Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот

Маримьяна Андреевна Торопкина, Александр Георгиевич Рюмин, Ирина Олеговна Шалина, И.С. Соболев

Research outputpeer-review

Abstract

This work is devoted to the use of algae culture Chlorella vulgaris to assess the physiological activity of humic acids (HA). The paper describes the physico-chemical characteristics of HA preparations — carbon, nitrogen and hydrogen, free radical concentration (by ENR), the ratio of structural components in 13C-NMR, the optical density of HA working solutions, ag-gregative stability and oxygen binding in a solution. Such indicators as pri-mary production, respiration, and photosynthesis, as well as cell size and size, were used directly to assess changes in the physiological parameters of the Chlorella vulgaris culture. The physicochemical characteristics of HA preparations reflect the characteristics of their formation in the soil. All the measured physiological parameters of the culture of Chlorella vulgaris change under the influence of HA preparations to varying degrees depending on the preparation used.

Почвенная биота взаимодействует с большим количеством компонентов в среде обитания, которые, безусловно, оказывают влияние на их рост и развитие. Среди биологически активных веществ естественно-го происхождения особое место занимают гуминовые вещества (ГВ) как по количественным, так и по качественным показателям. Поэтому изучение их состава и свойств является важным разделом исследований фундаментальной и прикладной науки. В настоящее время наибольший интерес представляет влияние ГВ на живые организмы и в основном на их физиологическую активность.
Данному вопросу посвящено множество работ как зарубежных, так и отечественных исследователей, однако до сих пор не существует единого представления о механизмах влияния ГВ на живые организмы. Это связано, прежде всего, с полиморфностью ГВ, которая и обуславливает разнообразие механизмов влияния на живые организмы, а они в свою очередь в зависимости от стадии своего жизненного цикла, внеш-них условий и т.п. тоже по разному реагируют на ГВ
В нашей работе мы оценивали влияние достаточно контрастных по своим свойствам препаратов гуминовых кислот (ГК) на разные физиологические процессы водоросли Chlorella vulgaris.
Chlorella vulgaris в период своей жизнедеятельности должна питаться, дышать, удалять ненужные вещества, расти, размножаться и пр. Эти процессы зависят от различных параметров окружающей среды, а также ГВ, вступающих во взаимодействие с живым организмом. Изучение физиологических процессов и их изменения при контакте с ГВ могут пролить свет на механизмы их действия.
Экстракция препаратов гуминовых кислот из почв проводилась 0,1 н. NaОН по единой методике (Чуков, 1985). Всего выделено 6 препаратов: чернозем целинный и парующий (Курская область); дерново-подзолистая целинная и залежная почва (Новгородская область); серая целинная и пахотная почва (Белгородская область).
Для характеристики препаратов ГК и связи их свойств с воздействием на живой объект были определены такие показатели как содержание углерода, азота и водород, концентрация свободных радикалов (методом ЭПР), соотношение структурных компонентов по 13C-ЯМР, оптическая плотность рабочих растворов ГК с концентрацией 0,003% при длине волны 860 нм, агрегативная неустойчивость и связывание кислорода в растворе.
В работе оценивались такие физиологические показатели Chlorella vulgaris как первичная продукция, дыхание и фотосинтез, а также изменение численности клеток культуры и их размеров под влиянием различных препаратов ГК в двух различных экспозициях – 1 сутки и 5 суток. Первичная продукция, дыхание и фотосинтез оценивали по содержанию кислорода в инкубационных сосудах с помощью анализатора растворенного кислорода МАРК-302Э.
Для установления численности и размеров клеток мы использовали микроскоп с цифровой камерой и счетную камеру Горяева. Под-счет клеток и их размеров на цифровых фотографиях ведется с помощью специально написанной программы (на языке Python) с визуальным контролем правильности результатов.
Второй метод оценки размеров клеток культуры водоросли – лазерная дифрактометрия с помощью прибора Shimadzu SALD-2201. Отличительной чертой данного метода является экспрессность получения результатов из относительно большого объема обрабатываемой пробы. Но вместе с этим применимость его к биологическим объектам требует дополнительного изучения, а из явных недостатков – невозможность получить численность клеток в объеме пробы и высокое влияние «загрязнений» на результаты. Проделанные опыты показывают целесообразность дополнения метода лазерной дифрактометрии прямым счетом с помощью камеры Горяева.
По результатам выполненной работы сделаны следующие заключения. Все препараты ГК, использованные в работе, имеют разные физико-химические параметры, отражающие особенности их формирования в разных почвах. При взаимодействии культуры Chlorella vulgaris с растворами препаратов ГК отмечено изменение всех изученных физиологических показателей её жизнедеятельности, причем эти изменения проявляются в разной степени в зависимости от использованного препарата ГК.
Original languageRussian
Pages205-207
Number of pages3
Publication statusPublished - Mar 2019
EventМеждународная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения: «Почва как система функциональных связей в природе» - Санкт-Петербург
Duration: 25 Feb 20192 Mar 2019
Conference number: XXII
http://www.dokuchaevskie.ru/information/2019g

