Modeling the effects of light wavelength on the growth of Nostoc ellipsosporum

Modelado de los efectos de la longitud de onda de la luz sobre el crecimiento de Nostoc ellipsosporum

Los modelos matemáticos proporcionan información sobre la dinámica de la población en diferentes condiciones. En el estudio, se evaluaron y emplearon cuatro modelos para describir la cinética de crecimiento de Nostoc ellipsosporum con diferentes longitudes de onda de luz: Baranyi-Roberts, Modi fi ed Gompertz, Modi fi ed Logistic y Richards. N. ellipsosporum se cultivó en medio líquido BG-11 durante 9 días, utilizando 12 horas de fotoperiodo y los siguientes tratamientos: luz blanca (400-800 nm), luz roja (650-800 nm), luz amarilla (550-580 nm) ) y luz azul (460-480 nm). Cada experimento se realizó por triplicado. La densidad óptica (DO) se midió los días 1, 3, 5, 7 y 9, usando un espectrofotómetro a 650 nm. El crecimiento celular máximo se obtuvo bajo luz blanca (DO₆₅₀: 0.090 ± 0.008), seguido de luz amarilla (DO₆₅₀: 0.057 ± 0.004). Por el contrario, la luz azul mostró un marcado efecto inhibidor sobre el crecimiento de N. ellipsosporum (DO₆₅₀: 0,009 ± 0,001). Los resultados revelaron que el modelo de Baranyi-Roberts se ajustaba mejor a los datos experimentales del crecimiento de N. ellipsosporum en los cuatro tratamientos. Los hallazgos de este estudio de modelado podrían usarse en varias aplicaciones biotecnológicas que requieren la producción de N. ellipsosporum y sus bioproductos.

INTRODUCCIÓN

Las cianobacterias son procariotas gramnegativas que representan el grupo más antiguo de organismos autofototróficos capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica (Makhalanyane et al., 2015).Tienen una historia evolutiva de 3.500 millones de años y son los ancestros de todos los plastos. También sirven como la única fuente de oxígeno biogénico y una fuente importante de carbono y nitrógeno fijados (Pang et al., 2018). Estas microalgas están ampliamente distribuidas en nichos acuáticos y terrestres, este dominio se debe a su metabolismo, plasticidad y conservación estructural (Abed et al., 2009). Las cianobacterias son conocidas por sus complejos sistemas fotosintéticos, que pueden canalizar la energía solar absorbida en diversas formas de energía junto con la producción de varios productos metabólicos con aplicaciones biotecnológicas, como proteínas, exopolisacáridos (EPS), pigmentos, lípidos para biocombustibles de tercera generación, biofiltros, antioxidantes, biofertilizantes y otros (Delattre et al, 2016; Guo et al., 2016; Margarites et al., 2016; Pereyra & Ferrari, 2016; Ryu et al., 2017; Garlapati et al., 2019).

Entre las cianobacterias, las especies del género Nostoc destacan como candidatas ideales para aplicaciones biofarmacéuticas (Cibichakravarthy et al., 2019). Existen más de 40 especies diferentes de Nostoc que producen más de 120 bioproductos con actividades antivirales, antioxidantes, anticancerígenas, antifúngicas y antimicrobianas (Shalaby et al., 2019).