Identification and evaluation of the biotechnological potential of Desmodesmus armatus (Chodat) E.H. Hegewald isolated de la Amazonia ecuadoriana
DOI:
https://doi.org/10.5216/rbn.v23iúnico.80927Palabras clave:
Desmodesmus armatus, bioremediation, renewableResumen
Actualmente, existe una fuerte tendencia hacia el desarrollo de biocombustibles a partir de microalgas. Este estudio identificó y evaluó el potencial biotecnológico de Desmodesmus armatus (Chodat) E.H. Hegewald, aislado de la Amazonía ecuatoriana, para la biorremediación y la producción de biocombustibles. La identificación molecular y morfológica de la cepa L60cmC1B-17519, obtenida de la Laguna Limoncocha en la provincia de Sucumbíos, Ecuador, se llevó a cabo utilizando comparaciones bibliográficas, ITS2-PCR y análisis filogenético de máxima verosimilitud. Este enfoque indica que la cepa aislada pertenece a la especie D. armatus. Se realizó un cultivo de diez días en fotobiorreactores de lote de 1L con medio BG-11, obteniéndose 2,36 g/L de biomasa con una productividad de 0,24 g/L∙d. La remoción de nutrientes, medida en términos de nitratos, fosfatos y demanda química de oxígeno, fue monitoreada diariamente, con eficiencias de remoción del 55,35%, 68,31% y 81,13%, respectivamente. El contenido de lípidos se evaluó a partir de biomasa húmeda y seca, utilizando cloroformo y acetato de etilo como solventes orgánicos. Los mejores resultados se obtuvieron con la mezcla de cloroformo (1:2), alcanzando porcentajes de lípidos del 21,50% de la biomasa seca. Además, se analizaron los ácidos grasos libres, con el mayor rendimiento del 52,80%, utilizando extracción con cloroformo. Estos hallazgos sugieren que esta microalga tiene potencial para aplicaciones biotecnológicas y destacan la necesidad de investigaciones futuras.
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Abdel-Raouf, N. 2012. Agricultural importance of algae. Afr. J. Biotechnol. 11(54). DOI: https://doi.org/10.5897/ajb11.398
Acar, C. & I. Dincer. 2020. The potential role of hydrogen as a sustainable transportation fuel to combat global warming. Int. J. Hydrogen Energy. 45(5), 3396-3406.
Akgül, F. 2020. Effects of nitrogen concentration on growth, biomass, and biochemical composition of Desmodesmus communis (E. Hegewald) E. Hegewald. Prep. Biochem. Biotechnol. 50(1), 98-105. DOI: https://doi.org/10.1080/10826068.2019.1697884
Al-Ghussain, L. 2019. Global warming: Review on driving forces and mitigation. Environ. Prog. Sustain. Energy. 38(1), 13-21. DOI: https://doi.org/10.1002/ep.13041
Andersen, R. A. 2005. Algal Culturing Techniques. Elsevier.
Arredondo-Vega, B. O. & D. Voltolina. 2007. Concentración, recuento celular y tasa de crecimiento. pp. 21-29. In: Arredondo-Vega, B. O. & D. Voltolina. (Eds.). Métodos y Herramientas Analíticas en la Evaluación de la Biomasa Microalgal. La Paz, Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste.
Bhardwaj, S., S. Kumar & R. Arora. 2020. Bioprospecting of microorganisms for biofuel production. pp. 19-33. In: Yadav, A. N., A. A. Rastegari, N. Yadav & R. Gaur. (Eds.). Biofuels Production-Sustainability and Advances in Microbial Bioresources. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-53933-7_2
Bica, A., B. Barbu-Tudoran, B. Drugă, F. Gherghel & S. O. Voia. 2012. Desmodesmus communis (Chlorophyta) from Romanian freshwaters: coenobial morphology and molecular taxonomy based on the ITS2 of new isolates. Studia Univ. Babeș-Bolyai Biol. 57(1), 5-16.
