吴庆[1]2004年在《微藻Nannochloropsis SP.的培养和海藻多不饱和脂肪酸提取的初步研究》文中进行了进一步梳理随着海洋资源的利用越来越受到重视，海藻作为海洋资源的重要来源之一，对海藻的人工养殖和培养，以及从其中提取各种生物活性物质，特别是多不饱和脂肪酸被证明有多方面的生理功能，这方面的研究成为世界各国的热点。本文初步研究了微藻的生物反应器培养和从微藻中提纯富集多不饱和脂肪酸的工艺和方法。从一种新型的黄绿色单细胞超微型藻Nannochloropsis sp.藻种出发，研究了海藻从在摇瓶培养到20L光生物反应器中培养。并且采用尿素包合法对海藻多不饱和脂肪酸进行富集。以期为海藻多不饱和脂肪酸的利用提供新思路和途径。（1）Nannochloropsis sp. 藻细胞的培养，确定了培养条件为接种浓度63±3 mg/L（干重），通气流量为400 ml min-1，光强为70.8 μmol photon m-2 s-1，培养温度23±0.2℃。研究了碳源对藻细胞生长的影响，特别是加入葡萄糖作为碳源对生物量有大幅提高。经研究发现Nannochloropsis sp.藻细胞在3L气升式内环流光生物反应器中混养条件培养时，培养8天后细胞浓度可达857.1 mg DW l-1，为摇瓶培养的2倍（432.9 mg DW l-1）。在扩大培养研究中，Nannochloropsis sp.藻细胞在20L光生物反应器混养条件下培养获得生物量为633.1 mg l－1。但其延滞期较3L气升式内环流光生物反应器培养更长。由此可见，Nannochloropsis sp.的扩大培养存在一定的适应期，其大规模培养存在一定的困难。对细胞生长进行模型模拟，所得模型可以较好的反应细胞的生长情况。（2）从海藻细胞中提纯富集多不饱和脂肪酸的研究，选定了研磨法破碎藻细胞、石油醚－乙醚混合溶剂萃取海藻粗油、以甲醇－KOH作为皂化试剂的实验工艺。所得细胞破碎率可达65％；对溶剂萃取海藻粗油的各影响因子作正交实验，得出实验最佳提取工艺条件为乙醚和石油醚的体积比为1：2、提取温度20℃、提取时间5h时，并分析了各因素对提纯影响的差异；对皂化后所得海藻油
李凤娟[2]2016年在《固定CO_2富油微藻的选育及基因转化藻株的构建研究》文中提出人类工业文明快速发展,不可避免地排放各种废气与污水,污染人类赖以生存的环境。作为温室气体的主要成分,CO_2的减排势在必行,而利用微藻固碳被认为是降低CO_2水平最环保安全和可持续的方式。微藻技术用于烟道气CO_2固定需要克服的最大难题是提高微藻固定CO_2的能力,因此最为重要的是获得十分优质的藻种,同时,藻株既要具备繁殖快生长快、含油量高、容易回收的生物特性,同时还要具备高耐受性,可以在烟道气中有毒,有尘,高温的环境下生存;同时获得更多的副产物,比如微藻生物质。微拟球藻Nannochloropsis是真核单细胞藻类,具有很高的光合作用效率、生物量和油脂含量。目前,对有些微拟球藻株已建立了成熟的培养体系,多个藻株的全基因组序列业已公布,在微藻产油工业化应用研究中微拟球藻属已作为模式研究藻种被国内外研究人员广泛关注。因此,筛选富油微拟球藻耐受高浓度CO_2的藻株,及通过基因工程的手段改良富油微藻的耐受高CO_2的能力就变得非常有意义。本研究采用光生物反应器以高浓度CO_2条件对6株海洋微拟球藻进行了筛选及培养,分析发现海洋微拟球藻N.oceanica、盐生微拟球藻N.salina和眼点微拟球藻N.oculata这3株微藻可耐受5%CO_2,生长良好。N.salina在5%CO_2条件时,TAG含量最高,大于10%CO_2条件生长受到抑制。在通入CO_2条件下培养富含TAG的淡水湖泊微拟球藻,考察其对亚硝态氮的耐受性,结果表明尽管该藻不能耐受很高浓度的CO_2(>2%),但该藻可以在含高浓度亚硝态氮(1mM Na NO2)的培养液中正常生长,也是一个在工业上有应用前景的优良藻株。在本研究中,我们克隆得到微绿球藻属的已定种的所有藻株微管蛋白β-tubulin启动子区域,并通过电击转化方法成功转化这个属的所有5个海水种的6株微藻。另外,建立了基于PCR扩增的双链DNA片段(PCR产物)的转化体系,得到比基于线性化的质粒转化更高的转化效率(10.7?61.2×10-6,1.5?13倍)。成功使用含有非抗性选择的GUS基因和仅含有选择标记盒的质粒对盐生微拟球藻N.salina进行共转化,共转化率超过50%。成功构建N.gaditana、N.salina及两株N.oceanica共4株微藻的,分别含有各自内源β-tubulin启动子及碳酸酐酶CA基因的RNAi片段的质粒载体pks-TUBp-CAH2-RNAi,并对4株微拟球藻进行遗传转化,初步检测证实抗性基因已经插入阳性转化子的基因组中,RT-PCR结果提示碳酸酐酶CA基因表达下调,Western Blot分析显示碳酸酐酶蛋白表达也不同程度下调。通过对转化子藻株通入高浓度CO_2培养,进行4种藻转化子的大规模初步筛选,结果显示除N.salina外的3种藻的转化子,耐受高浓度CO_2的能力没有显着提高;而N.salina转化子在通入10%CO_2时,比生长速率高于通入空气的野生型,耐受高浓度CO_2的能力有明显提高,具有作为工业烟道气处理富油藻种的潜力。
