RU2661116C1 - Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты - Google Patents
Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661116C1 RU2661116C1 RU2017143643A RU2017143643A RU2661116C1 RU 2661116 C1 RU2661116 C1 RU 2661116C1 RU 2017143643 A RU2017143643 A RU 2017143643A RU 2017143643 A RU2017143643 A RU 2017143643A RU 2661116 C1 RU2661116 C1 RU 2661116C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eicosapentaenoic acid
- strain
- microalgae
- eustigmatos
- magnus
- Prior art date
Links
- 235000020673 eicosapentaenoic acid Nutrition 0.000 title claims abstract description 56
- JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N all-cis-5,8,11,14,17-icosapentaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 229960005135 eicosapentaenoic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 55
- JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N eicosapentaenoic acid Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 241001245636 Eustigmatos magnus Species 0.000 title claims abstract description 16
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 10
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 10
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 9
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 9
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 3
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 3
- 241000237852 Mollusca Species 0.000 description 3
- 241001300629 Nannochloropsis oceanica Species 0.000 description 3
- 241000206744 Phaeodactylum tricornutum Species 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 108020004463 18S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000206766 Pavlova Species 0.000 description 2
- 241000237510 Placopecten magellanicus Species 0.000 description 2
- 241001494715 Porphyridium purpureum Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N all-cis-docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCC(O)=O MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N 0.000 description 2
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000020660 omega-3 fatty acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 235000012162 pavlova Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 201000001320 Atherosclerosis Diseases 0.000 description 1
- 241001467606 Bacillariophyceae Species 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 241001247197 Cephalocarida Species 0.000 description 1
- 241000091751 Chaetoceros muellerii Species 0.000 description 1
- 241000227757 Chaetoceros sp. Species 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 241001043303 Isochrysis aff. galbana Species 0.000 description 1
- 241001501873 Isochrysis galbana Species 0.000 description 1
- 241000238553 Litopenaeus vannamei Species 0.000 description 1
- 241000036208 Mysis Species 0.000 description 1
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 description 1
- 241000237502 Ostreidae Species 0.000 description 1
- 241000238550 Penaeidae Species 0.000 description 1
- 241000490567 Pinctada Species 0.000 description 1
- 241001464019 Pinctada margaritifera Species 0.000 description 1
- 241001174330 Rhodomonas baltica Species 0.000 description 1
- 241001137927 Solea senegalensis Species 0.000 description 1
- 241000405713 Tetraselmis suecica Species 0.000 description 1
- 241001492337 Venerupis Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- -1 antioxidants Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N chloroform;methanol Chemical compound OC.ClC(Cl)Cl WORJEOGGNQDSOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003763 chloroplast Anatomy 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 210000003764 chromatophore Anatomy 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 235000020669 docosahexaenoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940090949 docosahexaenoic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003495 flagella Anatomy 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 235000020664 gamma-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- QKGYJVXSKCDGOK-UHFFFAOYSA-N hexane;propan-2-ol Chemical compound CC(C)O.CCCCCC QKGYJVXSKCDGOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 235000020636 oyster Nutrition 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002135 phase contrast microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 1
- 230000037039 plant physiology Effects 0.000 description 1
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000001923 postingestive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000006152 selective media Substances 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 210000002377 thylakoid Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
- C12N1/125—Unicellular algae isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/89—Algae ; Processes using algae
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Botany (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм одноклеточных микроводорослей Eustigmatos magnus, продуцирующий эйкозапентаеновую кислоту и нетребовательный к условиям выращивания, депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГБУ «ГосНИИгенетика» Минобрнауки России под регистрационным номером ВКПМ Al-25. Изобретение обеспечивает высокий выход целевого продукта. 2 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к области микробиологии, биотехнологии и аквакультуры и может быть использовано для получения эйкозапентаеновой кислоты.
Уровень техники
Полиненасыщенные жирные кислоты — это жирные кислоты, молекулы которых имеют не менее двух двойных углерод-углерод связей. Они играют значительную роль в физиологии животных и человека, защищая организм человека от сердечно-сосудистых заболеваний, препятствуя развитию атеросклероза, регулируя воспалительные процессы в организме и способствуя снижению уровня холестерина.