Conference

ConferenceМеждународная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения
Abbreviated titleДокучаевские молодежные чтения
CountryRussian Federation
CityСанкт-Петербург
Period25/02/192/03/19
Internet address

Cite this

Торопкина, М. А., Рюмин, А. Г., Шалина, И. О., & Соболев, И. С. (2019). Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот. 205-207. Paper presented at Международная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения, Санкт-Петербург, .
Торопкина, Маримьяна Андреевна ; Рюмин, Александр Георгиевич ; Шалина, Ирина Олеговна ; Соболев, И.С. / Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот. Paper presented at Международная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения, Санкт-Петербург, .3 p.
@conference{42663812eaef47e899dd6680c7d9af8a,
title = "Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот",
abstract = "This work is devoted to the use of algae culture Chlorella vulgaris to assess the physiological activity of humic acids (HA). The paper describes the physico-chemical characteristics of HA preparations — carbon, nitrogen and hydrogen, free radical concentration (by ENR), the ratio of structural components in 13C-NMR, the optical density of HA working solutions, ag-gregative stability and oxygen binding in a solution. Such indicators as pri-mary production, respiration, and photosynthesis, as well as cell size and size, were used directly to assess changes in the physiological parameters of the Chlorella vulgaris culture. The physicochemical characteristics of HA preparations reflect the characteristics of their formation in the soil. All the measured physiological parameters of the culture of Chlorella vulgaris change under the influence of HA preparations to varying degrees depending on the preparation used.Почвенная биота взаимодействует с большим количеством компонентов в среде обитания, которые, безусловно, оказывают влияние на их рост и развитие. Среди биологически активных веществ естественно-го происхождения особое место занимают гуминовые вещества (ГВ) как по количественным, так и по качественным показателям. Поэтому изучение их состава и свойств является важным разделом исследований фундаментальной и прикладной науки. В настоящее время наибольший интерес представляет влияние ГВ на живые организмы и в основном на их физиологическую активность.Данному вопросу посвящено множество работ как зарубежных, так и отечественных исследователей, однако до сих пор не существует единого представления о механизмах влияния ГВ на живые организмы. Это связано, прежде всего, с полиморфностью ГВ, которая и обуславливает разнообразие механизмов влияния на живые организмы, а они в свою очередь в зависимости от стадии своего жизненного цикла, внеш-них условий и т.п. тоже по разному реагируют на ГВВ нашей работе мы оценивали влияние достаточно контрастных по своим свойствам препаратов гуминовых кислот (ГК) на разные физиологические процессы водоросли Chlorella vulgaris.Chlorella vulgaris в период своей жизнедеятельности должна питаться, дышать, удалять ненужные вещества, расти, размножаться и пр. Эти процессы зависят от различных параметров окружающей среды, а также ГВ, вступающих во взаимодействие с живым организмом. Изучение физиологических процессов и их изменения при контакте с ГВ могут пролить свет на механизмы их действия.