|
|
Use of selected fluorescence techniques to study of yeasts and yeast metabolites
Mikheichyk, Nadzeya ; Skoumalová, Petra (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
The scope of thesis was the optimization of methods for the study of yeast and their metabolites using flow cytometry and fluorescence microscopy. Red yeasts are characterized by overproduction of carotenoids and lipids, which are used in food, pharmaceutical and feed industries. Currently, intensive research is being carried on to find appropriate microbiological alternatives for synthesis of these substances. Present thesis is focused on selected yeast genera: Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium and strain Phaffia rhodozyma. Yeasts were cultivated on different nutrient media, in which glucose was used as a nutritional source, and also on glycerol and whey as waste material. In two strains - Cystofilobasidium macerans and Rhodotorula mucilaginosa growth characteristics were determined on a synthetic glucose production medium. All studied strains were able to use waste substrates as a source of nutrients. Some of the strains displayed increased production of carotenoids, and, additionally, in some cases also relatively high production of lipids. In classical cultivation in lipid and glucose medium supplemented with vitamins the best production characteristics displayed Rhodotorula glutinisstrain. In glycerol medium the highest amount of carotenoids and lipidic substances produced Sporobolomyces shibatanus strain. Strain Sporobolomyces roseus showed the best production characteristics on whey as the main source of carbon. The results show use of whey and glycerol seems like appropriate option for potential carbon source to cultivate carotenogenic yeasts and production of carotenoids and selected lipidic substances as products with higher added value. Further optimization of nutrient medium on the given substrates is needed for higher production of selected metabolites. Fluorescence microscopy and flow cytometry have proved to be suitable options for determination of the observed metabolites in the cells, their amount and viability.
|
|
|
Use of some molecular techniques to metabolic characterization of industrially significant yeasts
Kostovová, Iveta ; Brázda, Václav (referee) ; Kráčmar, Stanislav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Karotenoidy, ergosterol a mastné kyseliny jsou velmi žádané látky využívané v krmivářském, potravinářském a kosmetickém průmyslu. Konvenční zdroje mastných kyselin a karotenoidů jsou závislé na sezónních podmínkách, geografické poloze a na dostupnosti zemědělské půdy, což znesnadňuje pokrýt jejich neustále se zvyšující spotřebu. Velmi slibným řešením je mikrobiální produkce výše uvedených látek pomocí karotenogenních kvasinek, které jsou schopny simultánně produkovat karotenoidy, mastné kyseliny i ergosterol. Předložená disertační práce je zaměřená na molekulární a metabolickou charakterizaci karotenogenních kvasinek a na jejich potenciál pro průmyslové aplikace. Proto první experimentální části práce jsou zaměřeny na kvasinky druhu R. mucilaginosa a R. toruloides, jejich produkční vlastnosti, vliv nutričního stresu a různých zdrojů uhlíku, jakými byly xylóza a glycerol. Kromě podrobné charakterizace jejich produkčních vlastností, byly tyto kmeny také charakterizovány molekulárními metodami, zahrnující sekvenční analýzu ITS1, ITS2 a D1/2 ribozomálního operonu a analýzu mini a mikrosatelitních sekvencí M13 a GTG5. Druh R. toruloides je známý jako vynikající producent mastných kyselin, a proto se v poslední době stal cílovou karotenogenní kvasinkou pro vývoj nástrojů pro jeho genetickou manipulaci. V této práci byly úspěšně připraveny geneticky modifikované klony kmene R. toruloides, nesoucí nadměrně exprimované geny pro diacylglycerol acyltransferázu (DGA1) a glycerol-3-fosfát dehydrogenázu (GPD1). Produkce mastných kyselin u modifikovaných klonů nebyla ve srovnání s původním kmenem vyšší. Proto byla další část práce zaměřená na přípravu nadprodukčních mutantních kmenů připravených náhodnou mutagenezí. Kombinace limitace dusíkem a inhibice produkce karotenoidů vedla k úspěšné selekci robustních mutantních kmenů s nadprodukcí karotenoidů vykazující rezistenci vůči difenylaminu. Poslední část práce se zabývá produkčními vlastnostmi méně známých druhů karotenogenních kvasinek náležící do řádů Sporidiobolales a Cystofilobasidales, ve srovnání s relativně dobře prostudovanými karotenogenními druhy R. toruloides a P.rhodozyma. V této studii byly nejlešími producenty mastných kyselin kmeny S.metaroseus CCY 19-6-20 a C. macerans CCY 10-01-02. Nejlepší producent karotenoidů, kmen R. mucilaginosa CCY 19-04-06, navíc produkoval lykopen, který představoval více než 80 % celkového množství karotenoidů produkovaných tímto kmenem.
