Read Erika Greipel´s 2016 (Albitech Ltd.) abstract here!

Erika Greipel Bioengineer M.Sc., researcher Head of laboratory at Albitech Biotechnological Ltd. E-mail: greipel.era@gmail.com Phone: 00 36 20 424 8668

Measurement of intra- and extracellular cytokinin content of algae cultures and application of Scenedesmus sp. cultures for plant growth promotion – resulted the new foliar fertilizer of Albitech Ltd.

Erika Greipel¹, Péter Futó¹, Zsuzsanna Bencsik¹, Attila Bencsik¹, Annamária Kósa², Péter Nyitrai³, Prof. Béla Böddi², József Kutasi¹

¹: Albitech Biotechnological Ltd.
²: Eötvös Loránd Science University Department of Plant Anatomy
³: Eötvös Lóránd Science University Department of Plant Physiology and Molecular Biology

Abstract

Foliar fertilization is a widespread procedure in agriculture for applying inorganic fertilizers or other substances on the foliar surface of plants in order to enhance crop yield. Microalgae suspensions has been used for a long time for the purpose of phytostimulation, owing to their hormone-producing ability. In our work cytokinin content of Scenedesmus sp. BEA D01_12, Chlorella minutissima K2012 41 cultures were investigated. Prolification of algae was stimulated by the addition of Azospirillum brasilense NCAIM 001411 bacterial culture in a low concentration. Scenedesmus sp. cultures were also tested in greenhouse pot trials and small pot field studies. According to the results the algae suspension was effective on fruit, vegetables and cereal crops as well. Cucumber, tomato, apple, sweet pepper and sunflower have shown a significant increase of crop yield. Increased the number of flowers in sweet pepper and tomato, the root weight of sweet pepper, plant height and the number of seeds in maize and the oil content of the seeds in sunflower. In horticulture significant increase in the number of leaves and flowers was observed.

About the author

Born in Budapest (Hungary) and graduated B.Sc. and than M.Sc. degree in Bioengineering at Budapest University of Technology and Economics. She worked on the topic of Heterocypris incongruens immobilization test further development and application of micro-pollutants contaminated testing samples of liquid and solid phase and Isolation of filamentous fungi with cellulase activity from soil samples, perform various enzyme activity assays after shake flask fermentations at the University. She took part a 6 week-long traineeship at the Fermentation plant of Gedeon Richter Plc. (pharmaceutical industry).

Beside M.Sc. courses in 2010 she started to work at Albitech Biotechnological Ltd., she coordinates the inoculum preparation and other manufacturing operations of microalgae-based foliar fertilizer formulation and quality control, moreover she is carrying out research activities with different microalgal and soil bacterial strains. Since 2014 she is PhD. student at Eötvös Lóránd Science University where she study the interactions between

Scenedesmus rubescens green microalga and Azospirillum brasilense soil bacterium.

About the company

Albitech Biotechnological Ltd. is a dinamically developing Hungarian enterprise established in 2007 aiming at microalgae research and development other microalgae based products for agricultural or other purposes.

The fact that algae are suitable for large-scale biomass production could lead to a breakthrough in the biotechnological industry. Our goal is to introduce a new branch of the plant biotechnological industry in Hungary to be utilized in agricultural production by the screening and controlled, industrial-scale culturing of new algal strains capable of producing bioactive compounds. The first fruit of research was the microalgae based Algafix® phytostimulator, a growth-promoting spray-on which was has been authorized in 2010 and produced continuously in the photobioreactor plant at the company.

Several microalgae strains show phytohormone-like activity. Intensive auxin- and cytokinin-like plant growth hormone production has been observed in green algae species, recently. In agriculture, algae have been used as organic fertilizers or soil conditioners, however, interest has recently grown in their antimicrobial, anti-fungal and plant growth regulating (PGR) properties. The concentration of phytohormones in algae biomass range between 0.3 – 4,0 μg / kg wet weight which approximates that of higher-order plants. Industrial scale culturing of saltwater algae is not economical in Hungary, due to the treatment of large volumes of industrial wastewater with high salt concentrations. Our research confirmed that in optimized conditions, freshwater algae can produce and excrete plant growth promoting hormones, antimicrobial or antifungal substances in higher concentrations than saltwater algae and contain vitamins and trace-elements vital for plant health.

Technology-wise the axenic algal strains are selected and maintained by classic microbiological methods. The identified algal cell lines are preserved and cultured via closed-system sterile photofermentation. According to our new protocol the Scendesmus sp. BEA D01_12 is cultured in air lift photobioreactors. Production of industrial-scale volumes for agricultural use is implemented via scaling up. Laboratory-scale volumes of shaken liquid cultures are produced which go through culturing in several 2-10 l volume photobioreactors to reach 30 and 200 litre photobioreactors. Adequate light intensity is provided by high-power light sources to ensure proper growth rate. The production capacity has quadrupled in the past 4 years. A new technology developed in the last few years makes it possible to achieve a five-fold increase in the alga cell count.