Эйкозапентаеновая кислота, имеющая также тривиальное название тимнодоновая кислота, это полиненасыщенная жирная кислота класса омега-3. В организме человека она синтезируется из альфа-линоленовой кислоты, тем не менее, эффективность синтеза эйкозапентаеновой кислоты не очень высока. Более эффективным источником эйкозапентаеновой кислоты являются продукты питания, содержащие ее в повышенной концентрации (Williams C. M. Dietary fatty acids and human health //Annales de Zootechnie. – EDP Sciences, 2000. – Т. 49. – №. 3. – С. 165-180). Большое количество эйкозапентаеновой кислоты содержится в рыбьем жире, морских моллюсках и ракообразных, микроводорослях.
В настоящее время основным источником эйкозапентаеновой кислоты является рыбий жир, но из-за избыточного вылова промышленных видов морской рыбы в ближайшие годы ожидается снижение поступления эйкозапентаеновой кислоты из этого источника (Pauly D. et al. Towards sustainability in world fisheries //Nature. – 2002. – Т. 418. – №. 6898. – С. 689-695). Учитывая рост аквакультурного производства рыбы, моллюсков и ракообразных и тенденцию к снижению их вылова из природных водоемов, встает вопрос о создании стабильного промышленного метода производства эйкозапентаеновой кислоты и продуктов с ее высоким содержанием. Наиболее эффективным продуцентом эйкозапентаеновой кислоты являются микроводоросли. Они обладают наибольшим известным содержанием эйкозапентаеновой кислоты в расчете на сухую биомассу, могут выращиваться промышленным способом в фотобиореакторах и являются природным источником эйкозапентаеновой кислоты для личинок аквакультурных видов животных (Villalta M. et al. Effects of dietary eicosapentaenoic acid on growth, survival, pigmentation and fatty acid composition in Senegal sole (Solea senegalensis) larvae during the Artemia feeding period //Aquaculture Nutrition. – 2008. – Т. 14. – №. 3. – С. 232-241). Для повышения содержания эйкозапентаеновой кислоты в личинках аквакультурных животных наибольшее значение имеют два параметра: (1) содержание эйкозапентаеновой кислоты в расчете на сухую биомассу корма и (2) размеры клеток. Оптимальной формой клетки является шарообразная форма, наиболее приемлемым размером микроводорослей для личинок ракообразных и моллюсков считается размер от 9 до 15 мкм (Brillant M. G. S., MacDonald B. A. Postingestive selection in the sea scallop, Placopecten magellanicus (Gmelin): the role of particle size and density //Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. – 2000. – Т. 253. – №. 2. – С. 211-227; Stenton-Dozey J. M. E., Brown A. C. Clearance and retention efficiency of natural suspended particles by the rock-pool bivalve Venerupis corrugatus in relation to tidal availability //Marine Ecology Progress Series. – 1992. – С. 175-186). Клетки меньшего размера неэффективно захватываются ротовым аппаратом личинок и, как следствие, не захватываются ими и не поступают в пищеварительный тракт. Если же размер клеток превышает размер ротового аппарата личинок, это также осложняет или делает невозможным их потребление.
Известен штамм эустигматовой микроводоросли Nannochloropsis oceanica, депонированный в NIVA (2/03), относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий до 23.4 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil V. et al. Fatty acid composition of 12 microalgae for possible use in aquaculture feed // Aquaculture International. – 2007. – Т. 15. – №. 1. – С. 1-9).
Известен штамм эустигматовой микроводоросли Nannochloropsis oceanica CY2, относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий до 55 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Chen C. Y. et al. Engineering strategies for enhancing the production of eicosapentaenoic acid (EPA) from an isolated microalga Nannochloropsis oceanica CY2 //Bioresource technology. – 2013. –T. 147. – C. 160-167).
Известен штамм примнезиофитовой микроводоросли Isochrysis aff. galbana II-4, относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий до 52.1 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Molina Grima E. et al. Effect of growth rate on the eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid content of Isochrysis galbana in chemostat culture //Applied Microbiology and Biotechnology. – 1994. – Т. 41. – №. 1. – С. 23-27).