Экстракция препаратов гуминовых кислот из почв проводилась 0,1 н. NaОН по единой методике (Чуков, 1985). Всего выделено 6 препаратов: чернозем целинный и парующий (Курская область); дерново-подзолистая целинная и залежная почва (Новгородская область); серая целинная и пахотная почва (Белгородская область).Для характеристики препаратов ГК и связи их свойств с воздействием на живой объект были определены такие показатели как содержание углерода, азота и водород, концентрация свободных радикалов (методом ЭПР), соотношение структурных компонентов по 13C-ЯМР, оптическая плотность рабочих растворов ГК с концентрацией 0,003{\%} при длине волны 860 нм, агрегативная неустойчивость и связывание кислорода в растворе.В работе оценивались такие физиологические показатели Chlorella vulgaris как первичная продукция, дыхание и фотосинтез, а также изменение численности клеток культуры и их размеров под влиянием различных препаратов ГК в двух различных экспозициях – 1 сутки и 5 суток. Первичная продукция, дыхание и фотосинтез оценивали по содержанию кислорода в инкубационных сосудах с помощью анализатора растворенного кислорода МАРК-302Э.Для установления численности и размеров клеток мы использовали микроскоп с цифровой камерой и счетную камеру Горяева. Под-счет клеток и их размеров на цифровых фотографиях ведется с помощью специально написанной программы (на языке Python) с визуальным контролем правильности результатов.Второй метод оценки размеров клеток культуры водоросли – лазерная дифрактометрия с помощью прибора Shimadzu SALD-2201. Отличительной чертой данного метода является экспрессность получения результатов из относительно большого объема обрабатываемой пробы. Но вместе с этим применимость его к биологическим объектам требует дополнительного изучения, а из явных недостатков – невозможность получить численность клеток в объеме пробы и высокое влияние «загрязнений» на результаты. Проделанные опыты показывают целесообразность дополнения метода лазерной дифрактометрии прямым счетом с помощью камеры Горяева.По результатам выполненной работы сделаны следующие заключения. Все препараты ГК, использованные в работе, имеют разные физико-химические параметры, отражающие особенности их формирования в разных почвах. При взаимодействии культуры Chlorella vulgaris с растворами препаратов ГК отмечено изменение всех изученных физиологических показателей её жизнедеятельности, причем эти изменения проявляются в разной степени в зависимости от использованного препарата ГК.",
author = "Торопкина, {Маримьяна Андреевна} and Рюмин, {Александр Георгиевич} and Шалина, {Ирина Олеговна} and И.С. Соболев",
year = "2019",
month = "3",
language = "русский",
pages = "205--207",
note = "Международная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения : «Почва как система функциональных связей в природе», Докучаевские молодежные чтения ; Conference date: 25-02-2019 Through 02-03-2019",
url = "http://www.dokuchaevskie.ru/information/2019g",

