РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО, АКВАКУЛЬТУРА И ПРОМЫШЛЕННОЕ РЫБОЛОВСТВО
Научная статья
УДК 639.2+582.23/.27
DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2025-74-15
EDN: TBQLEF
Синергетический эффект фитогормонов разных классов на рост и биохимический состав Isochrysis galbana (Parke, 1949)
Евгений Валерьевич Михеев
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток, Россия,
кандидат технических наук, старший научный сотрудник НИИ инновационных биотехнологий ФГБОУ ВО «Дальрыбвтуз», SPIN-code in RSCI: 1244-4962,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0003-3433-5653
Светлана Евгеньевна Лескова
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия,
кандидат биологических наук, доцент кафедры биоразнообразия и морских биоресурсов ИМО ДВФУ, SPIN-code in RSCI: 5124-2384,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0001-7058-3449
Николай Николаевич Ковалев
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток, Россия,
доктор биологических наук, главный научный сотрудник НИИ инновационных биотехнологий ФГБОУ ВО «Дальрыбвтуз», Author ID: 96894,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0001-7100-7208
Аннотация. В статье произведена оценка влияния совместного применения двух различных по структуре фитогормонов (ауксинового и гиббереллинового ряда) на рост и биохимический состав культуры микроводоросли Isochrysis galbana. В качестве гормонов использовались гиббереллиновая кислота и индол-3-уксусная кислота. Показано влияние смеси фитогормонов на количество клеток и константы роста культуры Isochrysis galbana. Проведено сравнение содержание основных биохимических компонентов (белка, углеводов, липидов и хлорофилла) в клетках культуры микроводоросли обработанной смесью гормонов и контрольной группы. Установлено, что в культуре с добавлением смеси гормонов наблюдался процесс роста на протяжении всего эксперимента. Показано, что константы роста популяции за весь период эксперимента у опытной и контрольной группы не отличались. Установлено разнонаправленное действие смеси фитогормонов, на содержание белка, углеводов, липидов и хлорофилла в клетках культуры микроводоросли Isochrysis galbana. Отмечен рост концентрации белка через 3 дня эксперимента. Дальнейшее культивирование не оказывало значимого влияние на содержание белка в контрольной и экспериментальной группах. В процессе исследования отмечено снижение концентрации углеводов в контрольной и экспериментальной группах. При этом содержание углеводов в опытной группе было выше, по сравнению с контролем на протяжении всего времени эксперимента. Показан рост содержания липидов в опытной и контрольных группах через тря дня эксперимента. В дальнейшем наблюдалось снижение содержания липидов в обоих экспериментальных группах. Установлено накопление хлорофилла в клетках Isochrysis galbana в первые семь дней исследования в обоих группах.
Ключевые слова: Isochrysis galbana, биохимический состав, фитогормоны, гиббереллиновая кислота, индол-3-уксусная кислота
Список источников
1. Singh P., Kumari S., Guldhe A., Misra R., Rawat I., Bux F. Trends and novel strategies for enhancing lipid accumulation and quality in microalgae // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 55. P. 1–16.
2. Parsaeimehr A., Mancera-Andrade E. I., Robledo-Padilla F., Iqbal H. M., Parra-Saldivar R. A chemical approach to manipulate the algal growth, lipid content and high-value alpha-linolenic acid for biodiesel production // Algal Research. 2017. Vol. 26. P. 312–322.
3. Lin B., Ahmed F., Du H., Li Z., Yan Y., Huang Y., Cui M., Yin Y., Li B., Wang M. Plant growth regulators promote lipid and carotenoid accumulation in Chlorella vulgaris // Journal of Applied Phycology. 2018. Vol. 30. P. 1549–1561.
4. Renuka N., Guldhe A., Singh P., Ansari F., Rawat I., Bux F. Evaluating the potential of cytokinins for biomass and lipid enhancement in microalga Acutodesmus obliquus under nitrogen stress // Energy Conversion and Management. 2017. Vol. 140. P. 14–23.
5. Arora S., Mishra G. Biochemical modulation of Monodopsis subterranea (Eustigmatophyceae) by auxin and cytokinin enhances eicosapentaenoic acid productivity // Journal of Applied Phycology. 2019. Vol. 31. P. 3441–3452.
