Optimización del cultivo de diatomeas Weissflogii defensor mundial de la acuicultura

Thalassiosira weissflogii es un insumo importante en el cultivo mundial de camarones y mariscos

La Thalassiosira weissflogii sucia es importante en la industria de la acuicultura para alimentar los estadios larvales de camarones y crustáceos en criaderos.

La toalla Thalassiosira weissflogii es un extendido, unicelular microalgas se encuentra en ambientes marinos, salobres y de agua dulce en muchas partes del mundo. La evidencia de la genética molecular sugiere que esta especie de diatomeas centrales es de hecho un complejo de especies y que puede haber varias poblaciones genéticas diferentes en el Atlántico oriental y occidental, California, Indonesia y Hawai. Tiene la forma de un cilindro corto, de 4 a 32 μm de diámetro, que existe en células individuales y en grupos unidos a una matriz de gelatina y es probable que crezca mejor con mayor salinidad.

La especie tolera la mala calidad del agua y no es tóxica, pero a veces se puede asociar con otras especies de algas que pueden causar mareas rojas y floraciones de algas. Esta diatomea se reproduce tanto asexualmente como sexualmente; esta última puede ser provocada por señales externas como cambios en la temperatura del agua, la intensidad de la luz o la duración del día. Tiene un uso importante en la industria de la acuicultura, donde es ampliamente utilizado en los criaderos para alimentar los estadios larvales de camarones y crustáceos y se considera la mejor microalga para los estadios larvarios del camarón.

En nuestro estudio, probamos la producción de T. weissflogii en diferentes fotobiorreactores para encontrar las mejores condiciones de crecimiento utilizando diseños y condiciones de cultivo simples.

Prueba de diferentes fotobiorreactores

En nuestro estudio, probamos diferentes sistemas de fotorreactores y presentamos nuestros resultados aquí. T. weissflogii es una diatomea ampliamente cultivada en la industria forestal mundial de camarones y crustáceos. Por lo general, se cultiva en modo discontinuo de 1 a 3 millones de células / ml y tiene una cámara de crecimiento (trayectoria de luz) de aproximadamente 450 mm. A diferencia de otras especies, como Nannochloropsis gaditana, que crece muy bien y 100 veces en reactores de película delgada de 30 mm (en comparación con los reactores de cultivo tubulares convencionales de 300 mm o 450 mm de espesor), las células de T.weissflogii se blanquean como muy delgadas (30 mm ) sistemas de fotorreactores debido a que sus células se dividen parcialmente y mueren, no pueden soportar una alta radiación fotosintéticamente activa (PAR).

Pruebas para el crecimiento de la diatomea de Thiatsiosira weissflogii en contenedores con diferentes espesores de pared, incluidos 30 mm (izquierda), 210 mm (centro) y 450 mm (derecha).

Técnicamente, el mejor sistema de crecimiento para T. weissflogii parece ser un reactor cilíndrico con paredes de 110 m de espesor y una fuente de luz controlada que se puede regular entre 60 y 250 µmol fotones / m2 / s, ayudando a las concentraciones celulares en función del tiempo. Con esta configuración, la densidad celular puede ser de 12 a 15 millones de células de T. weissflogii por ml. En principio, se requiere radiación fotónica descendente (400 a 700 nm) en el rango de 80 a 120 µmol fotones / m2 / s durante los primeros dos días después del almacenamiento en tierra de diatomeas, seguida de 120 a 160 µmol fotones / m2 / seg. Del día 3 al día 5 y de 160 a 200 µmol de fotones / m2 / s del día 6 al día 7.

La temperatura del cultivo debe mantenerse entre 22 y 23 ° C y el diámetro de las burbujas de aire a airear debe ser de 10 mm. Antes de almacenar las células de diatomeas en un reactor acrílico de 110 mm de diámetro, el cultivo debería cultivarse normalmente hasta una densidad celular máxima de 3,0 millones de células / ml en carbohidratos de forma continua durante un mes a niveles bajos de nitrógeno y fosfato. El fotoperíodo debe ser de luz durante 18 horas: 6 horas en la oscuridad y debe instilarse vitamina B12 continuamente para mantener una concentración disponible de 0.01 ppm. La adición de nitrógeno hace que las células de T. weissflogii se tornen de color verde amarillento.

Como T. weissflogii tiende a adherirse a las paredes del cultivo y entre sí, es necesario prever un aumento del aire predeterminado (mezcla de turbulencia) durante 20 minutos cada mañana para resuspenderlos todos. También se debe agregar diariamente agua de mar fresca para evitar que las células se agrupen, y esta adición debe ser aproximadamente el 3 por ciento del volumen total proporcionado cada día utilizando agua de mar fría y envejecida (siete días) después del tratamiento.

Para T. weissflogii, el mejor reactor cilíndrico de crecimiento con paredes de 110 m de espesor.

Su sombreado celular no inhibe la división de las células de T. weissflogii, ya que tiene la capacidad de saturar la fotosíntesis incluso a bajas intensidades de luz. T. weissflogii es una diatomea que conserva los nitratos que utiliza su espiral de nitrato intracelular para disimilar los nitratos en amonio en la oscuridad y en anoxia, según lo estudiado por la Dra. Anja Kamp y sus colegas en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina (Alemania).

El Dr. Paul G Falkowski de la Universidad de Rutgers (Nueva Jersey, EE. UU.) Ha informado que se dice que el índice de saturación de luz del crecimiento de T. weissflogii es de aproximadamente 100 fotones piemol / m2 / seg. Más dr. Costello y Chisholm (MIT, EE. UU.) Han estimado que la irradiancia de crecimiento óptima de Thalassiosira weissflogii es de 133 μmol de fotones m-2 s-1.

Perspectivas

Nuestros estudios muestran que la tierra de diatomeas T. weissflogii se puede cultivar con éxito de forma semicontinua y sin colapsos de población durante 90 días y con niveles bajos de nitrógeno / fosfato (100 ppm N / 10 ppm P / 3 ppm urea-N). Los reactores cilíndricos con paredes de 110 m parecen ser óptimos para el mejor desempeño de este cultivo de algas silíceas de alta densidad. La manipulación fisiológica del pigmento que capta la luz celular y los pigmentos fotoprotectores celulares con un cultivo de alta densidad de T. weissflogii es todavía un arte y una ciencia, y por lo tanto se necesita más investigación para afinar este cultivo.

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