}

Торопкина, МА, Рюмин, АГ, Шалина, ИО & Соболев, ИС 2019, 'Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот' Paper presented at, Санкт-Петербург, 25/02/19 - 2/03/19, pp. 205-207.

Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот. / Торопкина, Маримьяна Андреевна; Рюмин, Александр Георгиевич; Шалина, Ирина Олеговна; Соболев, И.С.

2019. 205-207 Paper presented at Международная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения, Санкт-Петербург, .

Research outputpeer-review

TY - CONF

T1 - Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот

AU - Торопкина, Маримьяна Андреевна

AU - Рюмин, Александр Георгиевич

AU - Шалина, Ирина Олеговна

AU - Соболев, И.С.

PY - 2019/3

Y1 - 2019/3

N2 - This work is devoted to the use of algae culture Chlorella vulgaris to assess the physiological activity of humic acids (HA). The paper describes the physico-chemical characteristics of HA preparations — carbon, nitrogen and hydrogen, free radical concentration (by ENR), the ratio of structural components in 13C-NMR, the optical density of HA working solutions, ag-gregative stability and oxygen binding in a solution. Such indicators as pri-mary production, respiration, and photosynthesis, as well as cell size and size, were used directly to assess changes in the physiological parameters of the Chlorella vulgaris culture. The physicochemical characteristics of HA preparations reflect the characteristics of their formation in the soil. All the measured physiological parameters of the culture of Chlorella vulgaris change under the influence of HA preparations to varying degrees depending on the preparation used.Почвенная биота взаимодействует с большим количеством компонентов в среде обитания, которые, безусловно, оказывают влияние на их рост и развитие. Среди биологически активных веществ естественно-го происхождения особое место занимают гуминовые вещества (ГВ) как по количественным, так и по качественным показателям. Поэтому изучение их состава и свойств является важным разделом исследований фундаментальной и прикладной науки. В настоящее время наибольший интерес представляет влияние ГВ на живые организмы и в основном на их физиологическую активность.Данному вопросу посвящено множество работ как зарубежных, так и отечественных исследователей, однако до сих пор не существует единого представления о механизмах влияния ГВ на живые организмы. Это связано, прежде всего, с полиморфностью ГВ, которая и обуславливает разнообразие механизмов влияния на живые организмы, а они в свою очередь в зависимости от стадии своего жизненного цикла, внеш-них условий и т.п. тоже по разному реагируют на ГВВ нашей работе мы оценивали влияние достаточно контрастных по своим свойствам препаратов гуминовых кислот (ГК) на разные физиологические процессы водоросли Chlorella vulgaris.Chlorella vulgaris в период своей жизнедеятельности должна питаться, дышать, удалять ненужные вещества, расти, размножаться и пр. Эти процессы зависят от различных параметров окружающей среды, а также ГВ, вступающих во взаимодействие с живым организмом. Изучение физиологических процессов и их изменения при контакте с ГВ могут пролить свет на механизмы их действия.Экстракция препаратов гуминовых кислот из почв проводилась 0,1 н. NaОН по единой методике (Чуков, 1985). Всего выделено 6 препаратов: чернозем целинный и парующий (Курская область); дерново-подзолистая целинная и залежная почва (Новгородская область); серая целинная и пахотная почва (Белгородская область).Для характеристики препаратов ГК и связи их свойств с воздействием на живой объект были определены такие показатели как содержание углерода, азота и водород, концентрация свободных радикалов (методом ЭПР), соотношение структурных компонентов по 13C-ЯМР, оптическая плотность рабочих растворов ГК с концентрацией 0,003% при длине волны 860 нм, агрегативная неустойчивость и связывание кислорода в растворе.В работе оценивались такие физиологические показатели Chlorella vulgaris как первичная продукция, дыхание и фотосинтез, а также изменение численности клеток культуры и их размеров под влиянием различных препаратов ГК в двух различных экспозициях – 1 сутки и 5 суток. Первичная продукция, дыхание и фотосинтез оценивали по содержанию кислорода в инкубационных сосудах с помощью анализатора растворенного кислорода МАРК-302Э.Для установления численности и размеров клеток мы использовали микроскоп с цифровой камерой и счетную камеру Горяева. Под-счет клеток и их размеров на цифровых фотографиях ведется с помощью специально написанной программы (на языке Python) с визуальным контролем правильности результатов.Второй метод оценки размеров клеток культуры водоросли – лазерная дифрактометрия с помощью прибора Shimadzu SALD-2201. Отличительной чертой данного метода является экспрессность получения результатов из относительно большого объема обрабатываемой пробы. Но вместе с этим применимость его к биологическим объектам требует дополнительного изучения, а из явных недостатков – невозможность получить численность клеток в объеме пробы и высокое влияние «загрязнений» на результаты. Проделанные опыты показывают целесообразность дополнения метода лазерной дифрактометрии прямым счетом с помощью камеры Горяева.По результатам выполненной работы сделаны следующие заключения. Все препараты ГК, использованные в работе, имеют разные физико-химические параметры, отражающие особенности их формирования в разных почвах. При взаимодействии культуры Chlorella vulgaris с растворами препаратов ГК отмечено изменение всех изученных физиологических показателей её жизнедеятельности, причем эти изменения проявляются в разной степени в зависимости от использованного препарата ГК.