6. Han SF., Jin W., Abomohra A., Zhou X., Tu R., Chen C., Chen H., Gao S., Wang Q. Enhancement of lipid production of Scenedesmus obliquus cultivated in municipal wastewater by plant growth regulator treatment // Waste and Biomass Valorization. 2019. Vol. 10. P. 2479–2485.
7. Yu X. H., Chen L., Zhang W. W., Angelis M. D. Chemicals to enhance microalgal growth and accumulation of high-value bioproducts // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. P. 56.
8. Davies P. J. Regulatory factors in hormone action: Level, location and signal transduction. In Plant Hormones; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2010; pp. 16–35.
9. Babu A. G., Wu X. G., Kabra A. K., Kim D. Cultivation of an indigenous with phytohormones for biomass and lipid production under N-limitation // Algal Research. 2017. Vol. 23. P. 178–185.
10. Nazir Y., Halim H., Prabhakaran P., Ren X., Naz T., Mohamed H., Nosheen S., Mustafa K., Yang W., Hamid A. A., Song Y. Different classes of phytohormones act synergistically to enhance the growth, lipid and DHA biosynthetic capacity of Aurantiochytrium sp. SW1 // Biomolecules. 2020. Vol. 10. P. 755.
11. Ковалев Н. Н., Лескова С. Е., Михеев Е. В, Барсова Е. А. Оценка влияния ауксинов на рост и биохимические показатели Chaetoceros muelleri // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2024. Т. 16, № 3. С. 205–226.
12. Bajguz A., Piotrowska-Niczyporuk A. Synergistic effect of auxins and brassinosteroids on the growth and regulation of metabolite content in the green alga Chlorella vulgaris (Trebouxiophyceae) // Plant Physiology and Biochemistry. 2013. Vol. 71. P. 290–297.
13. Hunt R.W., Chinnasamy S., Bhatnagar A., Das K.C. Effect of biochemical stimulants on biomass productivity and metabolite content of the microalga, Chlorella sorokiniana // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2010. Vol. 162. P. 2400–2414.
14. Singh J., Jain D., Agarwal P., Singh R. P. Auxin and cytokinin synergism augmenting biomass and lipid production in microalgae Desmodesmus sp. JS07 // Process Biochemistry. 2020. Vol. 95. P. 223–234.
15. Yu X. H., Chen L., Zhang W. W., Angelis M. D. Chemicals to enhance microalgal growth and accumulation of high-value bioproducts // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. P. 56.
16. Thole J. M., Beisner E. R., Liu J., Venkova S. V., Strader L. C. Abscisic acid regulates root elongation through the activities of auxin and ethylene in Arabidopsis thaliana // G3 (Bethesda). 2014. Vol. 4. P. 1259–1274.
17. Liu J., Sommerfeld M., Hu Q. Screening and characterization of Isochrysis strains and optimization of culture conditions for docosahexaenoic acid production // Applied Microbiology and Biotechnology. 2013. Vol. 97. P. 4785–4798.
18. Shah S., Li X., Jiang Z., Fahad S., Hassan S. Exploration of the phytohormone regulation of energy, storage, compound accumulation in microalgae // Food and Energy Security. 2022. Vol. 11. P. 418–434.
19. Guillard, R. R. L. Culture of Phytoplankton for Feeding Marine Invertebrates. In: Smith, M. L. and Chanley, M. H., Eds. Culture of Marine Invertebrates Animals, Plenum Press. New York, 1975. P. 29–60.
20. Ковалев Н. Н, Лескова С. Е., Михеев Е. В. Рост Isochrysis galbana в миксотрофных условиях с использованием гиббереллиновой кислоты // Journal of Agriculture and Environment. 2022. № 2(22). https://doi.org/10.23649/jae.2022.2.22.03.
21. Лескова С. Е., Барсова Е. А., Михеев Е. В., Ковалев Н. Н. Индол уксусная кислота – модулятор роста некоторых зеленых и диатомовых водорослей // Комплексные исследования Мирового океана : материалы VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых. Владивосток : ННЦМБ им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, 2024. С. 312–313.
22. Laurens L. M. L., Dempster T. A., Jones H. D. T., Wolfrum E. J., Wychen S. V., McAllister J. S. P., Rencenberger M., Parchert K. J., Gloe L. M. Algal Biomass Constituent Analysis: Method Uncertainties and Investigation of the Underlying Measuring Chemistries // Journal of Analytical Chemistry. 2012. Vol. 84, № 4. P. 1879–1887.
