Способ идентификации рода водоросли, выбранной из Chlamydomonas, Chorococcum, Chlorella, Scenedesmus или Euglena

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ РОДА ВОДОРОСЛИ, ВЫБРАННОЙ ИЗ , , , ИЛИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Козел Николай Владимирович Мананкина Елена Евгеньевна Мельников Станислав Сергеевич Доманский Владимир Павлович Шалыго Николай Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(56) Краткое руководство по определению родов пресноводных водорослей. - Минск, 2004. - С. 4, 11-12... .. - 1989. . 11. - . 1. - Р. 65-74.4500641, 1985... . - 1997. . 19. - . 1-2. - Р.479-483.... - 1995. - . 3. - . 3. - Р. 90-101. ГАЕВСКИЙ Н.А. Критерии и методология оценки структурно-функционального состояния альгоценоза на основе флуоресцентного анализа Автореф. дис. - Красноярск, 2002. - С. 4,12-19....(57) Способ идентификации рода водоросли, выбранной из , или , заключающийся в том, что при температуре жидкого азота регистрируют спектр флуоресценции культуры исследуемого рода водоросли и чистых культур водорослей рода , , ,ипри возбуждении флуоресценции светом с длиной волны 430-450 нм, для каждой культуры водоросли определяют индекс идентификации, равный отношению максимума интенсивности флуоресценции при 710-740 нм к максимуму интенсивности флуоресценции при 680-690 нм, и идентифицируют род исследуемой водоросли по схожести индекса идентификации ее культуры с индексом идентификации чистой культуры водоросли известного рода. Изобретение относится к физиологии растений, в частности к способам определения родов и видов водорослей в культуре, и может быть использовано для идентификации во 17790 1 2013.12.30 дорослей при их выращивании в лабораторных условиях, а также при промышленном культивировании водорослей для нужд сельского хозяйства и медицины. Известно, что некоторые водоросли представляют особую хозяйственную ценность, в частности хлорелла и спирулина, в связи с возможностью их использования в сельском хозяйстве и медицине в качестве витаминно-кормовых и биологически активных добавок. Известны примеры эффективного использования водорослей, например хлореллы, для очистки сточных вод промышленных предприятий от различных токсичных соединений. Водоросли также используют для получения ценных веществ, обладающих антиоксидантной активностью, с помощью водорослей получают водород, биодизель. Однако культивирование различных водорослей имеет ряд трудностей. В частности,при выращивании некоторых видов водорослей возможно занесение в культуру других видов и постепенное вытеснение ими исходного вида. Так, известны случаи замещения в культуре хлореллы сценедесмусом, хламидомонады - хлореллой, хлореллы - хламидомонадой. Чаще всего с этой проблемой сталкиваются при культивировании водорослей в промышленных условиях, где не поддерживаются стерильные условия выращивания. Такое замещение может происходить и в относительно стерильных лабораторных условиях. И если замещение одного вида водорослей другим, принадлежащим одному и тому же роду, на практике встречается крайне редко и часто не представляет существенной проблемы с точки зрения питательной ценности культуры, то замещение водорослей одного рода представителями другого может крайне негативно сказаться на хозяйственной ценности культуры. Идентификация родов и видов водорослей в культуре представляет определенные трудности. Известен визуально-микроскопический способ идентификации водорослей 1. Это классический способ, который заключается в распознавании того или иного вида водорослей при наблюдении за формой, размерами и другими морфологическими характеристиками клеток водорослей в световой микроскоп и сопоставлении наблюдаемых характеристик с описательными данными из литературы. Этот способ может осуществлять только высококвалифицированный специалист-альголог на дорогостоящем оборудовании. Визуально-микроскопический способ идентификации водорослей представляет собой достаточно длительный, кропотливый процесс, в отдельных случаях занимающий до 1 рабочего дня специалиста-альголога. Задачей изобретения является создание экономичного, простого и экспрессного способа идентификации рода водоросли, что позволит расширить ассортимент средств идентификации. Технический результат сокращение времени идентификации, упрощение процесса и получение достоверного