|
|
|
Use of some molecular techniques to metabolic characterization of industrially significant yeasts
Kostovová, Iveta ; Brázda, Václav (referee) ; Kráčmar, Stanislav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Karotenoidy, ergosterol a mastné kyseliny jsou velmi žádané látky využívané v krmivářském, potravinářském a kosmetickém průmyslu. Konvenční zdroje mastných kyselin a karotenoidů jsou závislé na sezónních podmínkách, geografické poloze a na dostupnosti zemědělské půdy, což znesnadňuje pokrýt jejich neustále se zvyšující spotřebu. Velmi slibným řešením je mikrobiální produkce výše uvedených látek pomocí karotenogenních kvasinek, které jsou schopny simultánně produkovat karotenoidy, mastné kyseliny i ergosterol. Předložená disertační práce je zaměřená na molekulární a metabolickou charakterizaci karotenogenních kvasinek a na jejich potenciál pro průmyslové aplikace. Proto první experimentální části práce jsou zaměřeny na kvasinky druhu R. mucilaginosa a R. toruloides, jejich produkční vlastnosti, vliv nutričního stresu a různých zdrojů uhlíku, jakými byly xylóza a glycerol. Kromě podrobné charakterizace jejich produkčních vlastností, byly tyto kmeny také charakterizovány molekulárními metodami, zahrnující sekvenční analýzu ITS1, ITS2 a D1/2 ribozomálního operonu a analýzu mini a mikrosatelitních sekvencí M13 a GTG5. Druh R. toruloides je známý jako vynikající producent mastných kyselin, a proto se v poslední době stal cílovou karotenogenní kvasinkou pro vývoj nástrojů pro jeho genetickou manipulaci. V této práci byly úspěšně připraveny geneticky modifikované klony kmene R. toruloides, nesoucí nadměrně exprimované geny pro diacylglycerol acyltransferázu (DGA1) a glycerol-3-fosfát dehydrogenázu (GPD1). Produkce mastných kyselin u modifikovaných klonů nebyla ve srovnání s původním kmenem vyšší. Proto byla další část práce zaměřená na přípravu nadprodukčních mutantních kmenů připravených náhodnou mutagenezí. Kombinace limitace dusíkem a inhibice produkce karotenoidů vedla k úspěšné selekci robustních mutantních kmenů s nadprodukcí karotenoidů vykazující rezistenci vůči difenylaminu. Poslední část práce se zabývá produkčními vlastnostmi méně známých druhů karotenogenních kvasinek náležící do řádů Sporidiobolales a Cystofilobasidales, ve srovnání s relativně dobře prostudovanými karotenogenními druhy R. toruloides a P.rhodozyma. V této studii byly nejlešími producenty mastných kyselin kmeny S.metaroseus CCY 19-6-20 a C. macerans CCY 10-01-02. Nejlepší producent karotenoidů, kmen R. mucilaginosa CCY 19-04-06, navíc produkoval lykopen, který představoval více než 80 % celkového množství karotenoidů produkovaných tímto kmenem.
|
|
|
Use of selected fluorescence techniques to study of yeasts and yeast metabolites
Mikheichyk, Nadzeya ; Skoumalová, Petra (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
The scope of thesis was the optimization of methods for the study of yeast and their metabolites using flow cytometry and fluorescence microscopy. Red yeasts are characterized by overproduction of carotenoids and lipids, which are used in food, pharmaceutical and feed industries. Currently, intensive research is being carried on to find appropriate microbiological alternatives for synthesis of these substances. Present thesis is focused on selected yeast genera: Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium and strain Phaffia rhodozyma. Yeasts were cultivated on different nutrient media, in which glucose was used as a nutritional source, and also on glycerol and whey as waste material. In two strains - Cystofilobasidium macerans and Rhodotorula mucilaginosa growth characteristics were determined on a synthetic glucose production medium. All studied strains were able to use waste substrates as a source of nutrients. Some of the strains displayed increased production of carotenoids, and, additionally, in some cases also relatively high production of lipids. In classical cultivation in lipid and glucose medium supplemented with vitamins the best production characteristics displayed Rhodotorula glutinisstrain. In glycerol medium the highest amount of carotenoids and lipidic substances produced Sporobolomyces shibatanus strain. Strain Sporobolomyces roseus showed the best production characteristics on whey as the main source of carbon. The results show use of whey and glycerol seems like appropriate option for potential carbon source to cultivate carotenogenic yeasts and production of carotenoids and selected lipidic substances as products with higher added value. Further optimization of nutrient medium on the given substrates is needed for higher production of selected metabolites. Fluorescence microscopy and flow cytometry have proved to be suitable options for determination of the observed metabolites in the cells, their amount and viability.
|
guest ::
