Анотація до роботи:

Харчук І. А. Ангiдробіоз мікроводоростей як спосіб збереження їх життєздатності – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 – гідробіологія. – Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України, Севастополь, 2008.

Дисертація присвячена розробці методу тривалого зберігання мікроводоростей без використання поживних середовищ, який дозволяє зберігати їх життєздатність у збезводненому стані протягом тривалого часу. Метод включає переведення клітин у стан ангiдробіозу, їх зберігання і реактивацию, тобто переведення в активну культуру. Аналіз морфометричних і біохімічних характеристик мікроводоростей при переведенні в ангiдробіоз і реактівації дозволив визначити умови де- і регідратації клітин. Оптимальна температура дегідратації для досліджених водоростей знаходиться в діапазоні 30–60С, дегідратація при температурі вищій за 60С приводить до необоротних змін у клітинах. Умови регiдратації є: використання розбавлених розчинів середовищ (1:1) з температурою 25–30С, освiтленiсть близько 2 кЛк. Визначені умови, що забезпечують збереження мікроводоростей у стані ангiдробіозу. Показаний взаємозв'язок життєздатності й залишкової вологості культури. Вперше визначений його оптимум: для Spirulina platensis – 9–11 %, для Synechococcus elongatus – 8–11 %, для Phaeodactylum tricornutum – 12–14 %.

1. Вперше показано, що мікроводорості водного середовища можуть зберігатися в збезводненому стані тривалий час (протягом декількох років). Розроблені методи їх переведення у стан ангідробіозу, тривалого зберігання і реактивації. Методи апробовані на 5 видах мікроводоростей різних систематичних груп.

2. У стан ангідробіозу переведено 2 види прокаріотичних (Spirulina platensis, Synechococcus elongatus) і 3 види еукаріотичних (Dunaliella salina, Porphyridium cruentum, Phaeodactylum tricornutum) мікроводоростей. Експериментальним шляхом визначено, що температура 30–60С є оптимальною для переведення в стан ангідробіозу досліджуваних видів.

3. Дегідратація культур мікроводоростей спричинює морфометричні зміни клітин (у порівнянні з контролем), які носять видоспецифічний характер: для Spirulina platensis характерне збільшення довжини (при 60С на 22%) і зменшення ширини клітин (на 25–31%); для Phaeodactylum tricornutum виявлено зниження їх ширини (на 5 %) і довжини (на 11 %); для Synechococcus elongatus відмічено скорочення ширини (на 20 %); для Porphyridium cruentum – зменшення їх діаметра (на 25 %), тоді як клітини Dunaliella salina набувають кулястої форми.

4. Переведення про- і еукаріотичних мікроводоростей у стан ангідробіозу супроводжується статистично значущим зниженням вмісту пігментів, вільних нуклеотидів і ліпідів. Зміна нуклеотидного і пігментного комплексів може слугувати критерієм оцінки життєздатності водоростей в ангідробіозі.

5. Встановлено, що реактивація мікроводоростей із стану ангідробіозу ефективна за таких умов: використанні розбавлених середовищ у співвідношенні 1 : 1, температурі розчинів 25–30С і освітленості близько 2 кЛк.

6. Відновлення морфометричних показників реактивованих клітин і здатності їх до ділення у прокаріотичних водоростей відбувається швидше, ніж в еукаріотичних. Розміри клітин прокаріотичних мікроводоростей відновлюються протягом 30 хв – 24 годин, а еукаріотичних через 10–30 днів. Процес ділення клітин після реактивації починається у прокаріотів через 1 день (Synechococcus elongatus) і 14 днів у (Spirulina platensis), в еукаріотів – 20–30 днів. Ростові і біохімічні характеристики реактивованих водоростей як прокаріотичних, так і еукаріотичних не залежать від термінів перебування їх у стані ангідробіозу.

7. Визначені оптимальні умови зберігання ангідробіозних культур, які дозволяють зберегти високу частку життєздатних клітин протягом 0,5–6 років (76 % клітин Spirulina platensis протягом 6 років, 100 % клітин Synechococcus elongatus і цист Dunaliella salina протягом 3-х років). Необхідні умови: герметичність упаковки, без доступу світла, температура навколишнього середовища 15–20С.

8. Виявлена тенденція до зниження частки життєздатних клітин мікроводоростей при зберіганні їх у стані ангідробіозу, яка найінтенсивніше виражена в період від 1 до 4 років знаходження культур у стані ангідробіозу, після чого частка відмираючих клітин незначна. Кількість клітин, зберігаючих життєздатність, є видоспецифічною ознакою.

9. Виявлена залежність життєздатності мікроводоростей у стані ангідробіозу від залишкової вологості, оптимум якої становить: 9–11 % у Spirulina platensis,
   8–11 % у Synechococcus elongatus, 12–14 % у Phaeodactylum tricornutum.

10. Розроблений метод зберігання мікроводоростей є економічно вигідним і дозволяє рекомендувати його для широкого використання в біологічних галузях науки і виробництва.

Публікації автора:

1. Харчук И. А. Способ реактивации цианобактерий Spirulina platensis (Nordst) из ангидробиоза / И. А. Харчук // Экология моря. – 2003. – Вып. 64. – С. 86–89.

2. Харчук И. А. Влияние температуры дегидратации на нуклеиновые кислоты Dunaliella salina / И. А. Харчук // Экология моря. – 2005. – Вып. 69. – С. 64–67.

3. Харчук И.А. Анабиоз: закономерности и сопровождающие его процессы / И. А. Харчук // Экология моря. – 2005. – Вып. 70. – С. 62–78.