Brennan, L. & P. Owende. 2010. Biofuels from microalgae—a review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renew. Sustain. Energy Rev. 14(2), 557-577. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.10.009
Brindhadevi, K., T. Mathimani, E. R. Rene, S. Shanmugam, N. T. L. Chi & A. Pugazhendhi. 2021. Impact of cultivation conditions on the biomass and lipid in microalgae with an emphasis on biodiesel. Fuel. 284, 119058. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119058
Castelo, J. G. 2018. Effect of nitrogen consumption of the microalgae Desmodesmus communis on biochemical composition, biomass productivity, bacterial community, and telomere length. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. Available in: <http://dspace.cibnor.mx:8080/handle/123456789/1732 >. Access on 3rd Dec. 2025.
Chaudhary, R., J. I. S. Khattar & D. P. Singh. 2017. Growth and lipid production by Desmodesmus subspicatus and potential of lipids for biodiesel production. J. Energy Environ. Sustain. 4, 58-63. DOI: https://doi.org/10.47469/JEES.2017.v04.100048
Chen, L., T. Liu, W. Zhang, X. Chen & J. Wang. 2012. Biodiesel production from algae oil high in free fatty acids by two-step catalytic conversion. Bioresour. Technol. 111, 208-214. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.02.033
Clarke, A. & C. Eberhardt. 2002. Microscopy Techniques for Materials Science. Woodhead Publishing.
Encalada-Rosales, P., J. Medrano-Barboza, A. A. Aguirre-Bravo, J. R. Ramírez-Iglesias, J. C. Navarro & J. Moyón. 2022. Isolation, identification, and evaluation of the lipid content of Desmodesmus communis from the Ecuadorian Amazon. BioEnergy Res. DOI: https://doi.org/10.1007/s12155-022-10543-w
Geraldo Ramos, J., P. W. C. B. Mattos & A. N. Moura. 2015. Scenedesmaceae (Chlorophyta, Chlorophyceae) de duas áreas do Pantanal dos Marimbus, Chapada Diamantina, Estado da Bahia, Brasil. Hoehnea 42(3), 549-566. DOI: https://doi.org/10.1590/2236-8906-03/2015
Guiry, M. D. & G. M. Guiry. 2025. AlgaeBase. World-wide electronic publication, University of Galway. Available in: <https://www.algaebase.org>. Access on 3rd Dec. 2025.
Guldhe, A., S. Kumari, L. Ramanna, P. Ramsundar, P. Singh, I. Rawat & F. Bux. 2017. Prospects, recent advancements and challenges of different wastewater streams for microalgal cultivation. J. Environ. Manage. 203, 299-315. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.08.012
HACH. 2000. Water Analysis Manual. Loveland, Hach Company.
Hegewald, E. 2000. New combinations in the genus Desmodesmus (Chlorophyceae, Scenedesmaceae). Algol. Stud. 96, 1-18. DOI: https://doi.org/10.1127/algol_stud/96/2000/1
Hentschke, G. S. & L. C. Torgan. 2010. Desmodesmus e Scenedesmus (Scenedesmaceae, Sphaeropleales, Chlorophyceae) em ambientes aquáticos na Planície Costeira do Rio Grande do Sul, Brasil. Rodriguésia 61(4), 585-601. DOI: https://doi.org/10.1590/2175-7860201061403
Huang, C. C., J. J. Hung, S. H. Peng & C. N. N. Chen. 2012. Cultivation of a thermo-tolerant microalga in an outdoor photobioreactor: influences of CO₂ and nitrogen sources on the accelerated growth. Bioresour. Technol. 112, 228-233. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.02.078
Jimenez-Lopez, C., A. G. Pereira, C. Lourenço-Lopes,P. Garcia-Oliveira, L. Cassani, M. Fraga-Corral, M.A. Prieto, J. Simal-Gandara. 2021. Main bioactive phenolic compounds in marine algae and their mechanisms of action supporting potential health benefits. Food Chem. 341, 128262. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128262
Khan, M. I., J. H. Shin & J. D. Kim. 2018. The promising future of microalgae: Current status, challenges, and optimization of a sustainable and renewable industry for biofuels, feed, and other products. Microb. Cell Fact. 17(1), 1-21. DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-018-0879-x
Krohn, B. J., C. V. McNeff, B. Yan & D. Nowlan. 2011. Production of algae-based biodiesel using the continuous catalytic Mcgyan® process. Bioresour. Technol. 102(1), 94-100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.05.035
Kumar, S., G. Stecher, M. Li, C. Knyaz & K. Tamura. 2018. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35(6), 1547-1549.