In Albitech Ltd. there are currently six people working in our laboratories: Dr. József Kutasi PhD., co-owner and head of research, Attila Bencsik, co-owner and head of informatics and technology, two bioengineers: Erika Greipel MSc. (PhD-student at Eötvös Lórand Sicence University), Péter Futó MSc., an administrator, a laboratory and a fermentation assistant. Our young researchers have participated in both national and international conferences with oral and poster presentations. In the framework of granted research projects, our company has hosted bioengineering undergraduates from Budapest Technical University for traineeship and thesis work.

The post Measurement of intra- and extracellular cytokinin content of algae cultures and application of Scenedesmus sp. cultures for plant growth promotion – resulted the new foliar fertilizer of Albitech Ltd. appeared first on Bérfermentáció - Fotobioreaktor készítés - Albitech Kft..

A Max Planck Táplálkozásfiziológiai Intézet (Dortmund, Payer et al. 1980) és a Max Planck Állattakarmányozási Intézet (Mariensee) Scenedesmus sp. édesvízi zöldalgával folytatott táplálkozási kísérletei alapján elmondható, hogy a szárított algák jól emészthetőek, nagyértékű fehérjéket tartalmaznak. Az állatok húsminőségét nem befolyásolja a kizárólag algaalapú fehérjeforrással történő táplálás. Az embereken végzett kísérlet során is azt találták, hogy a Scenedesmusszal sp.-vel  való táplálás mellett (fokozatosan növelve az adagot, majd kizárólagos fehérjeforrásként alkalmazva) a kísérleti alanyok munkaképessége és jó közérzete megmaradt. 100 g Scenedesmus sp. por fedezi egy felnőtt teljes fehérje és vitamin szükségletét, nem gyakorol semmilyen káros hatást az emberi és állati szervezetre. A legtöbb esetben szárított formában állították elő az alga biomassza tömeget és így vizsgálták beltartalmi értékeit.

1. táblázat A Secnedesmus algapor beltartalma összevetve a szója és egy a Spirulina kékalga összetételével

Mao-on már tenyésztettek nagy léptékben Scenedesmus obtisausculus -t lsd. erről Felföldi, 1964-, sőt a Caola kozmetikai gyára az 1980-as években megfelelő léptéknövelések közbeiktatásával komplett 5 köbméteres algatenyésztő üzemet épített Scenedesmus algatartalmú fogkrém előállítására és ezt gyártották is éveken át. Scenedesmus tartalmú algakrémeket a mai napig is állít elő és forgalmaz Mao-on a FÁMA kozmetikai Kft(http://www.famacosmetics.hu/6-algas-keszitmenyek).

2. táblázat A Scenedesmus por aminósav tartalma összehasonlítva a tej, szója, Spirulina és a búza összetételével

3. táblázat A Scenedesmus algapor vitamintartalma összehasonlítva a pékélesztő(Saccharomyces cerevisiae), a paraj, Spirulina kékalga és a Laminaria telepes tengeri barnamoszat összetételével

Az Algafix lombtrágya előállítása során felhasznált tápleves nem tartalmazhat semmilyen káros anyagot, melyeket többszörösen sterilre szűrt és ozmotikusan megtísztított vezetékes vízzel higítva használunk fel és a tenyésztést ellenőrzött steril körülmények között végezzük a volt Gyógyszerkutató Intézet(GyOKI) mikrobiológiai laborjaiban(a tenyészközeg tápelem összetételét lásd a mellékletben). A tenyésztéshez felhasznált Scenedesmus obtisausculus K2012 balatoni zöldalga axenikus, baktériumtól és gombától ellenőrzötten mentes, steril körülmények között fenntartott, a BEA D01_12 számon szabadalmi letétbe helyezett algatörzs – a spanyol  Marine Biotechnolgiai Center  alga törzsgyűjteményében – magyar szabadalmi védettség alatt áll a HU-110 987 számon.

Irodalomjegyzék:

Felföldy Lajos(1964): Kétköbméteres algatermesztô berendezés Tihanyban, Annal. Biol. Tihany 31, 185-222,.

Payer, H.D., Pabst, W. and Runkel, K.W.(1980):Review of the nutrient properties of the green algae Scenedesmus obliquus as a single cell protein(SCP). In Algae Biomass, ed. G.Shelef and C.J.Soeder pp. 787-98. Amsterdam:Elsevier/North Holland Biomedical Press.

Borowitzka M.A., Borowitzka L. J. (1988): Micro-algae biotechnology.  Cambridge University Press, London pp. 257-288.

10400. Gouveia. A. P. Batista, I. Sousa, A. Raymundo and N. M. Bandarra (2008): Microalgae in novel food products, Food Chemistry Research Developments, Konstantinos N. Papadopoulos,pp.Nova Science Publishers, Inc.

Budapest, 2012  november 23.

Kutasi József PhD
Biotechnológia doktora, feltaláló

The post Tanulmány az Algafix lombtrágya hatóanyag Scenedesmus obtisausculus algatenyészet állategészségügyi, toxikológiai hatásairól appeared first on Bérfermentáció - Fotobioreaktor készítés - Albitech Kft..