Известен штамм примнезиофитовой микроводоросли Pavlova sp., депонированный в NIVA (4/92), относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий до 18 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil et al., 2007).
Известен штамм примнезиофитовой микроводоросли Pavlova sp., депонированный в CSIRO (CS-50), относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий до 35.2 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Martínez-Fernández E. et al. The nutritional value of seven species of tropical microalgae for black-lip pearl oyster (Pinctada margaritifera, L.) larvae //Aquaculture. – 2006. – Т. 257. – №. 1. – С. 491-503).
Известен штамм родофитовой микроводоросли Porphyridium cruentum, депонированной в NIVA (1/92), относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий 6.1 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil et al., 2007).
Известен штамм родофитовой микроводоросли Porphyridium cruentum SRP-6, относящийся к размерному классу до 9 мкм и содержащий 23.2 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Cohen Z. et al. Overproduction of γ-linolenic and eicosapentaenoic acids by algae //Plant physiology. – 1992. – Т. 98. – №. 2. – С. 569-572).
Известен штамм криптофитовой микроводоросли Rhodomonas baltica, депонированной в NIVA (5/91), относящийся к размерному классу 9-15 мкм и содержащий до 4.4 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil et al., 2007).
Известен штамм хлорофитовой микроводоросли Tetraselmis suecica депонированный в NIVA (3/92), относящийся к размерному классу 9-15 мкм и содержащий до 4.8 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil et al., 2007).
Известен штамм диатомовой микроводоросли Chaetoceros muelleri, депонированный в CSIRO (CS-176), относящийся к размерному классу 9-15 мкм и содержащий до 10.4 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Martínez-Fernández et al., 2006).
Известен штамм диатомовой микроводоросли Chaetoceros sp., депонированный в CSIRO (CS-256), относящийся к размерному классу 9-15 мкм и содержащий до 15.4 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Martínez-Fernández et al., 2006).
Известен штамм диатомовой микроводоросли Phaeodactylum tricornutum, депонированный в NIVA (BAC 2), относящийся к размерному классу свыше 15 мкм и содержащий до 28.4 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Patil et al., 2007).
Известен штамм диатомовой микроводоросли Phaeodactylum tricornutum II242, полученный путем генной модификации, относящийся к размерному классу свыше 15 мкм и содержащий до 38.6 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса (Alonso D.L., Segura del Castillo C.I., Grima E.M., Cohen Z. First insights into improvement of eicosapentaenoic acid content in Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyceae) by induced mutagenesis //Journal of phycology. – 1996. – Т. 32. – №. 2. – С. 339-345).
Недостатком этих штаммов является размер клеток, превосходящий или меньший чем оптимальный для кормления личинок аквакультурных видов животных, либо недостаточно высокое содержание эйкозапентаеновой кислоты у микроводорослей размером 9-15 мкм, наиболее подходящих для кормления личинок аквакультурных животных.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является получение штамма-продуцента эйкозапентаеновой кислоты, обладающего высоким содержанием эйкозапентаеновой кислоты, а также имеющего размеры клетки в диапазоне от 9 до 15 мкм.
Поставленная задача решается путем получения нового штамма одноклеточных микроводорослей Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 - продуцента эйкозапентаеновой кислоты.
Штамм Eustigmatos magnus депонирован в Национальном биоресурсном центре Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГБУ «ГосНИИгенетика» Министерства образования и науки РФ под регистрационным номером ВКПМ Al-25.
Предлагаемый штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 в качестве продуцента эйкозапентаеновой кислоты имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают технический результат настоящего изобретения, заключающийся в следующем:
- наибольшая известная концентрация эйкозапентаеновой кислоты в микроводорослях размерного класса 9-15 мкм – 53 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухого веса;
- штамм не требователен к условиям выращивания и способен к росту в средах с низкой концентрацией солей.
