Study of the temperature effect on the specific growth rate of Arthrospira platensis culture
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Abstract
The work is focused on mathematical modeling of temperature on the specific growth rate of microalgae culture. The analysis of classical models that describe the temperature kinetics of microalgae growth is carried out. Batch curves of the cyanoprokaryota A. platensis were obtained at different temperature values. At the exponential growth phase, the maximum specific rate of culture was determined, which at 17 °C was minimal and amounted to 0.32 day-1, and at 30 °C it was maximal and equal to 0.85 day-1. In the field of physiological norm, the possibility of using a linear splines to describe the dependence of the specific growth rate on temperature for A. platensis, green and diatom microalgae is shown.
Authors
References
Алексеев В. В., Крышев И. И., Сазыкина Т. Г. Физическое и математическое моделирование экосистем. – Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1992. – 367 с.
Артюхов В. Г., Ковалева Т. А., Шмелев В. П. Биофизика : учеб. пособие. – Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1994. – 336 с.
Белянин В. Н., Сидько Ф. Я., Тренкеншу А. П. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей. – Новосибирск : Наука, 1980. – 136 с.
Варфоломеев С. Д., Гуревич К. Г. Биокинетика : практ. курс. – Москва : Гранд : ФАИР-ПРЕСС, 1999. – 720 с.
Варфоломеев С. Д., Калюжный С. В. Биотехнология. Кинетические основы микробиологических процессов : учеб. пособие для биол. и хим. специальностей вузов. – Москва : Высш. шк., 1990. – 296 с.
Ильичев В. Г., Ильичева О. А. Гипотезы об адаптации водорослей к периодическим факторам среды // Биофизика. – 2021. – Т. 66, № 2. – С 350–357. – https://doi.org/10.31857/S0006302921020162
Кулаков М. П., Фрисман Е. Я. Моделирование пространственно-временной динамики популяции с возрастной структурой и дальнодействующими взаимодействиями: синхронизация и кластеризация // Математическая биология и биоинформатика. – 2019. – Т. 14, № 1. – С. 1–18. – https://doi.org/10.17537/2019.14.1
Курганов Б. И. Принципы интеграции клеточного метаболизма // Молекулярная биология. – 1986. – Т. 20, № 2. – С. 369–377.
Лелеков А. С., Тренкеншу Р. П. Двухкомпонентная модель роста микроводорослей в плотностате // Математическая биология и биоинформатика. – 2021. – Т. 16, № 1. – С. 101–114. – https://doi.org/10.17537/2021.16.101
Лелеков А. С., Тренкеншу Р. П. Моделирование динамики азотистых соединений в клетках микроводорослей. 2. Хемостат // Математическая биология и биоинформатика. – 2019. – Т. 14, № 2. – С. 450–463. – https://doi.org/10.17537/2019.14.450
Минкевич И. Г. Математические проблемы организации метаболических путей из биохимических реакций // Математическая биология и биоинформатика. – 2016. – Т. 11, № 2. – С. 406–425. – https://doi.org/10.17537/2016.11.406
Тренкеншу Р. П. Кинетика субстратзависимых реакций при различной организации метаболических систем. – Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. – 89 с. – URL: https://repository.marine-research.org/bitstream/299011/6620/1/trenkens.pdf (дата обращения: 12.04.2021).
Тренкеншу Р. П., Лелеков А. С. Моделирование роста микроводорослей в культуре. – Белгород : Константа, 2017. – 152 с. – https://doi.org/10.21072/978-5-906952-28-8
Тренкеншу Р. П. Расчёт удельной скорости роста микроводорослей // Морской биологический журнал. – 2019. – Т. 4, № 1. – С. 100–108. – https://doi.org/10.21072/mbj.2019.04.1.09
Тренкеншу Р. П., Лелеков А. С., Боровков А. Б., Новикова Т. М. Унифицированная установка для лабораторных исследований микроводорослей // Вопросы современной альгологии. – 2017. – № 1 (13). – URL: http://algology.ru/1097. – Дата публикации: 09.12.2016.
Borowitzka M. A., Borowitzka L. J. Microalgalbiotechnology.–Cambridge:CambridgeUniv.Press, 1998. – 480 p.
Kumar M., Kulshreshtha J., Singh G. P. Growth and biopigment accumulation of cyanobacterium Spirulina Platensis at different light intensities and temperature // Brazilian Journal of Microbiology. – 2011. – Vol. 42, iss. 3. – P. 1128–1135. – https://doi.org/10.1590/s1517838220110003000034
Monod J. The growth of bacterial cultures // Annual Review of Microbiology. – 1949. – Vol. 3. – P. 371–394. – https://doi.org/10.1146/annurev.mi.03.100149.002103
Ota M., Takenaka M., Sato Yo., Smith R. L., Inomata H. Effects of light intensity and temperature on photoautotrophic growth of a green microalga, Chlorococcum littorale // Biotechnology Reports. – 2015. – Vol. 7. – P. 24–29. – https://doi.org/10.1016/j.btre.2015.05.001
Perez E. B., Pina I. C., Rodriguez L. P. Kinetic model for growth of Phaeodactylum tricornutum in intensive culture photobioreactor // Biochemical Engineering Journal. – 2008. – Vol. 40, iss. 3. – P. 520–525. – https://doi.org/10.1016/j.bej.2008.02.007
Ras M., Steyer J.-P., Bernard O. Temperature effect on microalgae: a crucial factor for outdoor production // Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. – 2013. – Vol. 12, no. 2. – P. 153–164. – https://doi.org/10.1007/s11157-013-9310-6
Ratkowsky D. A., Olley J., McMeekin T. A., Ball A. Relationship between temperature and growth rate of bacterial cultures // Journal of Bacteriology. – 1982. – Vol. 149, iss. 1. – P. 1–5.
Rhee G. Y., Gotham I. J. The effect of environmental factors on phytoplankton growth: temperature and the interactions of temperature with nutrient limitation // Limnology and Oceanography. – 1981. – Vol. 26, iss. 4. – P. 635–648. – https://doi.org/10.4319/lo.1981.26.4.0635