Моделирование динамики содержания пигментов в клетках одноклеточной водоросли Dunaliella salina Teod. на стадии каротиногенеза

Работа посвящена моделированию динамики содержания хлорофилла и каротиноидов в клетках одноклеточной водоросли D. salina, обитающей в солёных водах, на стадии индукции каротиногенеза. Разработана математическая модель содержания пигментов в клетках микроводорослей, находящихся в условиях избытка световой энергии и лимита по минеральным компонентам питательной среды. Модель основана на предположении, что наблюдаемая скорость изменения концентрации пигмента является алгебраической суммой скоростей синтеза, фотодеструкции и восстановления части фотоокисленных пигментов. Скорость синтеза вторичных каротиноидов не зависит от внешних условий и определяется количеством ключевого ферментного комплекса и скоростью его оборота. Скорость фотодеструкции вторичных каротиноидов и хлорофилла зависит от интенсивности действующего света и пропорциональна количеству поглощённой энергии фотосинтетически активной радиации. Проведена верификация полученных уравнений при выращивании D. salina на стадии каротиногенеза. Определена удельная скорость фотодеструкции хлорофилла $a$, которая составила 0.12 сут$^{-1}$. Концентрация вторичных каротиноидов увеличивается до максимального значения, которое определяется соотношением удельных скоростей синтеза и фотодеструкции, а также максимальной плотностью культуры. В условиях естественного освещения региона Севастополя максимальная концентрация каротиноидов составила 18.33 мг/л или 0.73 г/м$^2$.