افزايش توليد بتا-كاروتن و گليسرول در كشت سلولي Dunaliella salina توسط امواج فراصوت

Increased production of beta-carotene and glycerol in Dunaliella salina cell culture by ultrasound

هدف: هدف از اين مطالعه بررسي اثر امواج فراصوت بر رشد و برخي شاخص هاي فيزيولوژيكي در كشت جلبك تك سلولي Dunaliella salina  بود. مواد و روش ها: امواج فراصوت با فركانس 40 كيلو هرتز و توان  W/Cm35، به كشت‏هاي سلولي در روز چهاردهم واكشت در قالب طرح كاملا تصادفي با 3 تكرار اعمال شد. مدت زمان تابش امواج فراصوت به سلول‏ها 0، 2/5، 5 و 10 دقيقه بود. شاخص هاي مورد اندازه گيري عبارت بود از: رشد سلولي، پروتئين كل، رنگيزه هاي فتوسنتزي، پتانسيل آنتي اكسيدانتي، ميزان پراكسيداسيون ليپيدهاي غشايي، مقدار تركيبات فنلي، فلاونوئيدها، آنتوسيانين ها، قندهاي محلول، بتاكاروتن  و گليسرول. نتايج: نتايج نشان داد كه با افزايش مدت زمان تابش امواج فراصوت رشد سلولي و مقدار رنگيزه هاي فتوسنتزي كاهش يافت. در مقابل مقدار پروتئين كل، پتانسيل آنتي اكسيدانتي، پراكسيداسيون ليپيدهاي غشايي، تركيبات فنلي، فلاونوئيدها، آنتوسيانين­ها، بتاكاروتن و گليسرول افزايش يافت. بيشترين ميزان بتاكاروتن  و گليسرول به‏عنوان متابوليت هاي مهم در حالت تيمار 10 دقيقه تابش امواج فراصوت به‏دست آمد كه به‏ترتيب 12/3 و 13/5 ميلي‏گرم در ليتر بود. نتيجه گيري: به نظر مي‏رسد امواج فراصوت با تحريك سلول‏ها و القاي پاسخ هاي دفاعي و متابوليت ثانوي، باعث افزايش مقدار بتاكاروتن و گليسرول در سلول‏ها گرديد.

Aim: The purpose of this study was to investigate the effect of ultrasound on growth and some physiological parameters in cultures of unicellular alga Dunaliella salina. Material and Methods: Ultrasound waves were applied with a frequency of 40 kHz, and 5W/Cm3 power, at the fourteenth day of subculture in a completely randomized design with 3 replications. Ultrasound exposure times to cells were 0, 2.5, 5 and 10 minutes. The parameters measured were: cell growth, total protein content, photosynthetic pigments, antioxidant potential, membrane lipid peroxidation, amount of phenolic compounds, flavonoids, anthocyanins, soluble sugars, betacarotene and glycerol. Results: The results showed, due to increase of ultrasound irradiation time, cell growth and photosynthetic pigments were decreased. In contrast, total protein content, antioxidant potential, membrane lipid peroxidation, phenolic compounds, flavonoids, anthocyanins, betacarotene and glycerol were increased. Maximum amount of betacarotene (12.3 mg/l) and glycerol (13.5 mg/l) as the main metabolites were obtained at 10 minutes treatment. Conclusion: It seems that ultrasound waves increased betacarotene, and glycerol production of the cell by induction of defensive responses and secondary metabolism.