Modelling steady-state growth and photosynthesis rates of <i>Oscillatoria rubescens</i> continuous cultures in relation to temperature and irradiance

Feuillade, J.; Feuillade, M.

doi:10.1093/plankt/9.3.445

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“…The values determined with our model are consistent with results in the literature, but are higher than those estimated from the model formerly described by Feuillade & Feuillade (1987) for 0. rubescens. The sum of both excretion and respiration rates fitted from our model increased more rapidly with light than the rate of photosynthesis.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 90%

“…It appears to be impossible to construct a dynamic model of excretion without considering simultaneously both the closely linked processes of assimilation and carbon excretion. Preliminary formulations of mean daily rates of growth and photosynthesis in O. rubescens and a simple model of excretion kinetics depending on temperature and light have been given by Feuillade & Feuillade (1987). A mathematical model based on the first hypothesis of origin of the cell exudates is thus developed to explain these observations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…A mathematical model based on the first hypothesis of origin of the cell exudates is thus developed to explain these observations. It constitutes a more mechanistic approach than that presented by Feuillade & Feuillade (1987).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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An approach to freshwater cyanobacterial production and excretion: tentative application of a deterministic model

Vallaeys

Feuillade²,

Feuillade³

1989

J Appl Phycol

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The rates of photosynthesis, respiration and carbon excretion by the cyanobacterium Oscillatoria rubescens D.C. were estimated at a range of light intensities between 0 and 60 E m -2 s -I (umol photon m -2 -I ) using the 14 C method. A model of the evolution of cell carbon concentration based on the Hobson et al. (1976) equations and taking excretion into account is presented. This model predicts that the sum of respiration and excretion rates increases more rapidly with light than the rate of photosynthesis and therefore maximum growth of the 0. rubescens strain under study should be obtained at low light intensities, approximately 20 E m-2 s -. Light rapidly increases the excretion rate and so induces a deficit in the carbon balance of the cell. In addition, the simultaneous increase in respiration rate, possibly due to photorespiration, contributes to carbon depletion at high irradiances. Thus, this model explains some of our observations, particularly the fact that growth is saturated at lower light intensities than photosynthesis. ResumeNous avons estim6 les taux de photosynthese, de respiration et d'excretion carbonee chez Oscillatoria rubescens D.C. sous une gamme de conditions d'&clairement comprise entre 0 et 60 PE m-2 s -' grace a l'emploi de la m6thode au 14 C. Un module d'evolution du carbone chez la cyanobact&rie s'appuyant sur les quations de Hobson et al. (1976) et prenant en compte la respiration et l'excr6tion cellulaire est present. Ce module pr6voit que la somme des taux de respiration et d'excr6tion doit croitre plus rapidement avec la lumiere que le taux de photosynth~se. II montre par ailleurs que la croissance maximale de la souche &tudie d'O. rubescens doit &tre trouv6e a faible intensity lumineuse, environ 20 pE m -2 -1. La lumiere semble provoquer un accroissement rapide du taux d'excr6tion et provoquer ainsi un deficit au niveau du bilan carbon de la cellule. De plus, I'accroissement simultan& du taux de respiration probablement du a l'apparition de la photorespiration contribue a l'6puisement du carbone cellulaire aux fortes intensites lumineuses. Ainsi, ce module explique certaines de nos observations expgrimentales et 346 particulierement le fait que la croissance est sature de plus faibles intensitis lumineuses que la photosynthese.

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Section: Discussionsupporting

confidence: 90%

Section: Introductionmentioning

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An approach to freshwater cyanobacterial production and excretion: tentative application of a deterministic model

Vallaeys

Feuillade²,

Feuillade³

1989

J Appl Phycol

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“…Diverses formulations ont été employées par de nombreux auteurs pour traduire, en terme d'équations mathématiques simples, l'influence des paramètres de culture (intensité lumineusér température, photopériode, nutriments, etc..) sur la croissance des microalgues (Ten Hoopen et al 1981, Feuillade & Feuillade 1987, Cornet et al 1992a,b, Belkoura 1994. Parmi les nombreuses équa-tions disponibles dans la littérature, celles de Peeters & Eilers (1978), de Lehman et al (1975) et de Belkoura & Dauta (1992 ont permis de restituer, de manière très satisfaisante, rinfluence de l'intensité lurriineuse, de la température et de la photopériode sur la croissance des trois espèces de Scenedesmus étudiées.…”

Section: Discussionunclassified

Interaction des facteurs héliothermiques sur la croissance de trois espèces du genreScenedesmus

Benider¹,

Tahiri²,

Belkoura³

et al. 2001

Ann. Limnol. - Int. J. Lim.

