Obtaining more contaminant-resistant variants from a native Chlorella vulgaris strain

Abstract

El arroyo Cildánez ˜ (en la cuenca Matanza-Riachuelo) es uno de los cursos de agua más contaminados en Argentina. Este arroyo presenta contaminación mixta proveniente de residuos agrícolas e industriales. En este sentido, existe un amplio interés en la obtención de líneas de microalga más resistentes a la contaminación para usar en procesos de biorremediación. En este trabajo, se empleó la evolución adaptativa de laboratorio (ALE) y la mutagénesis aleatoria para obtener nuevas variantes de la cepa de Chlorella vulgaris LMPA-40 adaptadas para crecer en agua contaminada del arroyo Cildánez. ˜ El proceso ALE se realizó mediante 22 subcultivos sucesivos bajo presión selectiva (agua contaminada del arroyo Cildánez ˜ sola o con el agregado de fenol o H2O2), mientras que la mutagénesis aleatoria se realizó con radiación UV-C a 275 nm. No todas las líneas celulares obtenidas mediante ALE pudieron adaptarse lo suficiente para superar el estrés provocado por el agua contaminada del Cildánez, ˜ lo que indica que el proceso es bastante aleatorio y depende del estresor utilizado. Los mejores resultados se obtuvieron con las células adaptadas al agua contaminada del Cildánez ˜ (cepa Cild 3) que fueron más resistentes que la cepa original. La concentración de proteínas, clorofila A, clorofila B y carotenoides en la cepa evolucionada Cild 3 fue mayor que en la cepa control. Sin embargo, esta cepa Cild 3 exhibió la mitad del contenido de lípidos en comparación con la misma cepa control. Curiosamente, estas alteraciones y la tolerancia adquirida pueden revertirse con el tiempo durante el almacenamiento. Estos hallazgos sugieren que la adquisición de nuevas líneas celulares no podría ser permanente y este hecho debe tenerse en cuenta en ensayos futuros.

Adaptivelaboratory evolution (ALE) and random mutagenesis, processes that allow to getnew variants from parental strains, were used to obtain Chlorella vulgaris LMPA-40 strains adapted to grow in watersubjected to mixed contamination from agricultural and industrial wastes. TheALE process was performed by 22 successive subcultures under selective pressure(phenol, H2O2 or Cildáñez wastewater) while randommutagenesis was performed with UV radiation at 275 nm. Not all the cell linesobtained after ALE could adapt enough to overcome the stress caused by Cildáñezwastewater indicating that the process is quite random and depends on thestressor used. The best results were obtained for the Cildáñez wastewateradapted cells (Cild 3 strain) that were more resistant than the originalstrain. The concentration of protein, Chlorophyll A, Chlorophyll B, andcarotenoid in the Cild 3 ALE evolved strain was higher than that of the controlstrain. However, this strain exhibited half the lipid content compared to thesame control strain. Interestingly, these alterations and the acquiredtolerance may be reversed over time during storage. These findings suggest thatthe acquisition of novel cell lines could not be permanent, and this fact mustbe considered for future trials.