результата. Способ идентификации рода водоросли, выбранной из , или , заключающийся в том, что при температуре жидкого азота регистрируют спектр флуоресценции культуры исследуемого рода водоросли и чистых культур водорослей рода , , ,ипри возбуждении флуоресценции светом с длиной волны 430-450 нм. При этом для каждой культуры водоросли определяют индекс идентификации, равный отношению максимума интенсивности флуоресценции при 710-740 нм к максимуму интенсивности флуоресценции при 680-690 нм, и идентифицируют род исследуемой водоросли по схожести индекса идентификации ее культуры с индексом идентификации чистой культуры водоросли известного рода. Эмпирически нами установлено, что индекс идентификации как отношение интенсивностей флуоресценции для каждого рода водорослей индивидуален в силу специфических особенностей в структуре и функционировании фотосинтетического аппарата водорослей разных родов. Спектры флуоресценции водорослей разных родов представлены на фигуре. 2 17790 1 2013.12.30 Отметим, что различные виды водорослей в пределах одного рода имеют схожие флуоресцентные характеристики, и, соответственно, предлагаемый способ позволяет осуществлять идентификацию именно родов водорослей, что важно с точки зрения промышленной культивации и проведения лабораторных исследований. Замораживание клеток в жидком азоте принципиально, т.к. при более высоких температурах не представляется возможным получить корректные спектры флуоресценции культуры из-за процессов фотохимического и нефотохимического тушения флуоресценции. Преимуществами заявляемого способа являются 1. Возможность получения достоверной информации о том, к какому роду принадлежат культивируемые водоросли в случаях, когда визуально-микроскопическим способом это сделать затруднительно. 2. Быстрота осуществления - весь процесс занимает от 5 до 20 мин. 3. Способ является достаточно простым, для его осуществления не требуется специально подготовленный специалист. Оборудование для осуществления предлагаемого способа дешевле, может быть использован самый дешевый флуориметр отечественного производства с возможностью возбуждения и регистрации флуоресценции только в видимом диапазоне длин волн. 4. Для осуществления способа идентификации требуется малое количество суспензии невысокой плотности. Способ осуществляют следующим образом. 100 мкл суспензии водоросли замораживают на препаратодержателе в жидком азоте,помещают в прозрачный сосуд Дьюара, наполненный жидким азотом и находящийся в измерительном отсеке флуориметра. Далее регистрируют спектр флуоресценции замороженной культуры водоросли в интервале длин волн от 650 до 780 нм. Флуоресценцию возбуждают синим светом с длиной волны 430-450 нм. Рассчитывают индекс идентификации как отношение интенсивности флуоресценции с максимумом в длинноволновой области при 710-740 нм к интенсивности флуоресценции с максимумом при 680-690 нм. Полученное значение сравнивают с контрольными значениями индекса идентификации для известных альгологически чистых культур родов водорослей и делают заключение о принадлежности исследуемой водоросли к определенному роду. В табл. 1 представлены средние значения индекса идентификации для следующих,часто трудно идентифицируемых родов водорослей, таких, например, как хлореллы, сценедесмуса , хламидомонады , эвглены , хлорококкума . Эти отношения были получены нами при регистрации флуоресценции суспензии монокультур следующих 16 видов водорослей из альгологического музея института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси род,,,Значение индекса идентификации 0,60,25 1,10,15 2,10,9 9,55,5 9232 3 17790 1 2013.12.30 Значения индекса идентификации для некоторых видов водорослей, выращиваемых в лабораторных и промышленных условиях, приведены в табл. 2. Таблица 2 Род водоросли Вид водоросли Индекс идентификации. 85 Таким образом, заявляемый способ является более простым, быстрым и дешевым по сравнению с известными способами. Он обеспечивает упрощение идентификации родов водорослей и снижение затрат на исследования. Способ является актуальным для применения в научных лабораториях, а также в цехах по выращиванию водорослей для нужд сельского хозяйства и медицины. Источники информации 1. Краткое руководство по определению родов пресноводных водорослей. - Минск,2004. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4