Životní cyklus zelené řasy Haematococcus pluvialis produkující astaxantin, podmínky kultivace a použitá kultivační média

Abstract

Haematococcus pluvialis je jednobuněčná zelená řasa (Chlorophyceae, Chlamydomonadales), kterou je možné nalézt v efemérních nádržkách na kamenech nebo v ptačích koupalištích. Tato řasa je nejlepším přírodním producentem červeného sekundárního karotenoidu astaxanthinu se silnými antioxidačními vlastnostmi, který se používá jako pigment v akvakulturách a v chovech drůbeže a který má pozitivní účinky na lidské zdraví. Haematococcus pluvialis má poměrně komplexní životní cyklus, v němž se objevují čtyři stádia, dvoubičíkaté zoospory, nepohyblivé kulaté palmely, tlustostěnné akinety (aplanospory, cysty) s vysokým obsahem astaxanthinu a malé dvoubičíkaté gamety. Akinety, které umožňují H. pluvialis přečkat období desikace v jeho přirozeném prostředí, jsou tvořeny při vystavení stresovým podmínkám, jako je vysoké ozáření a teplota a nedostatek živin. Během přeměny na cysty dochází v buňkách k výrazným ultrastrukturálním změnám. Sníží se objem chloroplastu, výsledkem syntézy velkého množství astaxanthinu a mastných kyselin je přítomnost tukových tělísek, jejichž tvorba postupuje od středu buňky směrem k periferii. Je vytvořena i tlustá buněčná stěna obsahující algaenan. Kultivace H. pluvialis většinou probíhá ve dvou fázích, první zelená fáze zaměřená na produkci biomasy je následovaná červenou fází, ve...

Haematococcus pluvialis is unicellular green alga (Chlorophyceae, Chlamydomonadales), which can be found in ephemeral rock pools and birdbaths. It is the best natural producer of strong antioxidant astaxanthin, red secondary carotenoid used as coloring agent in aquaculture and poultry breeding. Astaxanthin also has various positive effects on human health. Haematococcus pluvialis has quite complex life cycle consisting of four life stages, biflagellated zoospores, non- motile round palmella stage, thick-walled akinetes (aplanospores, cysts) with high content of astaxanthin and small biflagellated gametes. Akinetes, which enable H. pluvialis to survive desiccation in its natural habitat, are formed in response to stress conditions such as high irradiance and temperature and nutrient depletion. Cells undergo dramatic ultrastructural changes during aplanospore formation. Chloroplast volume is decreased, synthesis of high amount of astaxanthin and fatty acids results in presence of lipid droplets that spread from the center to the periphery of the cell and thick cell wall containing algaenans is formed. Cultivation of H. pluvialis is often performed in two subsequent stages, green stage focused on biomass production and red stage focused on astaxanthin accumulation under stress conditions. There are...