Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

The Potential Impact of Suborbital Flight on Astaxanthin Production and Germination of Cyst Cells in Haematococcus pluvialis Alga

Document Type : Original Research Paper

Author
پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
Abstract
The microalga Haematococcus pluvialis is a natural source of astaxanthin, a red carotenoid that accumulates in the cytoplasm of algal cells under stress conditions and is produced from the transition of motile vegetative cells to non-motile cysts. In industrial astaxanthin production, cyst walls are mechanically disrupted to release astaxanthin, which results in loss of cell viability. In this study, the impact of suborbital flight on H. pluvialis cells was investigated at two growth stages of aplanospore and cyst for the first time. For flight experiments, samples were placed in the bio-capsule during suborbital flight, and then examined in terms of cyst germination, zoospore release, and astaxanthin production after flight. Results showed that 71% of the cyst cells germinated and released zoospores after 2 days post-flight, and the aplanospore cells tended to accumulate pigments. Cell biomass did not change significantly after 7 days of flight. Spaceflight conditions led to a 2.1 and 1.3-fold rise in H2O2 content after 2 and 7 days of flight, respectively. The highest content of astaxanthin (26.1 mg-1 g FW) and phenolic compounds (935.6 mg-1 g FW) was observed in the samples after 7 days of flight. These findings indicate that H. pluvialis can survive spaceflight conditions and may be a promising candidate for inclusion in human life support systems in space.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

اثر پتانسیلی پرتاب زیرمداری بر تولید استازانتین و جوانه زنی سلول های کیست جلبک هماتوکوکوس پلوویالیس

Author Persian

Halimeh Hassanpour
Aerospace Research Institute: Tehran, IR
Abstract Persian

میکروجلبک هماتوکوکوس پلوویالیس منبع غنی از استازانتین، نوعی کاروتنوئید قرمز رنگ، بوده که در سیتوپلاسم سلول جلبک تحت شرایط تنش تجمع می‌یابد و از تیدیل سلول‌های رویشی متحرک به سلول‌های کیست غیر‌متحرک در چرخه زندگی سلولی جلبک ایجاد می‌شود. در تولید صنعتی استازانتین، دیواره کیست‌ها برای آزادسازی استازانتین به طور مکانیکی تخریب می‌شود، ولی سلول‌ها زنده‌مانی خود را از دست می دهند. در این مطالعه، تاثیر پرتاب زیرمداری بر سلول‌های جلبک در دو مرحله، آپلانوسپور و کیست برای اولین بار بررسی شد. برای آزمایش پرتابی، نمونه ها در کپسول زیستی در یک بیورک قرار گرفتند و سپس امکان جوانه زنی کیست‌ها، آزادسازی زئوسپورها و تولید استازانتین مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که 71% از کیست ها بعد از 2 روز از پرتاب جوانه زدند، زئوسپورها آزاد شدند و آپلانوسپورها نیز شروع به تجمع استازانتین نمودند. بیومس سلولی بعد از 7 روز تغییر چندانی را با شاهد نشان نداد. شرایط پرتاب منجر به افزایش 1/2 و 3/1 برای محتوای H2O2 به ترتیب بعد از 2 و 7 روز از پرتاب شد. بالاترین مقدار استازانتین (1/26 میلی گرم بر گرم وزن تر) و محتوای فنلیک کل (6/935 میلی گرم بر گرم وزن تر) در نمونه های 7 روز پس از پرتاب مشاهده شد. یافته های این مطالعه نشان داد که جلبک هماتوکوکوس پلوویالیس می توانند در شرایط پرتاب بقا داشته باشد و به عنوان کاندید امیدوارکننده ای برای کشت در سیستم پشتیبان حیات انسان در فضا می باشد.

Keywords Persian

آپلانوسپور
استازانتین
پرتاب زیرمداری
هماتوکوکوس پلوویالیس
رشد

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 09 November 2025

  • Receive Date 16 May 2025
  • Revise Date 04 November 2025
  • Accept Date 04 November 2025
  • First Publish Date 09 November 2025