CS243977B1 - Průmyslový Janen mikroorganismu volvokální řasy Chlamydomonas geitleri ETTL A-794. kmen N - F1 1 - Google Patents

Abstract

Řešením je průmyslový kmen mikroorganismu volvokální řasy Chlamydomonas geitleri ETTL kmen II - F1 1, produkující biomasti, schopný růstu za autotrofních podmínek kultivace, rozmnožující se výhradně nepohlavním způsobem, jehož vzorek je uložen ve Sbirce autotrofních organismů v Botanickém ústavu v Třeboni pod č. A - 794.

Description

(54) Průmyslový Janen mikroorganismu volvokální řasy

Chlamydomonas geitleri ETTL A-794. kmen N - F1 1 . Řešením je průmyslový kmen mikroorganismu volvokální řasy Chlamydomonas geitleri ETTL kmen II - F1 1, produkující b i omasti, schopný růstu za autotrofních podmínek kultivace, rozmnožující se výhradně nepohlavním způsobem, jehož vzorek je uložen ve Sbirce autotrofních organismů v Botanickém ústavu v Třeboni pod č. A - 794.

243 977

-1243 977

Vynález se týká průmyslového kmene mikroorganismu volvokálni řasy Chlamydomonas geitleri ETTL, kmen N - Fl 1. Vzorek je uložen ve Sbírce autotrofních organismů v Botanickém ústavu ČSAV v Třeboni pod č. A-794.

Charakteristiky standardních kultur Chlamydomonas geitleri ETTL Morfologie a cytologie buněk: Buňky jsou vejčité nebo vejčitě elipsoidní, v přední části poněkud zúžené, na basi více zakulacené, někdy poněkud asymetrické. Buněčný obal je pevný, nepříliš tlustý, zpravidla i na basálni části buňky přiléhající k protoplastu. Papila buňky je kýlovitá; její široká strana, mělce vykrojená, leží v rovině bičíků, její úzká strana je zašpičatělá. Oba bičíky jsou zhruba dvakrát tak dlouhé jako buňka; pomocí nich se buňky pohybují po dráze tvaru šroubovíce. Chloroplast je nástěnný, pláštovitý, u dospělých vegetativních buněk členěný hlubokými zářezy v četné laloky; u zoospor a gamet je hrncovitý, bez morfologické členitosti. Pyrenoid je uložen bočně, v nápadné ztlustlině chloroplastu, přibližně v polovině délky buňky; je poměrně velký, elipsoidni ho, okrouhlého nebo i polygonálni ho tvaru; často se vyskytuje v jeho těsné blízkosti ještě jeden nebo dva další menši pyrenoidy. Stigma je svítivě červené, umístěné v ekvatoriální rovině buňky nebo poněkud více vpředu. Jádro se zřetelným jadérkem leží uprostřed přední poloviny buňky. Pulsující vakuoly jsou dvě, poblíž papily v apikálni části buňky.

Délka buněk: 20 až 24 yum, šířka: 15 až 22 ^um.

243 977

Rozmnožování: Nepohlavně se Chlamydomonas geitleri rozmnožuje zoosporami, jejichž počet 2, 4, 8 nebo 16 závisí na růstových podmínkách. Zoospory mají uvnitř obalu mateřské buňky charakteristické prostorové uspořádáni; jsou uvolňovány rozšířeným otvorem, který vzniká v obalu mateřské buňky.

Pohlavní rozmnožování je isogamie. Chlamydomonas geitleri je druhem hoímothali ckým. Vytvořeni gamet lze indukovat radikálním snížením dusíku nebo fosforu v růstovém médiu nebo úplnou eliminaci těchto živin. Zygoty, vzniklé splynutim gamet, nabývají kulovitého tvaru a vytvářejí si vlastni pevnou, poměrně tlustou stěnu s charakteristickou povrchovou skulpturou. Velikost zygot: 12 až 16 ^um. Hromadně a rovnoměrně klíči zygoty teprve poté, když jsou po třítýdenním a čtyřtýdenním zráni ve tmě přeneseny na světlo. Při jejich klíčení vznikají 4 zoospory /zřídka 8 zoospor/, které dorůstají ve vegetativní buňky, jež se mohou za příznivých růstových podmínek libovolně dlouho rozmnožovat nepohlavnim způsobem.

Fyziologické, biochemické a kultivační charakteristiky:

Jsou dosud málo prostudovány /druh byl popsán v roce 1969/.