AB - This work is devoted to the use of algae culture Chlorella vulgaris to assess the physiological activity of humic acids (HA). The paper describes the physico-chemical characteristics of HA preparations — carbon, nitrogen and hydrogen, free radical concentration (by ENR), the ratio of structural components in 13C-NMR, the optical density of HA working solutions, ag-gregative stability and oxygen binding in a solution. Such indicators as pri-mary production, respiration, and photosynthesis, as well as cell size and size, were used directly to assess changes in the physiological parameters of the Chlorella vulgaris culture. The physicochemical characteristics of HA preparations reflect the characteristics of their formation in the soil. All the measured physiological parameters of the culture of Chlorella vulgaris change under the influence of HA preparations to varying degrees depending on the preparation used.Почвенная биота взаимодействует с большим количеством компонентов в среде обитания, которые, безусловно, оказывают влияние на их рост и развитие. Среди биологически активных веществ естественно-го происхождения особое место занимают гуминовые вещества (ГВ) как по количественным, так и по качественным показателям. Поэтому изучение их состава и свойств является важным разделом исследований фундаментальной и прикладной науки. В настоящее время наибольший интерес представляет влияние ГВ на живые организмы и в основном на их физиологическую активность.Данному вопросу посвящено множество работ как зарубежных, так и отечественных исследователей, однако до сих пор не существует единого представления о механизмах влияния ГВ на живые организмы. Это связано, прежде всего, с полиморфностью ГВ, которая и обуславливает разнообразие механизмов влияния на живые организмы, а они в свою очередь в зависимости от стадии своего жизненного цикла, внеш-них условий и т.п. тоже по разному реагируют на ГВВ нашей работе мы оценивали влияние достаточно контрастных по своим свойствам препаратов гуминовых кислот (ГК) на разные физиологические процессы водоросли Chlorella vulgaris.Chlorella vulgaris в период своей жизнедеятельности должна питаться, дышать, удалять ненужные вещества, расти, размножаться и пр. Эти процессы зависят от различных параметров окружающей среды, а также ГВ, вступающих во взаимодействие с живым организмом. Изучение физиологических процессов и их изменения при контакте с ГВ могут пролить свет на механизмы их действия.Экстракция препаратов гуминовых кислот из почв проводилась 0,1 н. NaОН по единой методике (Чуков, 1985). Всего выделено 6 препаратов: чернозем целинный и парующий (Курская область); дерново-подзолистая целинная и залежная почва (Новгородская область); серая целинная и пахотная почва (Белгородская область).Для характеристики препаратов ГК и связи их свойств с воздействием на живой объект были определены такие показатели как содержание углерода, азота и водород, концентрация свободных радикалов (методом ЭПР), соотношение структурных компонентов по 13C-ЯМР, оптическая плотность рабочих растворов ГК с концентрацией 0,003% при длине волны 860 нм, агрегативная неустойчивость и связывание кислорода в растворе.В работе оценивались такие физиологические показатели Chlorella vulgaris как первичная продукция, дыхание и фотосинтез, а также изменение численности клеток культуры и их размеров под влиянием различных препаратов ГК в двух различных экспозициях – 1 сутки и 5 суток. Первичная продукция, дыхание и фотосинтез оценивали по содержанию кислорода в инкубационных сосудах с помощью анализатора растворенного кислорода МАРК-302Э.Для установления численности и размеров клеток мы использовали микроскоп с цифровой камерой и счетную камеру Горяева. Под-счет клеток и их размеров на цифровых фотографиях ведется с помощью специально написанной программы (на языке Python) с визуальным контролем правильности результатов.Второй метод оценки размеров клеток культуры водоросли – лазерная дифрактометрия с помощью прибора Shimadzu SALD-2201. Отличительной чертой данного метода является экспрессность получения результатов из относительно большого объема обрабатываемой пробы. Но вместе с этим применимость его к биологическим объектам требует дополнительного изучения, а из явных недостатков – невозможность получить численность клеток в объеме пробы и высокое влияние «загрязнений» на результаты. Проделанные опыты показывают целесообразность дополнения метода лазерной дифрактометрии прямым счетом с помощью камеры Горяева.По результатам выполненной работы сделаны следующие заключения. Все препараты ГК, использованные в работе, имеют разные физико-химические параметры, отражающие особенности их формирования в разных почвах. При взаимодействии культуры Chlorella vulgaris с растворами препаратов ГК отмечено изменение всех изученных физиологических показателей её жизнедеятельности, причем эти изменения проявляются в разной степени в зависимости от использованного препарата ГК.

M3 - материалы

SP - 205

EP - 207

ER -

Торопкина МА, Рюмин АГ, Шалина ИО, Соболев ИС. Использование водоросли Chlorella vulgaris для оценки физиологической активности гуминовых кислот. 2019. Paper presented at Международная научная конференция XXII Докучаевские молодежные чтения, Санкт-Петербург, .