КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-24-20037
НазваниеМикроводоросли как продуценты биопластичных материалов
Руководитель Зиганшина Эльвира Эмилевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)
Конкурс №100 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)
Ключевые слова биопластичные материалы; полигидроксиалканоаты; полигидроксибутираты; фотобиореакторы; микроводоросли; агросектор; сточные воды
Код ГРНТИ62.01.94, 62.09.00, 70.25.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
Среди ожидаемых результатов работы в рамках заявляемого проекта выделяем:
1) Выявление наиболее устойчивых микроводорослей с быстрым откликом на изменения условий культивирования, скорости поступления и состава сред культивирования на основе сточных вод агросектора; отбор культур, адаптированных к пограничным значениям параметров культивирования в средах роста на основе сточных вод агрохозяйства.
2) Определение продолжительности стадий роста, максимальных значений продуктивности и скорости роста культур, финального выхода биомассы в зависимости от целей, режимов и условий культивирования в среде роста на основе сточных вод агрохозяйства.
3) Определение методов экстракции запасных молекул и характеристики образцов полимерных соединений биомассы исследуемых культур.
4) Проведение исследований по возможному увеличению таких биотехнологически важных параметров как темпы аккумуляция запасных полимеров и повышение их доли, а также накопление биомассы как аналога биоудобрений.
5) Проведение оценки потенциала и эффективности связывания СО2 в форме биопластика.
6) Определение эффективности иммобилизации культур в рамках задач защиты клеток от токсичной среды, сбора биомассы и повторного использования клеток для обработки сточных вод.
Таким образом, прогнозируемые результаты заявляемого проекта позволят разработать новые методы обработки сточных вод агрохозяйств (в частности сточные воды ферм по разведению крупного рогатого скота, птиц, стоки с пунктов убоя птиц и сточные воды цехов по переработке птиц, стоков объектов растениеводства), что позволит внести модернизацию в сферу управления отходами, дополнить список ценных в биотехнологическом аспекте фотосинтезирующих микроорганизмов, а также развить практику использования биомассы клеток и их метаболитов в различных отраслях народного хозяйства.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За отчетный период в рамках заявленного плана был оценен потенциал синтеза биополимеров, в том числе из семейства полигидроксиалканоатов, изолятами микроводорослей из собственной коллекции фотосинтезирующих микроорганизмов – культурами водорослей классов Trebouxiophyceae и Chlorophyceae (фила Chlorophyta). Получены и проанализированы показатели скорости роста культур, продуктивности и финального выхода биомассы ряда аксеничных культур микроводорослей в условиях контролируемого роста в питательных средах различного состава, а также изучено влияние источника и концентрации неорганического углерода на их продуктивность, протестированы различные стратегии контроля рН среды роста. Так, изучен физиологический отклик микроводорослей Tetradesmus obliquus и Micractinium inermum на повышение нагрузки компонентов питательной среды Болда. Следует отметить, что оба вида водорослей продемонстрировали высокую адаптивность к повышению уровня основных питательных веществ в среде роста и продемонстрировали высокие биоремедиационные показатели. Дополнительно определен список штаммов микроводорослей, способных к быстрому накоплению биомассы в ходе роста на сточных водах отрасли птицепереработки и ферм разведения скота. Определена коммерческая ценность тестируемых культур на основе данных содержания полигидроксиалканоатов, пигментов (в том числе ценных для пищевой и фармацевтической отраслей каротиноидных пигментов), белков, крахмала и липидов в биомассе тестируемых культур. В список устойчивых и быстрорастущих штаммов микроводорослей, пригодных как для лабораторного, так и для промышленного культивирования, в том числе с целью синтеза полимерных материалов, были отнесены виды Chlorella sorokiniana, Chlorella vulgaris, Micractinium inermum, Tetradesmus obliquus и представители рода Desmodesmus. Таким образом, изучены особенности фотоавтотрофного и миксотрофного культивирования перспективных штаммов микроводорослей, выявлены параметры для синтеза таргетных биопродуктов, перспективных для индустрии биопластика, агросектора и пищевой отрасли.
Публикации
1.
Зиганшин А.М., Юрьева К.А., Зиганшин А.М.
Poultry Slaughterhouse Wastewater Treatment by Green Algae: An Eco-Friendly Restorative Process
Environments, Environments 2025, 12(9), 331 (год публикации - 2025)
10.3390/environments12090331
2.
Зиганшина Э.Э., Зиганшин А.М.
Influence of Nutrient Medium Composition on the Redistribution of Valuable Metabolites in the Freshwater Green Alga Tetradesmus obliquus (Chlorophyta) Under Photoautotrophic Growth Conditions
BioTech, BioTech 2025, 14(3), 60 (год публикации - 2025)
10.3390/biotech14030060