Chlamydomonas geitleri dosahuje své optimální fotosynthetické produkce, jež je významná z hledisek praktické využitelnosti, _2 při nižších ozářenostech /60 až 75 W.m FAR/ a nižších teplotách /21 až 25 °C/_; než je tomu u chlorokokálnich řas, dosud převážně používaných k produkčním velkokulturám. Chlorokokálni řasy mají své optimum ozářenosti i teplot mnohem výše /120 až 150 W.m FAR, po přip. 150 až 200 W.m FAR; 30 až 33 °C, po přip. 35 až 38 °C/. Jsou tedy kultivace Chlamydomonas geitleri z hlediska přisunu energie mnohem méně náročné než kultivace chlorokokálnich řas. Dále je u Chlamydomonas geitleri produkčně významná jeho schopnost růstá produkovat biomasu za poměrně nízkých teplot /10 až 20 °C/, kdy růst a produkce chlorokokálních řas se se snižující teplotou postupně zcela zastavuje. Chlamydomonas geitleri však neni vhodný pro kultivaci při teplotách nad 30 °C, nebol vyšší teploty brzdi a pak zcela blokují průběh buněčných cyklů; tímto se také tato řasa liši od mnohých druhů chlorokokálnich řas.

Vyčerpání živin /zejména obsahu dusíku nebo fosforu z růstového media může u kultury Chlamydomonas geitleri indukovat

243 977 tvorbu gamet; vytvoření zygot ve větším měřítku může pak na delší dobu významně narušit kultivaci, nebot zygoty klíči teprve až po delším časovém období. Při produkčních velkokulturách je proto nutno brát zřetel i na tyto skutečnosti.

K produkčně významným charakteristikám patří i výsledky chemické analýzy biomasy Chlamydomonas geitleri; biomasa obsahuje až 60 7. bílkovin v sušině a má z nutričního hlediska příznivé složení aminokyselin /tab 2/.

Charakteristiky nového kmene Chlamydomonas geitleri ETTL kmen N - Fl 1

Původ nového kmene: Nový kmen je mutaci původního kmene Chlamydomonas geitleri ETTL kmen ETTL 1966/3. Pochází z populace buněk/ jež byla ovlivněna mutagenní dávkou N-methy l-N'-nitro-N-nitrosoguanidinu /10 ^ug/ml, 15 minut/. Podnětem k jeho izolováni byla nepohyblivost jeho buněk v tekutém médiu a odchylná délka jeho bičíků. Podrobnějším vyšetřením metodami světelné i elektronové mikroskopie a kultivačními testy byly pak zjištěny další jeho charakteristiky.

Morfologie a cytologie buněk: Morfologické a cytologické charakteřistiky nového kmene převážně zapadají do rámce popisu standardních kultur Chlamydomonas geitleri ETTL. Nový kmen se ód standardních kultur odlišuje především menší délkou bičíků 13 /^- až t»· délky buňky/, jejich omezeným pohybem a - zřejmě v důsledku toho - neschopností normálního pohybu buněk po šroubovicové dráze, charakteristického pro druhy rodu Ch lamydomonas; rudimentární bičíky nového kmene jsou schopny uvést buňku pouze do pomalého, trhaného pohybu na místě. Tvar buněk se v řídkých kulturách od původního kmene neliší; v hustých kulturách se však tvar buňky výrazně mění na protáhlý.

Srovnání tvarového indexu /poměr délky buňky k šířce buňky/ nového kmene v řídkých a hustých kulturách je uvedeno v tab.1.

Rozmnožováni: Nepohlavní rozmnožování nového kmene se děje zoosporami podobně jako u výchozího kmene, zoospory jsou však nepohyblivé stejně jako dospělé buňky. V hustých kulturách jsou i zoospory podlouhlého tvaru a způsob jejich řazení v obalu mateřské buňky je odlišný od původního kmene.

V řídkých kulturách je jejich uložení v mateřském obalu stejné jako u výchozího kmene. 243 977

Pohlavní rozmnožování u nového kmene neprobíhá^ al již se působí ve směru indukce gametogenese snížením obsahu nebo úplnou eliminací dusíku nebo fosforu z růstového média kultury, nedochází ani ke shlukováni buněk, ani k jejich párováni, fusi a vytvoření zygot. Je to zřejmě důsledkem především rudimentární f ormybi či kú nového kmene.

