Биофизические данные о влиянии полихроматического света на рост, фенотипические изменения и белковый метаболизм микроводоросли Chlorella vulgaris IBCE C-19

Авторы

  • Иван Дмитриевич Климович Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Ольга Валерьевна Недзьведь Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

Chlorella vulgaris, полихроматический свет, фоторецептор, белковый метаболизм, биофизика микроводорослей, феном
Поддерживающие организации
Авторы выражают признательность Е. М. Кабачевской, кандидату биологических наук, заведующему лабораторией биофизики и биохимии растительной клетки Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, за предоставление штаммов микроводорослей, фитоламп, а также ценные советы и идеи, способствовавшие успешному выполнению исследования.

Аннотация

Исследовано влияние полихроматического света на рост, фенотипические изменения и белковый метаболизм микроводоросли Chlorella vulgaris IBCE C-19. Впервые систематически изучены спектрозависимые биофизические эффекты в условиях, приближенных к солнечному освещению. Установлено, что синий (400–500 нм) и желто-зеленый (500–600 нм) диапазоны спектра стимулируют синтез белка, тогда как красный (600–700 нм) диапазон оказывает на него ингибирующее действие. Отмечен стимулирующий эффект ближнего ультрафиолетового излучения (380–400 нм), проявляющийся в увеличении количества клеток и удельной скорости роста микроводорослей. Увеличение доли дальнего красного света (700–780 нм) в спектре коррелирует со снижением интенсивности RGB-каналов, что может свидетельствовать об изменении относительного состава пигментов. Результаты работы имеют практическое значение для оптимизации световых режимов в биотехнологии микроводорослей.

Биографии авторов

  • Иван Дмитриевич Климович, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    студент биологического факультета. Научный руководитель – О. В. Недзьведь

  • Ольга Валерьевна Недзьведь, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат технических наук, доцент; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Библиографические ссылки

  1. Tamoi M, Shigeoka S. Diversity of regulatory mechanisms of photosynthetic carbon metabolism in plants and algae. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2015;79(6):870 – 876. DOI: 10.1080/09168451.2015.1020754.
  2. Shi R, Dong G, Wang H, Chen F, Bi Y. A review on the optimization of light conditions in Chlorella culture. BIO Web of Conferences. 2024;142:02011. DOI: 10.1051/bioconf/202414202011.
  3. Zhu T, Guan G, Huang L, Wen L, Li L, Ren M. Transcriptomic and metabolomic analysis reveal the effects of light quality on the growth and lipid biosynthesis in Chlorella pyrenoidosa. Biomolecules. 2024;14(9):1144. DOI: 10.3390/biom14091144.
  4. Liu X, Hong Y, Gu W. Influence of light quality on Chlorella growth, photosynthetic pigments and high-valued products accumulation in coastal saline-alkali leachate. Water Reuse. 2021;11(2):301–311. DOI: 10.2166/wrd.2021.088.
  5. Kim DG, Lee C, Park S-M, Choi Y-E. Manipulation of light wavelength at appropriate growth stage to enhance biomass productivity and fatty acid methyl ester yield using Chlorella vulgaris. Bioresource Technology. 2014;159:240 –248. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.02.078.
  6. del Pilar Sánchez-Saavedra M, Sauceda-Carvajal D, Castro-Ochoa FY, Molina-Cárdenas CA. The use of light spectra to improve the growth and lipid content of Chlorella vulgaris for biofuels production. Bioenergy Research. 2020;13(2):487– 498. DOI: 10.1007/s12155-019-10070-1.
  7. Kianianmomeni A, Hallmann A. Algal photoreceptors: in vivo functions and potential applications. Planta. 2014;239(1):1–26. DOI: 10.1007/s00425-013-1962-5.
  8. Meya G, Kowallik W. Involvement of two different photoreceptors in the light regulation of glutamine synthetase activity in a chlorophyll-free Chlorella mutant. Zeitschrift für Naturforschung C. 1994;49(11–12):757–762. DOI: 10.1515/znc-1994-11-1210.
  9. Fernández MB, Tossi V, Lamattina L, Cassia R. A comprehensive phylogeny reveals functional conservation of the UV-B photoreceptor UVR8 from green algae to higher plants. Frontiers in Plant Science. 2016;7:1698. DOI: 10.3389/fpls.2016.01698.
  10. Stöhr C, Glogau U, Mätschke M, Tischner R. Evidence for the involvement of plasma-membrane-bound nitrate reductase in signal transduction during blue-light stimulation of nitrate uptake in Chlorella saccharophila. Planta. 1995;197(4):613 – 618. DOI: 10.1007/BF00191568.
  11. Moriyama T, Terasawa K, Sekine K, Toyoshima M, Koike M, Fujiwara M, et al. Characterization of cell-cycle-driven and light-driven gene expression in a synchronous culture system in the unicellular rhodophyte Cyanidioschyzon merolae. Microbiology. 2010;156(6):1730 –1737. DOI: 10.1099/mic.0.037754-0.
  12. Olson BJSC. Assays for determination of protein concentration. Current Protocols in Pharmacology. 2016;73:A.3A.1–A.3A.32. DOI: 10.1002/cpph.3.
  13. Котеров АН, Ушенкова ЛН, Зубенкова ЭС, Калинина МВ, Бирюков АП, Ласточкина ЕМ и др. Сила связи. Сообщение 2. Градации величины корреляции. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019;64(6):12–24. DOI: 10.12737/1024-6177-2019-64-6-12-24.
  14. Baidya A, Akter T, Islam MR, Shah AKMA, Hossain MA, Salam MA, et al. Effect of different wavelengths of LED light on the growth, chlorophyll, β-carotene content and proximate composition of Chlorella ellipsoidea. Heliyon. 2021;7(12):e08525. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e08525.
  15. Holzinger A, Lütz C. Algae and UV irradiation: effects on ultrastructure and related metabolic functions. Micron. 2006;37(3):190 –207. DOI: 10.1016/j.micron.2005.10.015.
  16. Erofeeva EA. Plant hormesis: the energy aspect of low and high-dose stresses. Plant Stress. 2024;14:100628. DOI: 10.1016/j.stress.2024.100628.
  17. Beel B, Prager K, Spexard M, Sasso S, Weiss D, Müller N, et al. A flavin binding cryptochrome photoreceptor responds to both blue and red light in Chlamydomonas reinhardtii. The Plant Cell. 2012;24(7):2992–3008. DOI: 10.1105/tpc.112.098947.

Загрузки

Дополнительные файлы

Опубликован

2026-08-05

Выпуск

№ 1 (2026): Экспериментальная биология и биотехнология

Раздел

Физиология и клеточная биология

Лицензия

Copyright (c) 2026 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

Климович, И. Д., & Недзьведь, О. В. (2026). Биофизические данные о влиянии полихроматического света на рост, фенотипические изменения и белковый метаболизм микроводоросли Chlorella vulgaris IBCE C-19. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 24-32. https://doi.org/10.33581/2957-5060-2026-1-%p