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Dans le cadre d'un programme de sélection de microalgues potentiellement valorisables, l'influence des facteurs héliothermiques sur la croissance de trois espèces de Scenedesmus (S. abundans, S. dimorphus et S. ecornis) a été étudiée sur des cultures réalisées en milieu fini et en conditions nutritionnelles non limitantes. Pour chacune des trois espèces, les effets de l'intensité lumineuse (de 30 à 560 umole quanta.m 2 .s _1 ), de la température (de 10 à 35°C) et de la photopériode sur les taux de croissance ont été mesurés puis modélisés. Les résultats obtenus démontrent le caractère mésophile des trois microalgues avec un optimum thermique de 30°C pour S. ecornis et de 35 °C pour les deux autres espèces. L'existence d'une interaction étroite entre l'intensité lumineuse et la température sur la croissance des trois microalgues a également été mise en évidence. De même, une influence très nette de la photopério-de sur la croissance des trois espèces a été relevée. Dans les conditions optimales de culture, les taux de croissance maximaux observés sont respectivement de 2,1 d" 1 pour S. ecornis, 1,95 d" 1 pour S. abundans et 1,5 d" 1 pour S. dimorphus. Les effets des facteurs héliothermiques sur la croissance des microalgues étudiées ont pu être restitués de manière satisfaisante par trois modèles mathématiques. Les résultats obtenus indiquent que les trois espèces de Scenedesmus sont parfaitement adaptées aux conditions climatiques de la région de Marrakech. Leur culture en masse, à des fins appliquées, pourrait donc être envisageable. Interacting effect of heliothermic factors on the growth rate of 3 Scenedesmus species.Keywords : Scenedesmus abundans, Scenedesmus dimorphus, Scenedesmus ecornis, temperature, light intensity, photoperiod, growth rate, modelling.Within the framework of a microalgae screening program, three species of Scenedesmus (5. abundans, 5. dimorphus and S. ecornis) were studied in batches and in non-nutrient limited conditions. For each species, the effects of light intensity (from 30 to 560 umole quanta-nr 2^-1 ), temperature (from 10 to 35°C) and daylength on the growth rate have been measured and mathematically formulated. The results obtained show that the three microalgae are mesophilic strains, with an optimal growth temperature of 30°C for S. ecornis and 35°C for the two other species. Interaction between temperature and light intensity on growth has been demonstrated for the three species. In the same way, a positive effect of daylength on the growth rates of Scenedesmus spp. has been recorded. Under optimal conditions, the maximum growth rates are respectively of 2,1 d" 1 for S. ecornis, 1,95 d" 1 for S. abundans and 1,5 d" 1 for S. dimorphus. Moreover, the effects of heliothermic factors on the growth rate of the three species have been reproduced satisfactorily by using three mathematical models. This study indicates that the three species of Scenedesmus are adapted to the climatic conditions of the Marrakech area. So, for application purposes, the largescale culture of these spec...

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“…En conditions d'autotrophic, la croissance des algues dépend étroitement de l'activité photosynthé-tique (Banse 1976, Harris 1978, Dauta 1982, Gibson & Foy 1983, Post et al 1985, Feuillade & Feuillade 1987, Geider & Osborne 1992. Aussi, tous les paramètres environnementaux flumière, tempéra-ture, CO2, nutriments...) qui conditionnent le taux de croissance de ces algues, interviennent sur l'assimilation photosynthétique du carbone.…”

Section: Introductionunclassified

Caractéristiques photosynthétiques deChlorella sorokinianaShihira & Krauss, en relation avec l'intensité lumineuse et la température. Corrélation avec le taux de croissance

Belkoura¹,

Dauta

1994

Ann. Limnol. - Int. J. Lim.

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Modelling steady-state growth and photosynthesis rates of Oscillatoria rubescens continuous cultures in relation to temperature and irradiance

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An approach to freshwater cyanobacterial production and excretion: tentative application of a deterministic model

An approach to freshwater cyanobacterial production and excretion: tentative application of a deterministic model

Interaction des facteurs héliothermiques sur la croissance de trois espèces du genreScenedesmus

Caractéristiques photosynthétiques deChlorella sorokinianaShihira & Krauss, en relation avec l'intensité lumineuse et la température. Corrélation avec le taux de croissance

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