Fyziologické, biochemické a kultivační charakteristiky:

Jsou téměř shodné s charakteristikami výchozího kmene. V optimálních růstových podmínkách byla produkce biomasy nového kmene prakticky shodná s výchozím kmenem. Schopnost produkovat biomasu i při nižších teplotách i příznivé chemické složeni biomasy /54 až 60 % bílkovin v sušině/ zůstalo zřejmě nezměněno.

U nového kmene se z hlediska produkční kultivace významným výhodným znakem existence pouze nepahbavniho způsobu rozmnožováni. Znamená to, že při vyčerpání-živin /zejména zdrojů dusíku nebo fosforu/ z růstového médi a -nehrozí kolaps kultury a dlouhodobé narušeni jejího růstu v důsledku hromadného vzniku zygot, které může nastat u ku l tur původní ho -k-mene.

Závěr: Z uvedených charakteristik je patrno, že nový kmen Chlamydomonas geitleri ETTL kmen N - Fl 1 se shoduje s popisem standardní kultury ve všech znacích významných pro taxonomickou rodovou i druhovou příslušnost, tiší se však některými morfologickými znaky /rudimentární forma bičíků, v hustých kulturách též protáhlý tvar buněk a způsob řazeni zoospor uvnitř mateřského obalu/, dále omezeným pohybem rudimentárních bičíků, neschopností normálního pohybu buněk a kromě toho ještě neschopnosti pohlavního / i aogamní ho/, rozmnožování > rozmnožuje se pouze nepohlavně /zoosporami/, což je u rodu Ch lamydomonas z hlediska produkční kultivace příznivým, výjimečným, a proto velmi cenným znakem, vzhledem k výhodným růstovým a produkčním vlastnostem tohoto nového kmene.

Biomasy nového kmene může být použito - podobně jako biomasy původního kmene nebo biomasy jiných druhů mikroskopických zelených řas - v potravinářském a krmivářském průmyslu /obohacování výrobků bílkovinami, karoteny, vitaminy i jinými složkami biomasy/, ve farmaceutickém průmyslu /výroba léčiv, biostimulačních látek, živných půd pro růst mikroorganismů/,

- 5 243 977 v ehmmtckém průmyslu /výroba karotenů, biostimulátorú mikrobiálních procesů, kosmetických přípravků, po přip. též biotransformace složitějších molekul organických látek/, popřípadě ještě k dalším jiným účelům. Kultur nového kmene může být též použito k biologickému dočištováni odpadních vod /snižováni obsahu minerálních látek/, k obohacováni prostředí kyslíkem /např. v uzavřených ekologických systémech/ apod.

bále jsou uvedeny:

tabulka 1, vyjadřující tvarový index nového kmene v řídkých a v hustých kulturách, tabulka 2, ve které je uveden obsah aminokyselin v čisté bílkovině řasy Chlamydomonas geitleri ETTL,

Tabulka 1

Tvarový index /délka buňky/šiřka buňky/ kmene Chlamydomonas geitleri ETTL kmen N - Fl 1 v řídkých a hustých kulturách

	Řídké kultury	Husté kultury
7	1,160	2,150
sx	0,115	0,273
s7	0,006	0,014

= statistický průměr

5_χ = standardní deviace s- = střední chyba /odchylka průměru

- 6 Tabulka 2 243 977

Obsah aminokyselin v čisté bílkovině řasy Chlamydomonas geitleri ETTL

Aminokyselina	Obsah v čisté bi Ikovině /%/	Aminokyselina	Obsah v čisté bi Ikovině /%/
lysin	6,79	glyci n	6,12
hi sti di n	2,19	a lani n	8,02
a rgi ni n	10,04	valin	6,22
cysti n	0,67	nreihi oni n	2,65
kys. asparagová	6,38	i soleuci n	4,56
threoni n	5,39	Leu či n	9,11
šeřin	4,87	tyrosin	3,99
kys. glutamová	12,44	feny lalani n	5,79
p r 01 i n	4,77

PŘEDMĚT VYNALEZU

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   Průmyslový kmen mikroorganismu volvokální rasy Chlamydomonas geitleri ETTL A - 794, kmen K - F1 1, produkující biomasu, schopný růstu za autotrofnich podmínek kultivace, rozmnožující se výhradně nepohlavním způsobem.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových milicí 3, Olomouc

   Cena: 2,40 Kčs