Подробное описание изобретения
Штамм Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 был получен микробиологическим методом путем выделения на селективных средах. Выделение проводили следующим способом. Образцы природной почвы из Приполярного Урала высевали на селективную питательную среду. После 4 недель роста альгологически чистые культуры переносили в колбы, содержащие жидкую минеральную среду 3NBBM следующего состава: NaNO3 – 75 мг, CaCl2·2H2O – 25 мг, MgSO4·7H2O - 75 мг, K2HPO4 – 75 мг, KH2PO4 – 175 мг, NaCl - 25 мг, раствор микроэлементов (содержащий, г/л: Na2EDTA - 0.75, FeCl3 · 6H2O - 0.097, MnCl2 · 4H2O - 0.041, ZnCl2 - 0.005, CoCl2 - 0.002, NaMoO4 - 0.004) – 6 мл, водопроводная вода - 1 л (Andersen R. A. Appendix A: Recipes for freshwater and seawater media //Algal culturing techniques. – 2005. – С. 429-538). Инкубирование проводили при температуре 25-30°С в течение 1 месяца при непрерывном и/или переменном освещении (120-150 мкмоль/м2×с) с циклом день/ночь 16/8 часов.
Идентификация штамма была осуществлена на основании изучения его культурально-морфологических признаков в соответствии с критериями, приведенными в монографии (Ettl H., Gärtner G. Syllabus der Boden-, Luft- und Flechtenalgen. Stuttgart, 1995. 721 p.).
Хранение штамма одноклеточных водорослей Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 осуществляется на жидкой минеральной среде 3NBBM. Инкубирование проводили при температуре 10°С в течение 1 месяца при непрерывном и/или переменном освещении (120-150 мкмоль/м2×с), например, с циклом день/ночь 16/8 часов. Более длительное хранение осуществляется путем периодического (оптимально – один раз в месяц, максимально – один раз в несколько месяцев) пересева на свежую жидкую минеральную среду 3NBBM.
Штамм Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 характеризуется следующими культурально-морфологическими, физиологическими признаками и биологическими свойствами.
Культуральные свойства. На жидкой среде 3NBBM характеризуется ростом в виде зеленой взвеси. Степень чистоты культуры – альгологически чистая. Отсутствие водорослей других видов контролировали при световой фазово-контрастной микроскопии.
Морфологические признаки. Клетки имеют шаровидную форму, размером 6-14 мкм, большинство клеток имеет диаметр 10-11 мкм. Пиреноид полигональный, крупный, угловой, без обкладки и тилакоидов. Хроматофор чашевидной формы, с глубоко вырезанными лопастными краями. Размножается зооспорами и автоспорами, у зооспоры один жгутик, автоспоры образуются по 2-4. При длительном хранении происходит увеличение размеров клеток за счет вакуолизации, цитоплазма гранулируется, происходит обесцвечивание хлоропластов.
Молекулярная идентификация. Штамм идентифицирован до вида с помощью анализа участка 18S рРНК. По результатам проведённого анализа последовательности вариабельного участка гена, кодирующего 18S рРНК, штамм наиболее близок к виду Eustigmatos magnus:
TTTCTGGCGGGGACGGCTGGTGGGGCCCGTGAGGGTCTCTACTGACGCCTGGTTCCCGTCATCCTCGGGGAGAGCGGCCCTGGCATTAAGTTGTTGGGGTCGGGATCCTCGTCTTTTACTGTGAAAAAATTAGAGTGTTCAAAGCAGGCTTAGGCCCTGAATACATTAGCATGGAATAATAAGATATGACCTTGGTGGTCTATCTTGTTGGTCTGTAGGACTGGAGTAATGATTAAGAGGGACAGTCGGGGGCATTCGTATTTCATTGTCAGAGGTGAAATTCTTGGATTTATGAAAGACGAACTACTGCGAAAGCATTTGCCAAGGATGTTTTCATTAATCAAGAACGAAAGTTAGGGGATCGAAGATGATTAGATACCATCGTAGTCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGGATCGGTGGTTGCTATCTCAAGGCTCCATCGGCACCTAATGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGAAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTGAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCCCCGCCTGCTAACTAGTACCGGAAATGCTTAGCATTGCCGGCGACTTCTTAGAGGGACTTTCGGTGGTTAGCCGAAGGAAGATGGGGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCTGGGCCGCACGCGCGCTACACTGATGCGTTCAACGAGTTTATAACCTTGTCCGGCAGGACTGGGTAATCTTGAAACGCGCATCGTGATAGGGATAGATTCTTGCAACTATTGATCTTGAACGAGGGATTCCTAGTAAACGCGAGTC
