Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετήθηκε η διαφοροποίηση στη μοριακής δομής και λειτουργίας του φωτοσυνθετικού μηχανισμού του μονοκύτταρου χλωροφύκους Chlorella vulgaris σε διαφορετικές εντάσεις φωτισμού και σε διαφορετικές ακραίες συγκεντρώσεις CO2, σε απόλυτα αυτότροφες συνθήκες, αποσκοπώντας στον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών καλλιέργειας για την μέγιστη δέσμευση CO2 και την παραγωγή βιομάζας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η Chlorella vulgaris φτάνει τη μέγιστη βιομάζα σε ένταση φωτισμού μεταξύ 50-100 μmol m-2 s-1 και 30% CO2 . Ο βέλτιστος χρόνος καλλιέργειας σε τέτοια συστήματα υπολογίζεται γύρω στις 5-6 ημέρες, όπου καταγράφουμε περίπου 400% αύξηση βιομάζας, δεσμεύοντας ακραίες συγκεντρώσεις CO2. Στους χειρισμούς της παρούσας εργασίας δεν παρατηρήσαμε σημαντικές διαφοροποιήσεις λιπαρών και υδατανθράκων στη βιομάζα των μικροφυκών. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την ανάλυση της βιομάζας κατά το τέλος της πειραματικής διαδικασίας, έδειξαν σε γενικές γραμμές ότι έχουμε αύξηση των λιπαρών όσο μειώνεται η ένταση φωτισμού (και στο απόλυτο σκοτάδι) και όσο αυξάνεται ταυτόχρονα η συγκέντρωση CO2. Για τους υδατάνθρακες φαίνεται να έχουμε τις υψηλότερες τιμές σε συνθήκες υψηλού φωτισμού (200-400 μmol m-2 s-1) και ακραίας συγκέντρωσης CO2 (60% CO2). Όλα τα παραπάνω υποδηλώνουν ότι η Chlorella vulgaris όχι μόνο ανέχεται υψηλές έως και ακραίες συγκεντρώσεις CO2 , αλλά οι αυξανόμενες συγκεντρώσεις CO2 δρουν ευεργετικά στη μοριακή δομή και λειτουργία του φωτοσυνθετικού της μηχανισμού και κατά επέκταση στην αύξηση της βιομάζας. Πρόκειται για το ιδανικό σύστημα δέσμευσης ακραίων συγκεντρώσεων CO2 μετατρέποντας το σε βιομάζα υψηλής προστιθέμενης αξίας. Ως εκ τούτου πρόκειται για ένα σύστημα με προοπτικές για βιοτεχνολογικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές.
(EL)
In the context of the present work was studied the differentiation in the molecular structure and function of the photosynthetic apparatus of the unicellular green alga Chlorella vulgaris at different light intensities and at different extreme CO2 concentrations, in completely autotrophic conditions, aiming at the determination of optimal biomass production. The results showed that Chlorella vulgaris reaches its biomass maximum at light intensities between 50-100 μmol m-2 s-1 and a CO2 concentration of 30%. The optimal cultivation time in such systems is estimated at around 5-6 days, where we record about 400% increase in microalgal biomass, capturing extreme CO2 concentrations. In the treatments of the present work, we did not observe significant differences of lipids and carbohydrates in the biomass of the microalgae. However, the results obtained from the analysis of biomass at the end of the experimental process, showed in general an increase in lipids as the light intensity decreases (and in complete darkness) and as the CO2 concentration increases simultaneously. Carbohydrates seems to have the highest values in high light conditions (200-400 μmol m-2 s-1) and extreme CO2 concentrations (60% CO2). All of the above suggest that Chlorella vulgaris not only tolerates extreme high CO2 concentrations, but the increasing CO2 concentrations have a beneficial effect on the molecular structure and function of its photosynthetic mechanism and consequently on the increase of biomass. Therefore, it is a system with perspectives for future biotechnological and environmental applications.
(EN)
University of Crete
