Co-Kultivierung von Halomonas gomseomensis mit Dunaliella salina

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Peter Engel
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1 Studying the international way Co-Kultivierung von Halomonas gomseomensis mit Dunaliella salina IMC University von Applied Sciences Krems, Austria Bernhard Klausgraber Dominik Schild

2 Grundlagen Co-Kultivierung Oder das Leben mit einem Partner Partner 1 Partner 2 Symbiose Parasitismus Kommensalismus 2

Manchmal erscheint sie orange, da sie große Mengen Carotinoid bilden kann. Unter osmotischen Stress synthetisiert D.salina Glycerin. https://microbewiki.

3 Hauptdarsteller Dunaliealla salina D.salina ist eine einzellige, grüne Alge und gehört zur Familie der Polyblepharidaceae. Sie überlebt auch Salzgehalte bis zu 25%, die optimale Konzentration liegt bei ca. 12%. Manchmal erscheint sie orange, da sie große Mengen Carotinoid bilden kann. Unter osmotischen Stress synthetisiert D.salina Glycerin. Halomonas gomsiomensis ist ein halophiles gram-negatives Bakterium und gehört wie alle Halomaden zu den Proteobakterien. Diese Bakterien leben bei Salzkonzentrationen von bis zu 25% und sind in der Lage komplexe Kohlenstoffe wie Erdöle abzubauen. 4

4 Experimenteller Hintergrund Kultivierung von Dunaliealla salina unter monoseptischen Konditionen D.Salina ist eine einzellige, grüne Alge und gehört zur Familie Kultivierungvon Halomonas unter monoseptischen Konditionen beide Organismen wurden in Schüttelkolben kultiviert um ihr Wachstumsverhalten zu bestimmen beide Organismuss wurden im Bioreaktor kultiviert Die Organismen wurden in Co-Kultivierung im Bioreaktor vermehrt Ernte der Organismen und Gewinnung der Sekundärmetboliten Analytik mit HPLC-MS 5

Experimenteller Hintergrund Wachstumstests wurden im Schüttelkolben durchgeführt Medienzusammensetzung auf der nächsten Folie Mit 6 Stämmen Halomonas und 5 Dunaliella Die

5 Experimenteller Hintergrund Wachstumstests wurden im Schüttelkolben durchgeführt Medienzusammensetzung auf der nächsten Folie Mit 6 Stämmen Halomonas und 5 Dunaliella Die besten wurden auf Basis der Wachstumsrate ausgewählt Die Temperatur wurde auf 30 C festgelegt Die Schüttler wurden auf 120 rpm (basierend auf einem niedrigen O 2 -Verbrauch) 6

6 OD 600nm [] SK2 Überblick 3.00 Wachstum in verschiedenen Medien SK2 Artificial sea water LB Medium Nutrient rich medium Modified accumulation medium BG 11 I BG 11 II BG 11 III BG 11 IV Time[h] BG 11 V ECB Medium Wachstum von Halomonas gomeseomensis in Schüttelkulturen 7

7 OD 600nm [] Sk4 Überblick Wachstum in verschiedenen Medien SK4 Artificial sea water LB Medium Nutrient rich medium Modified accumulation medium BG 11 I BG 11 II BG 11 III BG 11 IV Time[h] BG 11 V ECB Medium Wachstum von Halomonas gomeseomensis in Schüttelkulturen 8

8 OD 600nm [] MH4 Überblick 5.00 Wachstum in verschiedenen Medien MH4 Artificial sea water LB Medium Nutrient rich medium Modified accumulation medium 2.50 BG 11 I 2.00 BG 11 II BG 11 III BG 11 IV Time[h] BG 11 V ECB Medium 9

Bioreaktor Setup Operating Parameter Parameter Setvalue Tested Range DO 30%

Fermentation im Bioreactor - Die Art der Fermentationsführung war Fed-Batch

(0,016 h -1 ) - Der Feed wurde an den C-Quellenverbrauch in der Batchphase

9 Bioreaktor Setup Operating Parameter Parameter Setvalue Tested Range DO 30% 10% - 70% ph 7 5,5 8,5 Temperature 32 C Aeration 1 vvm 0,5 vvm 2 vvm Fermentation im Bioreactor - Die Art der Fermentationsführung war Fed-Batch Fermentation - Wachstumsraten wurden bestimmt um die Feedraten anzupassen (0,016 h -1 ) - Der Feed wurde an den C-Quellenverbrauch in der Batchphase angepasst - Temperatur, ph,do, Belüftung wurden an die vorab ermittelten Werte angepasst 10

10 OD 600nm [] SK2 / SK4 Bioreaktor Wachstum SK2 and SK4 in Bioreaktor SK2 ECB SK2 BG11 V SK4 ECB SK4 BG11 V Fementationsdauer [h] Halomonas gomseomensis im Bioreaktor Vergleich der beiden Stämme 11

11 OD 600nm [] MH4 Bioreactor Wachstum von MH4 im Bioreactor MH4 ECB MH4 BG11 V Time [h] Dunaliella salina im Bioreaktor 12

12 OD 600nm [] Co-Kultivierung Wachstum von SK2 + MH4 im Bioreaktor SK2 + MH4 ECB SK2 + MH4 BG11 V Time[h] 13

13 Experimentelles Setup Die Affinität zur Kohlenstoffquelle wurde mit folgenden Zuckern getestet: Glucose (A) D-Fructose (B) Mannose (C) Lactose (D) 14

14 Experimentelles Setup Halomonas gomseomensis SK4 Dunaliella salina MH4 15

15 Resultate Halomonas gomseomensis SK4 + Dunaliella salina MH4 16

16 Experimentelles Setup Chromatographie von ersten Co-Kultivierungtläufe von MH7 und SK4 mit ACN als flüssige Phase Die höhere Linie ist die Absorbanz bei 260nm die niedrigere die bei 320 nm. Die neuen Substanzpeaks sind mit den roten Linien markiert. 17

17 Experimentelles Setup Es wurden 2 interessante Substanzpeaks gefunden der erste bei 5,9 Minuten (241 gmol -1) und der zweite bei 9,5 Minuten. 18

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