Физиологические свойства. Штамм Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 способен к росту в диапазоне температур от 10 до 37°C, при непрерывном и/или переменном освещении (например, люминесцентными лампами) - 11-200 мкмоль/м2×с (например, с циклом 16 ч с перерывом 8 ч) на жидкой или агаризованной среде с содержанием агара от 0.5 до 2.5% с общим содержанием минеральных солей в среде менее 30 г/л. Оптимальными условиями для максимальной продукции эйкозапентаеновой кислоты штаммом Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 является жидкая минеральная среда 3NBBM следующего состава: NaNO3 – 75 мг, CaCl2·2H2O – 25 мг, MgSO4·7H2O - 75 мг, K2HPO4 – 75 мг, KH2PO4 – 175 мг, NaCl - 25 мг, раствор микроэлементов (содержащий, г/л: Na2EDTA - 0.75, FeCl3 · 6H2O - 0.097, MnCl2 · 4H2O - 0.041, ZnCl2 - 0.005, CoCl2 - 0.002, NaMoO4 - 0.004) – 6 мл, дистиллированная вода - 1 л. Наиболее предпочтительно наличие перемешивания, температура 25–30°C, непрерывное и/или переменное освещение (например, люминесцентными лампами) - 120 -150 мкмоль/м2×с (например, с циклом 16 ч с перерывом 8 ч).
В качестве источника CO2 использует воздух c концентрацией углекислого газа 5% при периодическом перемешивании на перемешивающем устройстве Multitron с частотой колебаний платформы 150 об/мин. Штамм не обладает инфекционным и общетоксическим действием. Штамм является непатогенным и не включен в списки, приведенные в санитарных правилах СП 1.3.2322-08; штамм не несет опасных генетических конструкций.
Штамм Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 депонирован в Национальном биоресурсном центре Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГБУ «ГосНИИгенетика» Министерства образования и науки РФ под регистрационным номером ВКПМ Al-25.
Возможность применения на практике штамма одноклеточных водорослей Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 обуславливается его способностью продуцировать эйкозапентаеновую кислоту. Полученный штамм перспективен для создания на его основе биологически активной добавки (БАД), применяемой для непосредственного употребления в пищу, в качестве профилактического средства или для создания функциональных пищевых продуктов. Также штамм может использоваться в аквакультуре для кормления личинок креветки и других беспозвоночных, рыбы, получения биотоплива, липидов, белка, омега-3 полиненасыщенных жирных кислот, эйкозапентаеновой кислоты, пигментов, каротиноидов, в том числе антиоксидантов, биологически активных добавок для питания человека и т.д.
Перечисленные примеры применения изобретения на практике не являются ограничивающими и могут быть расширены.
Возможность объективного проявления технического результата при использовании изобретения подтверждена достоверными данными, приведенными в примерах, содержащих сведения экспериментального характера, полученными в процессе проведения исследований по методикам, принятым в данной области.
Нижеследующие примеры приведены в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.
Пример 1. Производство биомассы, обогащенной эйкозапентаеновой кислотой, с использованием штамма Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25.
