Comparative study of dissolved inorganic carbon utilization and photosynthetic responses in Nannochloris (Chlorophyceae) and Nannochloropsis (Eustigmatophyceae) species

Abstract

[EN] Four species of marine microalgae with similar morphology and life cycle, namely Nannochloris atomus Butcher, Nannochloris maculata Butcher, Nannochloropsis gaditana Lubian, and Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd, have been examined with respect to their affinity for different sources of dissolved inorganic carbon. External carbonic anhydrase activity was not found in any of these species, but the cell affinity for dissolved inorganic carbon (DIC) in Nannochloris species was affected by the inhibitor acetazolamide at a concentration of 400 µM. Measurement of photosynthetic rates and CO2 compensation points at different pH values showed that the Nannochloris species had a greater capacity for CO2 rather than HCO3- utilization. In contrast, the observed rates of photosynthetic oxygen evolution in Nannochloropsis species were greater than could be accounted for by the theoretical rate of CO2 supply from the spontaneous dehydration of bicarbonate in the external medium. This indicates that these algae were able to transport bicarbonate across the plasmalemma. Furthermore, the K0.5 (DIC) value at acidic pH showed that Nannochloropsis oculata could also use CO2 as an exogenous carbon source for photosynthesis. Although the species of marine phytoplankton used in this study possess similar morphological characteristics and life cycle, there exist many differences in the mode of inorganic carbon utilization between these microalgae.Key words: Nannochloris, Nannochloropsis, inorganic carbon utilization, bicarbonate transport, CO2 compensation point, photosynthesis.

[FR] Les auteurs ont examiné quatre espèces de microalgues marines ayant des morphologies et des cycles vitaux similaires, nommément les Nannochloris atomus Butcher, Nannochloris maculata Butcher, Nannochloropsis gaditana Lubian et Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd, afin de déterminer leur affinité pour différentes sources de carbone inorganique dissout. Aucune activité de l'anhydrase carbonique externe n'a pas pu être décelée chez ces espèces, mais l'affinité des cellules pour le carbone inorganique dissout (DIC) chez les espèces de Nannochloris est affectée par l'inhibiteur acétazolamide à une concentration de 400 µM. La mesure des taux de photosynthèse et des points de compensation en CO2 à différentes valeurs de pH montre que les espèces de Nannochloris ont une plus grande capacité d'utilisation du CO2 que du HCO3-. Au contraire, les taux d'évolution de l'oxygène photosynthétique observés chez les espèces de Nannochloropsis sont plus élevés que les valeurs théoriques du taux d'approvisionnement en CO2 provenant de la déshydratation spontanée du bicarbonate dans le milieu externe. Ceci indique que ces algues sont capables de transporter du bicarbonate à travers leur plasmalemme. De plus, la valeur K0.5 (DIC) à pH acide montre que le annochloropsis oculata peut également utiliser le CO2 comme source exogène de carbone pour la photosynthèse. Bien que les espèces de phytoplancton marin utilisées dans cette étude possèdent des caractéristiques morphologiques et des cycles vitaux similaires, il existe plusieurs différences dans les modalités d'utilisation du carbone inorganique dissout entre ces microalgues.