4. Харчук И. А. Динамика фракционного состава липидов в клетках Spirulina platensis (Nordst) в зависимости от температуры дегидратации / И. А. Харчук, Ю. П. Копытов // Экология моря. – 2005. – Вып. 70. – С. 79–83.

5. Брянцева Ю. В. Характеристика цианобактерий Spirulina (Artrospira) platensis / Ю. В. Брянцева, И. В. Дробецкая, И. А. Харчук // Экология моря. – 2005. – Вып. 70. – С. 24–30.

6. Харчук И. А. Влияние длительности хранения на жизнеспособность клеток Spirulina platensis Nords в состоянии ангидробиоза / И. А. Харчук // Экология моря. – 2007. – Вып. 74. – С. 80–83.

7. Харчук И. А. Влияние температурных режимов обезвоживания на нуклеиновые кислоты Spirulina platensis / И. А. Харчук, И. Н. Гудвилович // Зб. наук. праць «Актуальні проблеми ботаніки та екології» / гол. ред. Я. Н. Дидух. – Київ : Фітосоціоцентр, 2005. – Вип. 1. – С. 230–234.

8. Харчук И. А. Влияние дегидратации на морфометрические и биохимические характеристики цианобактерий Spirulina platensis (Nordst) Geitler / И. А. Харчук, Ю. В. Брянцева // Зб. наук. праць «Актуальні проблеми ботаніки та екології» / гол. ред. Я. Н. Дидух. – Київ : Фітосоціоцентр, 2008. – Вип. 2 – С. 21–24.

9. Харчук И. А. Изменчивость морфометрических характеристик клеток морских микроводорослей в результате дегидратации - регидратации / И. А. Харчук, Ю. В. Брянцева // Труды ЮгНИРО «Основные результаты комплексных исследований в Азово-Черноморском бассейне и мировом океане» (Юбилейный выпуск) / гл. ред. Б. Н. Панов. – Керчь : Изд-во ЮгНИРО, 2008. – Том. 46 – С. 87–92.

10. Харчук И. А. Изменения, происходящие в процессе реактивации цианобактерий Spirulina platensis / И. А. Харчук // XXIV конф. молодых учёных Мурманского морского биологического института, май 2006 г. : материалы докл. – Мурманск : Мзд. ММБИ КНЦ РАН, 2006. – С. 139–141.

11. Харчук И. А. Реактивация микроводорослей из состояния ангидробиоза / И. А Харчук, Р. П. Тренкеншу, А. В. Алисеевич // Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация. : науч. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных, посвящ. 180 – летию со дня рождения Л. С. Ценковского, 28 марта – 1 апреля 2003 г. : материалы докл. Одесса, 2003. – С. 177.

12. Харчук И. А. Разработка метода реактивации микроводорослей из ангидробиоза / И. А. Харчук // Понт Эвксинский III: конф. молодых учёных по проблемам Чёрного и Азовского морей, 27–30 мая 2003 г. : тезисы докл. – Севастополь, 2003. – С. 77–78.

13. Харчук И. А. Влияние температурных режимов обезвоживания на биохимический состав Spirulina platensis (Arthrospira) / И. А. Харчук, И. Н. Гудвилович // Актуальні проблеми ботаніки та екології : конф. молодих учених-ботаніків, 7–10 верес. 2004 г. : материалы докл. – Канів, 2004. – Вып. 9. – С. 192–193.

14. Харчук И. А. Динамика нуклеиновых кислот Dunaliella salina (Dunal) Teod. в зависимости от режимов дегидратации / И. А. Харчук // Актуальные проблемы современной альгологии: материалы III междунар. конф., 20–23 апр. 2005 г. : материалы докл. – Харьков, 2005. – С. 171–172.

15. Харчук И. А. Динамика нуклеиновых кислот ангидробиозных культур Spirulina platensis / И. А. Харчук // Понт Эвксинский IV: IV Всеукр.науч. – практ. конф. молодых учёных по проблемам Черного и Азовского морей, 24–27 мая 2005 г. : тезисы докл. – Севастополь, 2005. – С. 155.

16. Харчук И. А. Выбор способа дегидратации и реактивации микроводорослей / И. А. Харчук // Актуальні проблеми дослідження та збереження фіторізноманіття: конф. молодих учених – ботаніків, 6–9 верес. 2005 р. Нац. Дендролог. парк „Софіївка” НАНУ, Умань: матеріали докл. – Київ, 2005. – С. 171–172.

17. Харчук И. А. Реактивация Spirulina platensis (Nordst.) Geitler и сопровождающие её процессы / И. А. Харчук, Р. П. Тренкеншу // Проблемы биологической океанографии XXI века : междунар. науч. конф., посвящ. 135-летию ИнБЮМ, 19–21 сентября 2006 г. : тезисы докл. – Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – С.172.

18. Харчук И. А. Ангидробиоз, как способ сохранения микроводорослей / И. А. Харчук / Актуальні проблеми ботаніки, екології та біотехнології : міжнародної конф. молодих учених – ботаніків 27–30 вересня, 2006 р. : матеріали докл. – Київ : Фітосоціоцентр, 2006. – С. 173–174.

19. Kharchuk I. A. Influence of temperature dehydration on viability / I. A. Kharchuk // “Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution.” : III international young scientists conference, dedicated to 100 anniversary from birth of famous Ukrainian lichenologist Maria Makarevych, 15–18 may, 2007 r. : материалы докл. – Одесса : Печатный дом, 2007. – P. 32.

20. Харчук И. А. Ростовые и биохимические характеристики культур микроводорослей выведенных из состояния ангидробиоза / И. А. Харчук // Понт Эвксинский V: V Междунар. науч. – практ. конф. молодых учёных по проблемам водных экосистем 24–27 сентября 2007 г. : тезисы докл. – Севастополь, 2007. – С. 103–104.