При выращивании штамма в емкостях, содержащих среду 3NBBM, при переменном освещении 120 мкмоль/м2×с (16 ч с перерывом 8 ч) люминесцентными лампами и температуре 25°С максимальное содержание эйкозапентаеновой кислотой достигается на 14-й день культивирования и составляет 53 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухой биомассы. При этом максимальное содержание сухой биомассы составляет 4.2 г/л, что соответствует 222 мг эйкозапентаеновой кислоты на литр среды. После окончания выращивания среда, содержащая биомассу, центрифугируется, собранная биомасса лиофилизируется. При необходимости эйкозапентаеновая кислота может экстрагироваться из биомассы с использованием органических растворителей, таких как гексан, хлороформ-метанол, гексан-изопропанол и другие, или без использования растворителей с использованием сверхкритической углекислоты. Для определения содержания эйкозапентаеновой кислоты в биомассе может быть использован метод газовой хромато-масс-спектрометрии на хроматографе Agilent 6890N c FID детектором и капиллярной колонкой DB-WAX (длина 30 м, диаметр 0.32 мм, толщина пленки неподвижной фазы 0,25 мкм). Сбор и обработку данных проводят с помощью пакета программ «LabSolutions» с использованием персонального компьютера.
Пример 2. Использование биомассы, обогащенной эйкозапентаеновой кислотой, с использованием штамма Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 для кормления личинок креветок.
При выращивании штамма в емкостях, содержащих среду 3NBBM, при переменном освещении 120 мкмоль/м2×с (16 ч с перерывом 8 ч) люминесцентными лампами и температуре 25°С максимальное содержание эйкозапентаеновой кислотой достигается на 14-й день культивирования и составляет 53 мг эйкозапентаеновой кислоты на грамм сухой биомассы. При этом максимальное содержание сухой биомассы составляет 4.2 г/л, что соответствует 222 мг эйкозапентаеновой кислоты на литр среды. После окончания выращивания среда, содержащая биомассу, центрифугируется, собранная биомасса лиофилизируется. Лиофилизированная биомасса, суспензия живых водорослей могут использоваться в полученном виде как компонент кормов, функционального питания и в других областях применения, не требующих использования очищенной эйкозапентаеновой кислоты. Например, для выращивания белоногой креветки (Litopenaeus vannamei) от стадии Зоеа 1 до Мизис 3 лиофилизированные водоросли добавляются в ёмкости с выращиванием креветок в пропорции 30% к стандартному корму (например, LANSY). Количество водорослей на 20 x 106 личинок составляет 48 г, а стандартного корма – 96 г. Такой цикл выращивания занимает 9-10 дней. При кормлении пенеидных креветок (Penaeidae) на стадии Зоеа 1 – Мизис 3 живыми водорослями их количество, необходимое для питания, составляет 30-35 х 106 клеток на литр. При выращивании двустворчатых моллюсков (устриц, мидий) живые водоросли добавляются из расчёта 3-4 х 106 клеток на литр.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.
Claims (1)
-
Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus ВКПМ Al-25 - продуцент эйкозапентаеновой кислоты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143643A RU2661116C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143643A RU2661116C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2661116C1 true RU2661116C1 (ru) | 2018-07-11 |
Family
ID=62916831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143643A RU2661116C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2661116C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5244921A (en) * | 1990-03-21 | 1993-09-14 | Martek Corporation | Eicosapentaenoic acids and methods for their production |
| RU2555520C2 (ru) * | 2013-08-12 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | ШТАММ МИКРОВОДОРОСЛИ Desmodesmus sp. ДЛЯ КОНВЕРСИИ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ СБРОСНЫХ ГАЗОВ В СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА И КОРМОВЫХ ДОБАВОК |
-
2017
