической промышленности // Прикладные информационные аспекты медицины. 2023. Т. 26. №4. C. 103–114. URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2070-9277/article/view/9323. DOI: https://doi.org/10.18499/2070-9277-2023-26-4-%25p
2. Олескин А.В., Цао Б. Микроводоросли как биотехнологические объекты // Вопросы современной альгологии. 2022. №3 (30). С. 1–23. URL: http://algology.ru/1839    DOI: https://doi.org/10.33624/2311-0147-2022-3(30)-1-23
3. Baldisserotto C., Sabia A., Ferroni L., Pancaldi S. Biological aspects and biotechnological potential of marine diatoms in relation to different light regimens // World journal of microbiology & biotechnology. 2019. Vol. 35, Iss. 2. ID 35. DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-019-2607-z
4. Khatoon N., Pal R. Microalgae in biotechnological application: a commercial approach // Bahadur B., Venkat Rajam M., Sahijram L., Krishnamurthy K. (ed.). Plant Biology and Biotechnology. – New Delhi: Springer, 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/978-81-322-2283-5_2
5. Lukavský J., Kopecký J., Kubáč D., Kvíderová J., Procházková L., Řezanka T. The alga Bracteacoccus bullatus (Chlorophyceae) isolated from snow, as a source of oil comprising essential unsaturated fatty acids and carotenoids // J Appl Phycol. 2023. V.35. P. 649–660. DOI: https://doi.org.10.1007/s10811-023-02916-1
6. Maltseva I., Yakoviichuk A., Maltseva S., Cherkashina S., Kulikovskiy M., Maltsev Y. Biochemical and antioxidant characteristics of Chlorococcum oleofaciens (Chlorophyceae, Chlorophyta) under various cultivation conditions // Plants. 2024. V.13. ID 2413. DOI: https://doi.org/10.3390/plants13172413
7. Sharma N., Simon D.P., Diaz-Garza A.M., Fantino E., Messaabi A., Meddeb-Mouelhi F., Germain H, Desgagné-Penix I. Diatoms biotechnology: various industrial applications for a greener tomorrow // Frontiers in Marine Science. 2021. V.8. ID 636613. DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2021.636613
8. Thoré E.S.J., Muylaert K., Bertram M.G., Brodin T. Microalgae // Current Biology. 2023. V.33, Is.3. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.12.032

Статья поступила в редакцию 18.06.2025
После доработки 06.09.2025
Статья принята к публикации 07.09.2025

Об авторах

Кочубей Анжелика Владимировна – Angelika V. Kochubey

старший преподаватель, Мелитопольский государственный университет, Мелитополь, Россия (Melitopol State University, Melitopol, Russia), каф. биологии и биологического образования

KochubeyA92@yandex.ru

Яковийчук Александр Владимирович – Aleksandr V. Yakoviichuk

кандидат биологических наук
доцент, Мелитопольский государственный университет, Мелитополь, Россия (Melitopol State University, Melitopol, Russia)

alex.yakov1991@gmail.com

Мальцева Ирина Андреевна – Iryna A. Maltseva

доктор биологических наук, профессор
декан факультета естественных наук, Мелитопольский государственный университет, Мелитополь, Россия (Melitopol State University, Melitopol, Russia)

maltseva-irina22@yandex.ru

Мальцев Евгений Иванович – Yevhen I. Maltsev

доктор биологических наук, доцент
ведущий научный сотрудник, Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia)

maltsev.ye@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 127276, Москва, ул. Ботаническая, д. 35, ИФР РАН, тел. (499) 678-54-00.

