Carotenogenesis in Haematococcus pluvialis cells induced by light and nutrient stresses

Authors

  • Moira Nunes Unesp - FCAV
  • Armando Augusto Henriques Vieira Universidade Federal de São Carlos - Departamento de Botânica
  • Ernani Pinto Universidade São Paulo
  • Ronaldo Leal Carneiro Universidade São Paulo
  • Antonio Carlos Monteiro Universidade Estadual Paulista

DOI:

https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2013.v48.11459

Keywords:

astaxanthin, dissolved organic carbon, carotenoid, light intensity, microalga

Abstract

The objective of this work was to evaluate the responses of Haematococcus pluvialis cells to the carotenogenesis induction process, under light and nutrition stress. Cells were acclimated during 15 days in WC medium, with aeration with synthetic, filtered atmospheric air and flow rate of 100 mL min‑1, light intensity of 50 μmol photons m‑2 s‑1, photoperiod of 12 hours, and temperature of 23°C. The following two treatments were compared: cultivation under the described conditions, but with increase of light intensity up to 350 μmol photons m‑2 s‑1; and cultivation under the same conditions as the previous treatment, but with aeration containing 4% CO2. The treatments were done in triplicate, during ten days. With the addition of CO2 and the increment in lighting, an increase was observed in the carotenoids/chlorophyll ratio and cell biomass. Cells stopped dividing on the second day of stress, when nitrate became limiting, and significantly increased their biovolume. The excretion of organic carbon and the concentration of astaxanthin increase in response to the addition of CO2. Stress by light intensity combined with CO2 addition optimizes carotenogenesis in H. pluvialis and increases astaxanthin production.

Author Biographies

Moira Nunes, Unesp - FCAV

Zootecnista , mestre em Aquicultura pela UFSC, doutranda do programa de pós graduação de Microbiologia Agropecuária da Unesp, com atuação na área de cultivo comercial de microalgas voltada para obtenção de biomassa e compostos de interesse específico.

Armando Augusto Henriques Vieira, Universidade Federal de São Carlos - Departamento de Botânica

Biólogo, Professor Titular da Universidade Federal de São Carlos, com atuação na área de ficologia, com ênfase excreção de matéria orgânica, polissacarídeos extracelulares, produção primária fitoplanctônica e técnicas de cultivo de microalgas.

Ernani Pinto, Universidade São Paulo

Farmacêutico (FCF-USP), professor associado (livre docente) da FCF-USP. Atua na área de toxicologia, com ênfase em análises de toxinas, produtos naturais de algas e cianobactérias, e produtos de degradação de medicamentos.

Ronaldo Leal Carneiro, Universidade São Paulo

Doutor em Ciências Biológicas - Biofísca, atualmente é colaborador de pós-graduação da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, e co-orientador na FCF - Universidade de São Paulo.

Antonio Carlos Monteiro, Universidade Estadual Paulista

Biólogo, Professor do Departamento de Produção Vegetal da FCAV/Unesp, com atuação na área de microbiologia com ênfase ao cultivo e produção de microorganismos.

Published

2013-10-31

How to Cite

Nunes, M., Vieira, A. A. H., Pinto, E., Carneiro, R. L., & Monteiro, A. C. (2013). Carotenogenesis in <i>Haematococcus pluvialis</i> cells induced by light and nutrient stresses. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 48(8), 825–832. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2013.v48.11459