- 2017-12-13 RU RU2017143643A patent/RU2661116C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5244921A (en) * | 1990-03-21 | 1993-09-14 | Martek Corporation | Eicosapentaenoic acids and methods for their production |
| RU2555520C2 (ru) * | 2013-08-12 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | ШТАММ МИКРОВОДОРОСЛИ Desmodesmus sp. ДЛЯ КОНВЕРСИИ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ СБРОСНЫХ ГАЗОВ В СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА И КОРМОВЫХ ДОБАВОК |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| БАЖУКОВА Н.В., НОВАКОВСКАЯ И.В., МАТИСТОВ Н.В. "Использование микроводорослей Eustigmatos magnus, Dictyococcus varians и Pseudococcomyxa simplex как перспективных объектов для биотехнологии". // Материалы конференции "Биотехнология. Взгляд в будущее", 26-27 марта 2013, Казань, с.11-13. * |
| БАЖУКОВА Н.В., НОВАКОВСКАЯ И.В., МАТИСТОВ Н.В. "Использование микроводорослей Eustigmatos magnus, Dictyococcus varians и Pseudococcomyxa simplex как перспективных объектов для биотехнологии". // Материалы конференции "Биотехнология. Взгляд в будущее", 26-27 марта 2013, Казань, с.11-13. НОВАКОВСКАЯ И.В., ПАТОВА Е.Н. "Коллекция живых штаммов микроводорослей института биологии Коми НЦ УрО РАН и перспективы ее использования. // Известия Коми научного центра УрО РАН, 2012, Сыктывкар, выпуск 2 (10), с.36-41. * |
| НОВАКОВСКАЯ И.В., ПАТОВА Е.Н. "Коллекция живых штаммов микроводорослей института биологии Коми НЦ УрО РАН и перспективы ее использования. // Известия Коми научного центра УрО РАН, 2012, Сыктывкар, выпуск 2 (10), с.36-41. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dolganyuk et al. | Microalgae: A promising source of valuable bioproducts | |
| Kaparapu | Application of microalgae in aquaculture | |
| Priyadarshani et al. | Bioactive compounds from microalgae and cyanobacteria: utility and applications | |
| JP5899115B2 (ja) | ラウリン酸含有油脂の製造方法 | |
| Ponis et al. | Pavlova lutheri: Production, preservation and use as food for Crassostrea gigas larvae | |
| Huang et al. | Growth effects on mixed culture of Dunaliella salina and Phaeodactylum tricornutum under different inoculation densities and nitrogen concentrations | |
| La Barre et al. | Blue biotechnology: production and use of marine molecules | |
| US20130309719A1 (en) | Heterotrophic microbial production of xanthophyll pigments | |
| JP2014515935A (ja) | 混合栄養培養方式でＥＰＡ及びＤＨＡを生産するためのオドンテラ（Ｏｄｏｎｔｅｌｌａ）属の新規微細藻類株 | |
| de la Jara et al. | Evolution of microalgal biotechnology: a survey of the European Patent Office database | |
| Katayama et al. | Bioprospecting of tropical microalgae for high-value products: n-3 polyunsaturated fatty acids and carotenoids | |
| JP2019090042A (ja) | フィチウム種からのオメガ−３脂肪酸の生産 | |
| Mohammad Basri et al. | Differential growth and biochemical composition of photoautotrophic and heterotrophic Isochrysis maritima: evaluation for use as aquaculture feed | |
| JP2015510762A (ja) | ユーグレナによる混合栄養モードでのエイコサペンタエン酸および／またはアラキドン酸の産生 | |
| RU2661116C1 (ru) | Штамм одноклеточной микроводоросли Eustigmatos magnus - продуцент эйкозапентаеновой кислоты | |
| Molina-Cárdenas et al. | Effects of Vibrio cholerae on fatty acid profiles in Isochrysis galbana | |
| Hong et al. | Biotechnological potential of Korean marine microalgal strains and its future prospectives | |
| KR101323887B1 (ko) | 고온에서 성장 가능한 나노클로리스 속 신균주 및 이의 용도 | |
| KR101323873B1 (ko) | 성장률이 우수한 나노클로롭시스 속 신균주 및 이의 용도 | |
| JPH0383577A (ja) | 破砕藻体組成物、その製造法、食品、飼料、着色剤及び抗酸化剤 | |
| Fakhri et al. | Effect of photoperiod regimes on growth, biomass and pigment content of Nannochloropsis sp. BJ17 | |
| JP2008529546A (ja) | 新規微細藻類種と、動物または人間の食用のため、およびカロテノイドを得るためのその使用 | |
| KR20140132226A (ko) | 신규한 담수산 패오닥틸럼 트리코누툼 균주 및 이의 용도 | |
| Thu et al. | Study on biological characteristics of a newly isolated Vietnamese strain of microalga Isochrysis galbana Parke for utilizing as live aquaculture feed | |
| TWI842054B (zh) | 易於萃取細胞中之油的新穎裂殖壺菌屬物種（Schizochytrium sp.）品系及使用其生產含ω-3之油的方法 |