Effet de la qualité de la lumière sur la croissance et la synthèse de produits bioactifs chez les isoflagellés
Les microalgues marines sont des usines cellulaires multifonctionnelles capables de synthétiser divers produits actifs tels que des pigments, des polysaccharides et des acides gras polyinsaturés (AGPI). Elles sont largement utilisées dans l'alimentation humaine, la médecine, l'alimentation animale, les cosmétiques et d'autres domaines. Parmi les nombreuses espèces de microalgues marines, l'Isochrysis présente les avantages d'une croissance rapide, d'une efficacité photosynthétique élevée, d'une forte capacité de synthèse de la fucoxanthine et des acides gras polyinsaturés (AGPI, tels que l'acide octadécatétraénoïque et l'acide docosahexaénoïque), et d'une absence de structure de la paroi cellulaire. Elle a attiré l'attention des scientifiques et des entrepreneurs du secteur des microalgues et a été utilisée dans le développement d'aliments fonctionnels tels que les pâtes, les biscuits et les yaourts. Des rapports de recherche ont démontré que la fucoxanthine a divers effets pharmacologiques, notamment anti-inflammatoires, antiobésité, anticancéreux, antibactériens, neuroprotecteurs, favorisant la croissance axonale, améliorant le métabolisme et traitant les maladies respiratoires ; les acides gras polyinsaturés peuvent également améliorer le diabète et l'ostéoporose ; les polysaccharides extracellulaires peuvent favoriser le métabolisme et renforcer l'immunité de l'organisme. Il est donc très important de développer la fucoxanthine et les acides gras polyinsaturés pour une utilisation dans l'alimentation en utilisant les mêmes algues d'or fouettées.
La qualité de la lumière est l'un des facteurs importants qui influencent la croissance et la synthèse des produits des cellules de microalgues autotrophes photosynthétiques. Les différentes qualités de lumière ont des caractéristiques différentes, telles que la densité du flux de photons et la longueur d'onde spectrale, qui affectent l'efficacité de la photosynthèse et la performance du piégeage du carbone des cellules de microalgues autotrophes photosynthétiques, présentant des différences dans la performance de la croissance des cellules et la synthèse des produits. Des études antérieures ont montré qu'il existe des différences significatives dans la sélection de la qualité de la lumière entre les différentes sources de dinoflagellés. Par exemple, Che et al. ont constaté que la teneur en huile la plus élevée (62,5%) peut être obtenue en cultivant d'abord le dinoflagellé avec une lumière mixte (bleue et rouge) provenant du Centre coréen de culture des microalgues marines, puis avec une lumière verte. Bu et al. ont constaté qu'Isochrysis zhanjiangensis présentait le taux de croissance le plus élevé dans des conditions de lumière rouge à Zhanjiang ; toutefois, les cellules de microalgues cultivées sous lumière verte ont la teneur en chlorophylle la plus élevée. Il convient de noter que dans la recherche sur l'effet de la qualité de la lumière sur la synthèse de produits bioactifs par les dinoflagellés, les scientifiques se concentrent uniquement sur l'influence de la qualité de la lumière sur la synthèse d'un certain produit actif dans les cellules de dinoflagellés. Cependant, comme mentionné précédemment, Chlamydomonas reinhardtii synthétise de la fucoxanthine et des substances actives à base d'acides gras polyinsaturés. Sur cette base, il est nécessaire de sélectionner une qualité de lumière appropriée par le biais de travaux de recherche afin de parvenir à un équilibre entre la synthèse synergique de la fucoxanthine et des acides gras polyinsaturés par les isoflagellés, de manière à maximiser la synthèse de leurs substances actives par les cellules d'algues.
Des recherches antérieures menées par notre groupe de recherche ont montré qu'une régénération durable de l'huile et de la fucoxanthine peut être obtenue en utilisant une méthode de culture semi-continue (complétée par de l'azote et de l'acide phosphorique pendant le processus de culture) pour cultiver Isochrysis sp. ISO-FJ dans un photoréacteur de type colonne à l'échelle pilote (50L). Par conséquent, cette étude a choisi Isochrysis sp. ISO-FJ comme souche de départ pour étudier les effets de trois qualités de lumière (lumière blanche, lumière rouge et lumière verte) sur la synthèse synergique de fucoxanthine et d'acides gras polyinsaturés par Isochrysis sp. et fournir une base scientifique pour la régulation à l'échelle pilote de la croissance d'Isochrysis sp. et de la synthèse de produits actifs.

Cette expérience a étudié les effets de trois qualités de lumière différentes, à savoir la lumière blanche (400-700nm), la lumière rouge (620-650nm) et la lumière verte (500-580nm), sur la croissance et l'accumulation de produits bioactifs de Chlamydomonas reinhardtii. Les résultats expérimentaux ont montré que des qualités de lumière différentes affectent de manière significative la croissance et la synthèse synergique des produits bioactifs des isoflagellés. En ce qui concerne la croissance des cellules de microalgues, par rapport aux groupes de lumière rouge et verte, l'utilisation de la lumière blanche pour cultiver les dinoflagellés est plus propice à la croissance des cellules d'algues et à l'absorption des nutriments azotés nitrés. En termes de synthèse de substances bioactives, parmi les trois qualités de lumière sélectionnées, les cellules algales peuvent synthétiser les plus grandes quantités de fucoxanthine, de polysaccharides extracellulaires et d'AGPI dans des conditions de lumière verte. Il en ressort que la lumière blanche peut favoriser la croissance des dinoflagellés, tandis que la lumière verte est plus propice à l'accumulation de substances bioactives. À l'avenir, une méthode en deux étapes (d'abord la culture à la lumière blanche, puis la culture à la lumière verte) pourra être utilisée pour cultiver les isoflagellés et étudier si elle peut améliorer de manière significative la croissance cellulaire et la synthèse des substances bioactives chez les isoflagellés, et promouvoir la production à grande échelle de substances bioactives chez les isoflagellés.