Lau, P. S., N. F. Y. Tam, & Y. S. Wong. 1996. Wastewater nutrients removal by Chlorella vulgaris: Optimization through acclimation. Environ. Technol. 17(2), 183-189. DOI: https://doi.org/10.1080/09593331708616375
Lortou, U. & S. Gkelis. 2019. Polyphasic taxonomy of green algae strains isolated from Mediterranean freshwaters. J. Biol. Res. Thessaloniki. 26(1), 1-12. DOI: https://doi.org/10.1186/s40709-019-0105-y
Maity, J. P., J. Bundschuh, C. Y. Chen & P. Bhattacharya. 2014. Microalgae for third generation biofuel production, mitigation of greenhouse gas emissions and wastewater treatment: Present and future perspectives—a mini review. Energy. 78, 104-113. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.04.003
Maltsev, Y., S. Maltseva & I. Maltseva. 2021. Diversity of cyanobacteria and algae during primary succession in iron ore tailing dumps. Microb. Ecol. 81(2), 1-16. DOI: https://doi.org/10.1007/s00248-021-01759-y
Mata, T. M., A. A. Martins & N. S. Caetano. 2010. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 14(1), 217-232. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.07.020
Medrano-Barboza, J., A. A. Aguirre-Bravo, P. Encalada-Rosales, R. Yerovi & J.R. Ramirez-Iglesias. 2021. Uso de aguas residuales de porcicultura y faenamiento para el crecimiento y obtención de biomasa algal de Chlorella vulgaris. Bionatura. DOI: https://doi.org/10.21931/rb/2021.06.02.24
Medrano-Barboza, J., K. Herrera-Rengifo, A. Aguirre-Bravo, P. Encalada-Rosales, J.R. Ramírez-Iglesias, R. Rodríguez & V. Morales. 2022. Pig slaughterhouse wastewater: Medium culture for microalgae biomass generation as raw material in biofuel industries. Water. 14(19), 3016. DOI: https://doi.org/10.3390/w14193016
Melo Lisboa, M., R. R. Silva, F. F. da Silva, G. G. P. Carvalho, J. W. D. Silva, T. R. Paixão, A. P. G. Silva, V. M. Carvalho, L. V. Santos, M. Conceição Santos & D. M. Lima Júnior. 2020. Replacing sorghum with palm kernel cake in the diet decreased intake without altering crossbred cattle performance. Trop. Anim. Health Prod. 53(1), 1-6. DOI: https://doi.org/10.1007/s11250-020-02460-x
Minhas, A. K., C. J. Barrow, P. Hodgson & A. Adholeya. 2020. Microalga Scenedesmus bijugus: Biomass, lipid profile, and carotenoids production in vitro. Biomass Bioenergy. 142, 105749. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105749
Moro, C. V., O. Crouzet, S. Rasconi, I. Batisson & A. Bouchez. 2009. New design strategy for development of specific primer sets for PCR-based detection of Chlorophyceae and Bacillariophyceae in environmental samples. Appl. Environ. Microbiol. 75(17), 5729-5733. DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.00509-09
Navas-Flores, V., X. Chiriboga-Pazmiño, P. Miño-Cisneros & C. L. Quichimbo. 2021. Estudio fitoquímico y toxicológico de plantas nativas del oriente ecuatoriano. Ciencia UNEMI. 14(35), 26-36. DOI: https://doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol14iss35.2021pp26-36p
Okpozu, O. O., I. O. Ogbonna, J. Ikwebe & J. C. Ogbonna. 2019. Phycoremediation of cassava wastewater by Desmodesmus armatus and the concomitant accumulation of lipids for biodiesel production. Bioresour. Technol. Rep. 7, 100255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biteb.2019.100255
