Cel badania
Celem badania była analiza zmian morfologicznych, przyrostu biomasy, procesu fotosyntezy oraz składu chemicznego biomasy glonów w zależności od zastosowanego składu spektralnego światła do ich hodowli.
Badanie zostało przeprowadzone przez dr Monikę Kulę z Instytutu Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
Hodowla glonów
Celem badania była analiza zmian morfologicznych, przyrostu biomasy, procesu fotosyntezy oraz składu chemicznego biomasy glonów w zależności od zastosowanego składu spektralnego światła do ich hodowli.
Hodowlę glonów prowadzono w komorze fitotronowej równolegle na sześciu różnych składach spektralnych światła. Każda przegroda była odizolowana w celu uniknięcia nachodzeniu się barwy światła z innej przegrody. Kulturę glonów hodowano w butlach o pojemności 500 ml wyposażoną w system napowietrzania. Do hodowli glonów użyto 400 ml pożywki, właściwej dla danego szczepu i dodano 16 ml hodowli matecznej. Hodowlę glonów napowietrzano powietrzem w trybie ciągłym, w celu uniknięcia sedymentacji komórek oraz równomiernemu dostępowi komórek glonów do światła. Temperatura hodowli wynosiła 25ºC. Hodowlę prowadzono przez 17 dni przy fotoperiodzie 16/8 godzin (odpowiednio światło/ciemność). Pomiary przyrostu biomasy wykonywano codziennie, natomiast pozostałe pomiary oraz obserwacje mikroskopowe w 15 dniu hodowli (czas końca fazy logarytmicznej i największego wzrostu komórek).
Źródło światła
Niezależnie od składu spektralnego PPF ustalano na 400 µmol m-2 s-1. Widmo poszczególnych składów spektralnych światła:
- L1: światło białe (w zakresie 420 – 740 nm);
- L2: światło niebieskie i czerwone (430 i 660 nm);
- L3: światło niebieskie i czerwone z dodatkiem dalekiej czerwieni (430, 660 i 740 nm);
- L4: światło niebieskie i czerwone z dodatkiem UV (430, 660 i 390 nm);
- L5: światło niebieskie i czerwone z dodatkiem zielonego i żółtego (430, 660 i 520 – 580 nm);
- L6: światło niebieskie i czerwone z dodatkiem zielonego (430, 660 i 520 nm).
Wyniki
Przyrost biomasy – Chlorella vulgaris
Dynamika przyrostu biomasy komórek glonów Chlorella vulgaris istotnie statystycznie różniła się w zależności od zastosowanego składu spektralnego światła. Od 4-go dnia hodowli, kiedy nastąpił największy przyrost biomasy i faza logarytmicznego wzrostu komórek, skład spektralny światła miał istotny wpływ na przyrost biomasy komórek glonów. Z analizy statystycznej wynika, że najszybszy i największy przyrost komórek Chlorella vulgaris był na świetle L5 i L6, natomiast najsłabszy przyrost biomasy stwierdzono w hodowli rosnącej na świetle L1 i L2.
Przyrost biomasy – Scenedesmus armatus
Zmiany przyrostu biomasy komórek glonów Scenedesmus armatus istotnie statystycznie różniła się w zależności od zastosowanego składu spektralnego światła. Skład spektralny światła miał istotny wpływ na przyrost biomasy komórek glonów już od 3-go dnia hodowli. W przypadku szczepu Scenedesmus armatus skład spektralny światła miał znacznie większy wpływ na dynamikę wzrostu komórek glonów niż w przypadku komórek Chlorella vulgaris. Z analizy statystycznej wynika, że najszybszy i największy przyrost komórek Scenedesmus armatus był na świetle L3 i L6, natomiast najsłabszy przyrost biomasy od samego początku hodowli stwierdzono w hodowli na świetle L2. W przypadku hodowli glonów na świetle L4 przyrost biomasy miał duże wahania i nie miał charakterystycznego przebiegu krzywej wzrostu.
Porównanie wyglądu i wzrostu hodowli Chlorella vulgaris
Analiza morfologiczna komórek badanych szczepów glonów z hodowli rosnących na różnym składzie spektralnym światła wykazała wyraźne różnice w obrazie mikroskopowym oraz w rozmiarach komórek. Stwierdzono istotne statystycznie różnice w rozmiarach komórek glonów pod wpływem składu spektralnego światła. Najmniejszy rozmiar komórek Chlorella vulgaris stwierdzono na świetle L4, natomiast istotnie statystycznie większy rozmiar miały komórki na świetle L5.
Porównanie wyglądu i wzrostu hodowli Scenedesmus armatus
W szczepie Scenedesmus armatus najmniejsze rozmiary komórek stwierdzono na świetle L5 i L6, a największe na świetle L3 i L4. W przypadku Scenedesmus armatus istotna jest również ilość pojedynczych i podwójnych komórek, które świadczą o wciąż silnym podziale komórkowym i namnażaniu się hodowli. Najwięcej takich komórek naliczono w hodowli na świetle L6 – 45 komórek, a także na świetle L5 i L3 – 34 i 35 komórek.
