ИСТИНА

Работы выполнялись в научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии (НИЛ ВИЭ) географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова. На первом этапе проекта проведен анализ и систематизация оценок энергоэффективности производства биотоплива из микроводорослей в исследовательских и пилотных проектах (глубина анализа – 20 лет). Анализируются литературные данные об экономической эффективности получения биотоплива из водорослей. Формулируются возможные пути повышения эффективности энергетического использования микроводорослей, основанные на литературных и собственных экспериментальных данных. Проведена классификация применяемых способов культивирования и трансформации биомассы микроводорослей в биодизельное топливо в зависимости от технологии выращивания, способов экстракции липидов и конверсии их в биодизельное топливо. Показаны результаты собственных экспериментальных работ по выделению из природных источников новых кандидатных штаммов микроводорослей и подбору стрессоров для липидной индукции. В качестве стрессоров для липидной индукции использовались: 1) повышенная и пониженная инсоляция (от (2÷4) μE/(м2×c)) до (450±25) μE/(м2×c)); 2) субоптимальные температуры (от (25±1)˚С до (9±1)˚С); 3) голодание по азоту и фосфору; 4) барботаж воздухом, содержащим от 1,5 до 3,0 % СО2 (об.). Для создания стрессовых условий по освещенности была модернизирована установка для открытого/закрытого культивирования микроводорослей на второй стадии культивирования в условиях физиологического стресса, требующей максимальной освещенности до 500 микромоль фотонов/м2/с и перемешивания с помощью магнитной мешалки (добавлены осветители с белыми светодиодами EDEW-3LS6-FR компании Edison Opto; светильники с белыми светодиодами теперь имеют максимальный суммарный световой поток до 500-550 микромоль фотонов/м2/с). Обнаружено значимое увеличение содержание липидов в клетках микроводорослей под действием стрессоров. Рассмотрена целесообразность применения метода скрининга липидосодержащих микроводорослей окрашиванием флуоресцентным красителем Нильским красным, который был апробирован на широком спектре выделенных культур микроводорослей из разных таксонов. Семь отобранных кандидатных штаммов микроводорослей были идентифицированы молекулярно-биологическим методом. Молекулярно-генетическая идентификация и филогенетический анализ с высоким уровнем бутстреп поддержки на основе нуклеотидной последовательности гена 16S rRNA и ITS (длина фрагментов ДНК - около 1600 нуклеотидов) показали, что три клоновые культуры артроспир/спирулин, полученных в НИЛ ВИЭ и существенно различавшихся по внешним морфометрическим признакам, обнаружили 100%-ное сходство между собой и с некоторыми штаммами A. platensis из генбанка NCBI (шт.BY из Китая, шт.РСС9108 из Юж.Китая и шт.AICB49 из Египта), т.е. достоверно принадлежат к виду Arthrospira platensis. Подтверждена перспективность использования технологичной быстрорастущей микроводоросли Arhtrospira platensis в качестве модельного объекта для поиска стрессоров и – в целом - режима культивирования липидосодержащих микроводорослей.