Medición de la fluorescencia de la clorofila a en algas encapsuladas en alginato de calcio

Abstract

La inmovilización de las algas tiene múltiples aplicaciones, tales como la biorremediación del agua y la producción de metabolitos. Una de las variables que se puede determinar en las algas inmovilizadas es la fluorescencia de la clorofila a, debido a que este parámetro está relacionado con la respuesta fisiológica de estos organismos. Por ello, el objetivo de este estudio fue explorar un método para la medición de la fluorescencia de la clorofila a en algas encapsuladas en esferas de alginato de calcio. Con este fin, se cultivaron dos especies de microalgas (Scenedesmus ovalternus LAUN 001 y Parachlorella kessleri LAUN 002) en monocultivos, tanto en condiciones de cultivo libres (10 mL de la preparación algal en 250 mL de Medio Básico de Bold), como encapsuladas (250 esferas de alginato de calcio en 250 mL de Medio Básico de Bold). Se realizaron diferentes protocolos de medición de la fluorescencia de la clorofila a del fotosistema II (PSII) variando a) el tiempo de preadaptación a la oscuridad (10, 15 y 30 min), b) la intensidad de luz generada por fluorómetro no modulado (entre 1000 y 3500 µmoles m-2 s-1), y c) el tiempo de exposición a la luz actínica (1, 2 y 5 s). Se lograron establecer como condiciones óptimas para la medición de la eficiencia cuántica potencial del fotosistema II (Fv/Fm) en las algas encapsuladas las siguientes: a) 30 min de preadaptación a la oscuridad; b) 3000 µmoles m-2 s-1, de intensidad lumínica generada desde el fluorómetro; y c) 1 o 2 s de exposición a la luz actínica. Se encontraron los siguientes valores en la Fv/Fm en condiciones no estresantes: 0,760 a 0,764 para S. ovalternus y 0,732 a 0,748 para P. kessleri. Esta metodología permite observar algunos cambios en la actividad fotoquímica relacionados con variaciones de los factores bajo los cuales se encuentran las algas inmovilizadas.

Immobilization of algae has many applications, such as water bioremediation and production of metabolites. One of the variables that can be determined in the immobilized algae is chlorophyll a fluorescence, because this parameter is related to the physiological response of these organisms. Therefore, the objective of this study was to explore a method for measuring the chlorophyll a fluorescence in calcium alginate-encapsulated algae. To do this, two species of microalgae (Scenedesmus ovalternus LAUN 001 and Parachlorella kessleri LAUN 002) were grown in monocultures in both free culture conditions (10 mL of algae preparation in 250 mL of Basal Bold Medium) and encapsulated (250 spheres in 250 mL of Basal Bold Medium). Different measurement protocols of chlorophyll a fluorescence of photosystem II (PSII) were performed by varying a) the preadaptation time to darkness (10, 15 and 30 min), b) the light intensity of the non-modulated fluorometer (between 1000 and 3500 μmoles m-2s-1), and c) the time of exposure to actinic light (1, 2 and 5 s). The optimal conditions for the measurement of the maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm) in encapsulated algae were established as follow: a) 30 min of preadaptation time; b) 3000 μmoles m-2s-1 of the fluorometer light intensity; and c) 1 to 2 s of exposure to actinic light. The following values in the photochemical activity of algae in non-stressful conditions were found: 0.760 – 0.764 for S. ovalternus, and 0.732 – 0.748 for P. kessleri. This methodology allows to observe some changes in the photochemical activity related with variations in the factors under which are the immobilized algae.