Gayana: Botanica (Jan 2009)
GROWTH AND TOTAL CAROTENOID CONTENT IN FOUR CHILEAN STRAINS OF HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS FLOTOW, UNDER LABORATORY CONDITIONS CRECIMIENTO Y CONTENIDO TOTAL DE CAROTENOIDESEN CUATRO CEPAS CHILENAS DE HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS FLOTOW, BAJO CONDICIONES DE LABORATORIO
Abstract
Haematococcus pluvialis is a unicellular green microalga cultivated on a large scale as a natural source of astaxanthin, a ketocarotenoid of high commercial value due to its colorant and antioxidant properties. The aim of this study was to compare growth and total carotenoids among four strains of H. pluvialis isolated from different microhabitats in two geographical locations in Chile. Growth was carried out under autotrophic and mixotrophic conditions and under two photon flux densities (PFD) (20 and 85 umol nrV¹). Total carotenoid content was estimated on day 45. Most of the strains grew better under the autotrophic conditions; the highest exponential growth rates were exhibited at the high PFD in all the strains (ranging from 0.73 to 1.20 div day"¹) with the exception of CCM-UDEC 023 which showed the same exponential growth rate with either PFD (0.73 div day"¹). However, the cell density estimated on day 14 was higher at the low PFD in CCM-UDEC 022 and CCM-UDEC 023 (4.4 x 10(5) and 8.9 x 10(4) cells ml"¹, respectively). The mixotrophic condition slightly improved the growth rate of the strain CCM-UDEC 021 at the high PFD (from 1.04 div day"¹ at autotrophic condition to 1.25 and 1.14 div day"¹ at 2mM and 1 OmM sodium acetate, respectively). The algal dry weight estimated on day 14 was not significantly correlated with the cell density, but it was, to a certain extent, related to the proportion and size of the different cell types quantified on that day. The strain with the highest dry weight at the end of the experimental period and under all the assayed conditions was CCM-UDEC 023. It was also the strain that produced the highest total carotenoid content under both autotrophic (5.6 mg l"¹ and 95.6 pg cell"¹ at the high PFD) and mixotrophic (with 2mM acetate) conditions (10.8 mg l"¹ and 297 pg cell"¹ at the high PFD). Ahigh intraspecific variability in the physiological attributes analyzed existed among the strains under study. Even though the mixotrophic condition assayed did not substantially improve the growth rate of any strain, it did improve the total carotenoid yield in the strain CCM-UDEC 023.Haematococcus pluvialis es una microalga unicelular verde cultivada masivamente como fuente natural de astaxantina, un cetocarotenoide de alto valor comercial debido a sus propiedades como colorante y antioxidante. El objetivo de este estudio fue comparar el crecimiento y el contenido de carotenoides totales en 4 cepas de H. pluvialis aisladas de diferentes microhabitats de dos regiones geográficas de Chile. El crecimiento se llevó a cabo en condiciones auto tróficas y mixotróficas a dos densidades de flujo fotónico (DFF) (20 y 85 umol nrV¹). El contenido de carotenoides totales se estimó el día 45. La mayoría de las cepas crecieron mejor en condiciones autotróficas; las más altas tasas de crecimiento exponencial se presentaron a la mayor DFF en todas las cepas (fluctuó entre 0,73 y 1,20 div día"¹) a excepción de la cepa CCM-UDEC 023 la cual mostró la misma tasa de crecimiento exponencial a cualquier DFF (0,73 div día"¹). Sin embargo, la densidad celular estimada el día 14 fue mayor a la menor DFF en CCM-UDEC 022 y CCM-UDEC 023 (4,4 x 10(5) y 8,9 x 10(4) céls mi"¹, respectivamente). La condición mixotrófica mejoró levemente la tasa de crecimiento de la cepa CCM-UDEC 021 a la mayor DFF (de 1,04 div día"¹ en condición autotrófica a 1,25 y 1,14 div día"¹ a 2mM y 1 OmM de acetato de sodio, respectivamente). El peso seco algal estimado el día 14 no mostró correlación significativa con la densidad celular, pero sí, en un cierto sentido, con la proporción y el tamaño de los diferentes tipos celulares a ese día. La cepa que presentó el mayor peso seco al final del periodo experimental y bajo todas las condiciones ensayadas fue CCM-UDEC 023. Esta fue también la cepa que produjo la cantidad de carotenoides totales más alta, tanto en condiciones auto tróficas (5,6 mg l"¹ y 95,6 pg cél"¹ a la mayor DFF) como mixotróficas (con2mM acetato) (10,8 mg l"¹ y 297 pg cél"¹ a la mayor DFF). Las cepas en estudio presentaron una alta variabilidad intraespecífica en los atributos fisiológicos analizados. Aún cuando las condiciones mixotróficas ensayadas no aumentaron sustancialmente las tasas de crecimiento de alguna de las cepas (CCM-UDEC 020, CCM-UDEC 022), esta condición sí mejoró la producción de carotenoides totales en la cepa CCM-UDEC 023.
