Хранилище ангидробиозных культур микроводорослей и цианобактерий Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН

Abstract

Надёжное сохранение культур микроводорослей и создание генетических банков штаммов — одна из важных задач современной биологии. В каталоге Всемирной федерации культур в базе WDCM CCINFO на сегодняшний день зарегистрировано 792 коллекции различных культивируемых организмов из 76 стран. Это самая обширная сводная база данных, включающая как известные крупные коллекции, так и небольшие хранилища исследовательских и образовательных учреждений со всего мира. В базе представлено 47 альгологических коллекций и 80 коллекций микроорганизмов, которые также включают культуры микроводорослей и цианобактерий. В России зарегистрировано всего 30 биологических коллекций; фонды только 13 из них включают штаммы водорослей. Самый распространённый способ хранения культур микроводорослей — метод их периодических пересевов на жидкие среды или агар. Его используют в 127 коллекциях (99 % от общего количества в каталоге). Также применяют криоконсервацию — в 33 коллекциях (27 %), лиофилизацию — в 13 (11 %), L-высушивание — в 5 (4 %), замораживание — в 19 (16 %), иммобилизацию в альгинатных бусинках — в 1 (0,8 %). Между тем при использовании этих методов изменяются морфологические и функциональные свойства клеток сохраняемых культур и происходит их измельчание. Кроме того, поддержание культур в жизнеспособном состоянии трудоёмко и требует дорогостоящего оборудования. При этом хранение микроводорослей, переведённых в состояние ангидробиоза путём их обезвоживания, просто и экономически выгодно. Ангидробиоз — глубокое и длительное торможение метаболизма, обратимое при благоприятных условиях; это достаточно распространённое явление в природе. Единственная коллекция из базы WDCM CCINFO, для которой применяют способ перевода клеток в покоящееся состояние путём ангидробиоза (для почвенных водорослей) — коллекция культур водорослей Киевского национального университета (ACKU WDCM 994). Многолетние опыты по переводу микроводорослей в состояние ангидробиоза позволили разработать метод их длительного хранения без использования питательных сред, включающий перевод клеток в состояние ангидробиоза, их сохранение в дегидратированном состоянии и последующее выведение в активную культуру. С целью поддержания альгологического биоразнообразия на базе ФИЦ ИнБЮМ создано хранилище микроводорослей, переведённых в состояние ангидробиоза; их при необходимости можно вывести в активные культуры. Объектами стали морские одноклеточные водоросли, а также пресноводные и галобные виды низших фототрофов, перспективные для аквакультуры и биотехнологии. Культуры получены в виде инокулята из коллекции живых культур планктонных микроводорослей ФИЦ ИнБЮМ. Водоросли выращивали в накопительном режиме при постоянном освещении. Биомассу собирали во время культивирования альгологически чистых культур микроводорослей на стадии замедления роста или на стационарной стадии. Клетки отделяли от культуральной среды центрифугированием или путём их фильтрации на планктонном сите. Затем водоросли обезвоживали и хранили в герметичных зиплок-пакетах, помещённых в пластиковые ёмкости объёмом от 100 до 500 мл, при температуре +18…+21 °C в темноте в специально оборудованном помещении. Основная часть коллекции представлена штаммами из отделов Chlorophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta, Rodophyta. В статье приведены список видов и количество сохраняемых изолятов, представлена информация о формах хранения, описан технологический регламент обслуживания и пополнения хранилища ангидробиозных культур. Хранилище находится на стадии формирования. Его будущее связано с расширением фонда за счёт морских, пресноводных и галобных видов. Оптимизация способа обезвоживания позволит перевести в состояние ангидробиоза микроводоросли, относящиеся к разным систематическим отделам.