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ:

Кочубей А.В., Яковийчук А.В., Мальцева И.А., Мальцев Е.И. Сравнительный анализ биотехнологического потенциала отдельных представителей диатомовых и зеленых водорослей // Вопросы современной альгологии (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). С. 373–376. URL: http://algology.ru/2226

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-373-376

EDN – XFCJXB

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Biotechnological potentials comparative analysis of diatoms and green algae’s individual representatives

Angelika V. Kochubey¹, Aleksandr V. Yakoviichuk^1,2, Iryna A. Maltseva¹,
Yevhen I. Maltsev²

¹Melitopol State University (Melitopol, Russia)
²Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS (Moscow, Russia)

A comparative characteristic of the biotechnological potential of the marine strain from the class Bacillariophyceae svn544 Navicula salinicola and the soil strain CAMU MZ–Ch39 Bracteacoccus minor from Chlorophyta was carried out. The MZ–Ch39 Bracteacoccus minor strain has great biotechnological potential. It accumulates higher concentrations of valuable metabolites and has greater antioxidant resistance relative to the svn544 Navicula salinicola strain.

Key words: antioxidant activity; vitamins; vitamin E; carotenoids; lipids; fatty acids

References

1. Baldisserotto C., Sabia A., Ferroni L., Pancaldi S. Biological aspects and biotechnological potential of marine diatoms in relation to different light regimens. World journal of microbiology & biotechnology. 2019. Vol. 35, Iss. 2. P. 35. DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-019-2607-z
2. Khatoon N., Pal R. Microalgae in biotechnological application: a commercial approach. In: Bahadur B., Venkat Rajam M., Sahijram L., Krishnamurthy K. (Eds.). Plant Biology and Biotechnology. Springer, New Delhi, 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/978-81-322-2283-5_2
3. Lukavský J., Kopecký J., Kubáč D., Kvíderová J., Procházková L., Řezanka T. The alga Bracteacoccus bullatus (Chlorophyceae) isolated from snow, as a source of oil comprising essential unsaturated fatty acids and carotenoids. J Appl Phycol. 2023. V.35. P. 649 – 660. DOI: https://doi.org.10.1007/s10811-023-02916-1
4. Maltseva I., Yakoviichuk A., Maltseva S., Cherkashina S., Kulikovskiy M., Maltsev Y. Biochemical and antioxidant characteristics of Chlorococcum oleofaciens (Chlorophyceae, Chlorophyta) under various cultivation conditions. Plants. 2024. V.13. ID 2413. DOI: https://doi.org/10.3390/plants13172413
5. Mikhaylova E.V., Popov S.S., Bredikhina T.A. Diatom algae of the genus Navicula –a potential highly productive raw material for the pharmaceutical industry. Applied Information Aspects of Medicine. 2023. V. 26. № 4. P. 103–114. URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2070-9277/article/view/9323. DOI: https://doi.org/10.18499/2070-9277-2023-26-4-%25p (In Russ.)
6. Oleskin A.V., Cao Boyang. Microalgae in terms of modern-day biotechnology. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2022. № 3 (30). P. 1–23. URL: http://algology.ru/1839. DOI: https://doi.org/10.33624/2311-0147-2022-3(30)-1-23 (In Russ.)
7. Sharma N., Simon D.P., Diaz-Garza A.M., Fantino E., Messaabi A., Meddeb-Mouelhi F., Germain H, Desgagné-Penix I. Diatoms biotechnology: various industrial applications for a greener tomorrow. Frontiers in Marine Science. 2021. V.8. ID 636613. DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2021.636613
8. Thoré E.S.J., Muylaert K., Bertram M.G., Brodin T. Microalgae. Current Biology. 2023. V.33, Is.3. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.12.032

Authors

Kochubey Angelika V.

ORCID – https://orcid.org/0009-0004-8040-4167

Melitopol State University, Melitopol, Russia

KochubeyA92@yandex.ru

Yakoviichuk Aleksandr V.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4667-3684

Melitopol State University, Melitopol, Russia;
Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia

alex.yakov1991@gmail.com

Maltseva Iryna A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7517-529X

Melitopol State University, Melitopol, Russia

maltseva-irina22@yandex.ru

Maltsev Yevhen I.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4710-319X

Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia

maltsev.ye@yandex.ru

ARTICLE LINK:

Kochubey A.V., Yakoviichuk A.V., Maltseva I.A., Maltsev Y.I. Biotechnological potentials comparative analysis of diatoms and green algae’s individual representatives. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 373–376. URL: http://algology.ru/2226

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-373-376

EDN – XFCJXB

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147