23. Herbert D., Phipps P. J., Strange R. E. Chemical analysis of microbial cells // Methods in Microbiology. 1971. № 5. P. 209–344.
24. Lowry O., Rosenbrougt N., Parr A., Randall R. Protein measurement with the Folin phenol reagent // Journal of Biological Chemistry. 1951. Vol. 193, № 1. P. 265–276.
25. Johnson K. R., Ellis G., Toothill C. The sulfophosphovanilin reaction for serum lipids: a reappraisal // Clinical Chemistry. 1977. Vol. 23. P. 1669–1673.
26. Сarneiro M., Pojo V., Malcata F. X., Otero A. Lipid accumulation in selected Tetraselmis strains // Journal of Applied Phycology. 2019. Vol. 31, № 5. P. 2845–2853.
27. Aminot A., Ray F. Standard procedure for the determination of chlorophyll a by spectroscopic methods. ICES techniques in marine environmental sciences // International Council for the Exploration of the Sea. 2001. 16 p.
28. Wood A. M., Everroad R. C., Wingard L. M. Measuring Growth Rates in Microalgal Cultures. In: Andersen R.A. Algal Culturing Technique: Elsevier Academic Press. New York, 2005. P. 269–285.
© Михеев Е. В., Лескова С. Н., Ковалев Н. Н., 2025
Для цитирования: Михеев Е. В., Лескова С. Н., Ковалев Н. Н. Синергетический эффект фитогормонов разных классов на рост и биохимический состав Isochrysis galbana (Parke, 1949) // Научные труды Дальрыбвтуза. 2025. Т. 74, № 4. С. 144–155.
Статья поступила в редакцию 04.09.2025; одобрена после рецензирования 01.10.2025; принята к публикации 10.11.2025.
Original article
Synergistic effect of phytohormones of different classes on growth and biochemical composition of Isochrysis galbana (Parke, 1949)
Evgeny V. Mikheev
Far East State Technical Fisheries University, Vladivostok, Russia,
PhD in Technical Sciences, Head Researcher of Research Institute of Innovative Biotechnologies, SPIN-code in RSCI: 1244-4962
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0003-3433-5653
Svetlana E. Leskova
Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia,
PhD in Biological Sciences, Assistant professor of Department of Biodiversity and Marine Bioresources, SPIN-code in RSCI: 5124-2384
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0001-7058-3449
Nikolai N. Kovalev
Far East State Technical Fisheries University, Vladivostok, Russia,
Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher of Research Institute of Innovative Biotechnologies Author ID: 96894
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. ORCID: 0000-0001-7100-7208
Abstract. The article assesses the effect of combined use of two phytohormones with different structures (auxin and gibberellin series) on the growth and biochemical composition of microalgae Isochrysis galbana culture. Gibberellic acid and indole-3-acetic acid were used as hormones. The phytohormone mixture effect on the cell count and growth constants of the Isochrysis galbana culture is shown. The content of the main biochemical components (protein, carbohydrates, lipids and chlorophyll) in microalgae cells culture treated with the hormone mixture and the control group is compared. It was found that culture growth process under the influence of phytohormones mixture observed throughout the experiment. It was shown that the population growth constants did not differ in the experimental and control groups over the entire period of the experiment. Multidirectional effects of the phytohormone mixture on the content of protein, carbohydrates, lipids and chlorophyll in the cells of the Isochrysis galbana microalgae culture were established. An increase in protein concentration was noted after 3 days of experiment. Further cultivation did not have a significant effect on the protein content in the control and experimental groups. Decrease in carbohydrate concentration was noted in the control and experimental groups during the study. At the same time, the carbohydrate content in the experimental group was higher than in the control throughout the entire experiment. An increase lipid content was shown in the experimental and control groups after three days of the experiment. Subsequently, a decrease in lipid content was observed in both experimental groups. Accumulation of chlorophyll in Isochrysis galbana cells was established in the first seven days of the study in both groups.
Keywords: Isochrysis galbana, biochemical composition, phytohormones, gibberellic acid, indole-3-acetic acid.
© Mikheev E. V., Leskova S. E., Kovalev N. N., 2025
For citation: Mikheev E. V., Leskova S. E., Kovalev N. N. Synergistic effect of phytohormones of different classes on growth and biochemical composition of Isochrysis galbana (Parke, 1949). Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2025; 74(4): 144–155. (In Russ.).
The article was submitted 04.09.2025; approved after reviewing 01.10.2025; accepted for publication 10.11.2025.