Válogatott axenikus, nagy sűrűségű algatenyészetek vizes, illetve nedves környezetben nitrogén fixációs tevékenységükkel és növekedésserkentő növényi hormonok kiválasztásával képesek szántóföldi növények növekedését serkenteni. Japánban az 1980-as évek óta ilyen célból a rizsterületeket válogatott algák tenyészetével oltják be, így 120 %-os termésnövekedést értek el. Ugyanakkor olyan növények esetében is megfigyeltek kedvező hatást, amelyeket nem árasztanak el vízzel, hanem lombtrágyaként alkalmazva a nedves növényfelületen elszaporodva segítik elő a szántóföldi növények növekedését. Ilyen körülmények elsősorban a zöldségféléknek kedveznek – uborka, paradicsom -, de kukoricával és takarmánycirokkal is értek el eredményeket. Az utóbbi években zöldalgafajok intenzív auxinszerű és citokininszerű növényi növekedésserkentő hormonkiválasztását figyelték meg. A növénytermesztésben leggyakrabban a tengeri eredetű telepes algákat biotrágyaként és talajkondicionálóként használták, ill. használják, de az utóbbi évtizedben növekszik az érdeklődés antimikrobiális és antifungális, valamint növényi növekedést szabályozó (Plant Growth Regulator-PGR) anyagaik iránt is.

Az utóbbi évek kutatási eredményei szerint egyes mikroalgák is képesek auxin- és más, még nem azonosított hormonjaik termelésével serkenteni a csíranövények növekedését és a kifejlett növények virágzását. Így lombtrágyaként hatékonyan alkalmazhatók a mezőgazdaságban. A vizsgálataink kimutatták, hogy az édesvízi zöldalga mikroalga törzsek optimális körülmények között a tengeri algákat meghaladó koncentrációban képesek testükben felhalmozni és kiválasztani a növényi növekedésserkentő hormonokat és/vagy antimikróbás és/vagy fungicid anyagokat. Emellett jelentős mennyiségben tartalmaznak a növények fejlődése szempontjából fontos vitaminokat és nyomelemeket is.  A tavainkban és folyóinkban tenyésző Scenedesmus obtusiusculus (S. obliquus, S. rubescens) törzsek vizsgálataink szerint megközelítik a tenyésztett Chlorella minutissima sós/édesvízi fajok hormontermelését. Magas hormonkoncentrációval elsősorban a magas 25-30 C környezeti hőmérsékletű algatenyészetek rendelkeznek. Nagy töménységben, más algáktól vagy baktériumoktól és gombáktól mentesen, irányított módon zárt rendszerben, fotobioreaktorban tudjuk előállítani őket. Hazánk természeti adottságai miatt – tenger hiányában – a tengeri algák tenyésztése ipari méretekben nem gazdaságos a nagy sótartalmú technológiai víz környezeti kockázatai miatt.

Chlorococcales  mikroalga  tenyészetek (Albitech kft felvétele) fénymikroszkópban

Az Albitech Kft. növényi virágzást és növekedést serkentő, valamint gombagátló aktivitással rendelkező zöldalga törzzsel rendelkezik. Az új fejlesztésű lombtrágya előállítása során felhasznált tápleves nem tartalmazhat semmilyen káros anyagot, melyeket többszörösen sterilre szűrt és ozmotikusan tísztított vízzel higítva használunk fel, és a tenyésztést ellenőrzött steril körülmények között végezzük a volt Gyógyszerkutató Intézet (GyOKI) mikrobiológiai laborjaiban. A tenyésztéshez felhasznált Scenedesmus obtisausculus/rubescens K2012 balatoni zöldalga axenikus, baktériumtól és gombától ellenőrzötten mentes, steril körülmények között fenntartott, a BEA D01_12 számon szabadalmi letétbe helyezett algatörzs – a spanyol  Marine Biotechnolgiai Center alga törzsgyűjteményében – magyar szabadalmi védettség alatt áll a HU-110 987 számon. Az eljárásban ismertetett módon tenyésztett K2012 Sco BEA (Banco Espanol de Algas) D01­_12 (szabadalmilag védett) mikroalga törzs előnyös táptalaj, hőmérséklet, levegőellátás és megvilágítás alkalmazásával az eddig alkalmazottaknál hatékonyabb növényi növekedésserkentő algatenyészetet eredményez.

10 l-es fotobioreaktor (Albitech Kft felvétele)

Dr. Kutasi József
Biofil Mikrobiológiai, Géntechnológiai és Biokémiai Kft.
kutatás-fejlesztési vezető
Albitech Biotechnológiai Kft.
ügyvezető igazgató

The post Magyar Növényvédelmi Társaság – Növényvédelmi Klub, NEBIH, Budaörs 2013 szeptember 02. appeared first on Bérfermentáció - Fotobioreaktor készítés - Albitech Kft..