La supplémentation en auxine sous limitation d'azote a amélioré la teneur en acide oléique et en AGMI dans la biomasse d'Eustigmatos calaminaris avec un potentiel pour la production de biodiesel

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 594 (2023) Citer cet article

824 accès

1 Citation

Détails des métriques

En raison de leur potentiel d’accumulation de lipides, les microalgues sont largement étudiées pour leur utilisation dans la production de biodiesel. La présente étude s'est concentrée sur la détermination des changements dans la production de biomasse, la composition biochimique, l'accumulation et la distribution des acides gras dans les lipides neutres, les glycolipides, les phospholipides et les propriétés du biodiesel de la microalgue du sol Eustigmatos calaminaris en réponse à divers niveaux de stress azoté et d'indole-3. -une supplémentation en acide acétique. Le taux de croissance le plus élevé, la teneur en lipides la plus élevée et la productivité quotidienne en lipides ont été notés avec une limitation en azote allant jusqu'à 25 % avec une supplémentation en IAA. L'augmentation de NL était associée au stress nutritionnel. Une augmentation du taux de GL et de PL a été enregistrée lors de la réduction de la teneur en azote (25% N) et de l'ajout d'IAA. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse a démontré que C16:0, C16:1 et C18:1 étaient les principaux acides gras des lipides d'E. calaminaris. Comme le montre l'analyse lipidomique, la supplémentation en IAA dans les variantes à limitation en azote a amélioré la teneur en TAG en C18:1 et en acides gras monoinsaturés. Les résultats actuels indiquent une stratégie potentielle pour améliorer le profil des acides gras dans les lipides neutres et un potentiel élevé d'E. calaminaris pour les applications du biodiesel.

Compte tenu de sa capacité à synthétiser et à accumuler des lipides, et notamment des triacylglycérides (TAG), la biomasse des algues unicellulaires constitue l'un des substrats prometteurs pour la production de biodiesel1. En raison des diverses fonctions physiologiques des lipides, leur contenu et leur composition dans les cellules des algues varient en fonction de l'espèce et des conditions environnementales. On distingue dans leur composition les classes de lipides suivantes : les lipides neutres (NL) et les lipides polaires, c'est-à-dire les glycolipides (GL) et les phospholipides (PL). La classe NL est représentée principalement par les triacylglycérides servant de matériel de réserve dans les cellules. Les GL sont les composants de base des thylakoïdes, tandis que les PL sont des composants des membranes cellulaires et des organites2. Le taux de synthèse et d'accumulation de lipides neutres ou de lipides polaires structuraux change en fonction, par exemple, des conditions de croissance. Dans des conditions environnementales favorables, les algues synthétisent des lipides sous forme de phospholipides dans leurs membranes cellulaires3. Les facteurs de stress présents dans l'environnement induisent des modifications dans la croissance et le métabolisme des cellules d'algues. Comme le montre la littérature actuelle, la carence en azote favorise l’accumulation de lipides1,4. En raison, entre autres, de la formation d’un excès d’espèces réactives de l’oxygène dans des conditions de stress, l’accumulation de lipides s’accompagne d’une inhibition de la division cellulaire des algues4. Les auxines sont des hormones végétales dont la fonction est liée à la détoxification des espèces réactives de l'oxygène5. Il a été rapporté que l’auxine de l’acide indole-3-acétique augmente la régulation de la croissance et du métabolisme des algues vertes6,7,8. La littérature actuelle fournit des données sur l’impact de l’acide indole-3-acétique en conditions de stress azoté sur la croissance et la composition cellulaire des microalgues9. Cependant, il n'existe aucune information lipidomique détaillée sur les changements induits dans le profil des acides gras (y compris les acides gras dans des classes individuelles de lipides, avec une attention particulière pour les lipides neutres) en réponse à une limitation en azote et à une supplémentation en acide indole-3-acétique exogène. Il convient de noter que l’adéquation de la matière première à la production de biodiesel est influencée non seulement par les quantités de classes de lipides individuelles, mais également par le profil en acides gras des lipides neutres. Les microalgues eustigmatophycées sont considérées comme un matériau prometteur pour des applications industrielles en raison de leur capacité à produire des acides gras10. Certaines espèces appartenant à la classe des Eustigmatophyceae, par exemple les Nannochloropsis spp. marines, sont considérées comme des espèces oléagineuses modèles et font l'objet d'études approfondies. En revanche, seules quelques études se sont concentrées sur les souches d’Eustigmatos présentes dans le sol ; de plus, le potentiel biotechnologique de ces algues n’a pas encore été exploré11. Jusqu’à présent, les algues Eustigmatophyceae du genre Nannochloropsis, Trachydiscusminutus, Vischeri et Eustigmatos magnus n’ont été analysées qu’en termes de capacité à synthétiser des composés lipidiques4,11,12,13. La large utilisation de Nannochloropsis spp. en biotechnologie suggère que d'autres espèces d'Eustigmatophyceae peuvent également être caractérisées par un grand potentiel biotechnologique. Eustigmatos calaminaris (Eustigmatophyceae) est une algue coccoïde unicellulaire isolée des déblais miniers de calamine, dont le profil lipidomique n'a pas encore été caractérisé14,15.