Pan, Y., M. A. Alam, Z. Wang, D. D. Huang, K. Hu, H. Chen & Z. Yuan. 2017. One-step production of biodiesel from wet and unbroken microalgae biomass using deep eutectic solvent. Bioresour. Technol. 238, 157-163. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.04.038
Park, J. B. K., R. J. Craggs & A. N. Shilton. 2011. Recycling algae to improve species control and harvest efficiency from a high-rate algal pond. Water Res. 45(20), 6637-6649. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.09.042
Qin, S., K. Wang, F. Gao, B. Ge, H. Cui & W. Li. 2023. Biotechnologies for bulk production of microalgal biomass: From mass cultivation to dried biomass acquisition. Biotechnol. Biofuels Bioprod. 16(1), 131. DOI: https://doi.org/10.1186/s13068-023-02382-4
Rosenberg, J. N., G. A. Oyler, L. Wilkinson & M. J. Betenbaugh. 2008. A green light for engineered algae: Redirecting metabolism to fuel a biotechnology revolution. Curr. Opin. Biotechnol. 19(5), 430-436. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2008.07.008
Russell, C., C. Rodriguez & M. Yaseen. 2022. Microalgae for lipid production: Cultivation, extraction & detection. Algal Res. 66, 102765. DOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2022.102765
Sarfraz, R., M. Taneez, S. Sardar,L. Danish & A. Hameed. 2023. Evaluation of Desmodesmus subspicatus for the treatment of wastewater. Int. J. Environ. Anal. Chem. 103(15), 3575-3586. DOI: https://doi.org/10.1080/03067319.2021.1910681
Sharma, P., & N. Sharma. 2017. Industrial and biotechnological applications of algae: a review. J. Adv. Plant Biol. 1(1), 1-25. DOI: https://doi.org/10.14302/issn.2638-4469.japb-17-1534
Smedes, F. & T. K. Thomasen. 1996. Evaluation of the Bligh & Dyer lipid determination method. Mar. Pollut. Bull. 32(8-9), 681-688. DOI: https://doi.org/10.1016/0025-326X(96)00079-3
Statgraphics Technologies, Inc. 2017. STATGRAPHICS® Centurion 18 User Manual. Statgraphics Technologies, Inc. (September 2017).
Stecher, G., K. Tamura & S. Kumar. 2020. Molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) for macOS. Mol. Biol. Evol. 37(4), 1237-1239. DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msz312
Suparmaniam, U., M. K. Lam, Y. Uemura, J. W. Lim, K. T. Lee & S. H. Shuit. 2019. Insights into the microalgae cultivation technology and harvesting process for biofuel production: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 115, 109361. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109361
Sun, X., P. Li, Y. Liu,X. Wang, Y. Liu, A. Turaib & Z. Cheng. 2019. Strategies for enhanced lipid production of Desmodesmus sp. mutated by atmospheric and room temperature plasma with a new efficient screening method. J. Clean. Prod. 250, 119509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119509
Tanzi, C. D., M. A. Vian & F. Chemat. 2013. New procedure for extraction of algal lipids from wet biomass: A green clean and scalable process. Bioresour. Technol. 134, 271-275. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.01.168
White, T. J., T. Bruns, S. Lee & J. Taylor. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. pp. 315-322. In: Innis, M. A., D. H. Gelfand, J. J. Sninsky & T. J. White (Eds.). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. Academic Press.
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