赵婷[3]2016年在《温度对四种微藻生物大分子及油脂特性的影响》文中进行了进一步梳理海洋微藻作为在国民经济和人民生活中占有重要地位的资源,细胞内含有丰富的蛋白质、多糖和油脂等多种高价值的生物活性物质,研究证明海洋微藻中富含的多糖及蛋白质具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化和增强免疫力等功效,微藻中富含的油脂对不管是动物还是人类都具有营养学和医学上的价值,是高价值化学药品和医药品的重要来源,微藻中油脂含量可观,且微藻脂肪酸一般由14~20个碳链组成,与生物柴油的14~18个左右的碳链数相近,所以直接从微藻中提取得到的油脂成分可以经过转化作为生物柴油直接应用于工业上,具有广泛的应用价值。微藻的生长条件和环境特点决定了其胞内生物活性物质具有一些有别于陆生植物的独特的化学结构和功能。越来越多的研究结果显示温度是影响海洋微藻生长和繁殖的重要生态因子,微藻细胞内的各种生化反应,酶的活性等都与温度的调控直接有关。每个微藻都有一个最适宜生长繁殖,细胞代谢最旺盛的温度范围。通常,在适温范围内,升温可使微藻的生长加快,降温使微藻的生长速率降低,温度过高或者过低都会对这些生理活动产生影响,甚至威胁到微藻的存亡。本文利用傅立叶变换红外光谱和气相-质谱联用技术分析了不同温度对叁株海洋微藻叁角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum,CCMM2012),小球藻(Chlorella vulgaris,CCMM 4004),微拟球藻(Nannochloropsis sp.,CCMM 6004)和一株淡水微藻栅藻(Scenedesmus quadricauda,CCMM 4002)的生长和胞内多糖、蛋白质和油脂含量和结构以及脂肪酸含量和组成产生的影响,以期为海洋微藻的开发和利用提供依据。主要研究结果如下:1、叁角褐指藻、微拟球藻和栅藻的最适宜生长温度为25 oC,小球藻的最适温度为20 oC。2、用傅立叶变换红外光谱测得温度对四株微藻各物质相对含量的影响为:对叁角褐指藻来说,25 oC最有利于多糖的积累,15 oC最有利于蛋白质的积累,25 oC最有利于油脂的积累;对小球藻来说,15 oC最有利于多糖的积累,20 oC最有利于蛋白质的积累,25 o C最有利于油脂的积累;对微拟球藻来说,25 oC最有利于多糖的积累,15 oC最有利于蛋白质的积累,25 oC最有利于油脂的积累;对栅藻来说,15 oC最有利于多糖的积累,20 oC最有利于蛋白质的积累,15 oC最有利于油脂的积累。3、用傅立叶变换红外光谱测得温度对四株微藻各物质结构的影响为:叁角褐指藻温度对油脂结构影响为:25 o C下C-O-C结构的糖类最多,20 oC蛋白质含量最多且20 oC培养的叁角褐指藻没有基团缺失,多糖、蛋白质和油脂种类最为丰富;小球藻和微拟球藻25 o C适合生成C-O-C结构的糖类和C=O结构的油脂,20 oC适合生成蛋白质,20 oC培养的两种微藻没有基团缺失,多糖、蛋白质和油脂种类最为丰富;栅藻作为本文唯一的淡水藻,在叁个培养温度下均会存在生物大分子的缺失,所以栅藻并不是一株可提供丰富多糖和蛋白质的优良藻源。4、用气相-质谱联用技术测得温度对四株微藻脂肪酸含量及组成的影响为:叁角褐指藻15 o C最有利于单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)(包括EPA和DHA)的积累,而25 o C饱和脂肪酸(SFA)和可以制备成生物柴油的C14-C18的脂肪酸含量最多;小球藻的脂肪酸积累为15 oC饱和脂肪酸(SFA)的积累量最多,20 oC最有利于单不饱和脂肪酸(MUFA)、EPA和DHA两种多不饱和脂肪酸的积累,25 oC最有利于C14-C18的脂肪酸含量的积累;微拟球藻25 oC最有利于饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)的积累,且含量都是随着温度的升高而增多,相应的EPA和C14-C18的脂肪酸含量也增多;栅藻各个培养时期均是高温下饱和脂肪酸(SFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)和适宜制备成生物柴油的C14-C18之间的脂肪酸含量最多。
徐芳, 胡晗华, 丛威, 蔡昭铃, 欧阳藩[4]2003年在《有机碳源对产EPA微藻(Nannochloropsis sp.)生长及光合作用的影响》文中研究指明研究了几种有机碳源对Nannochloropsis sp.生长及光合作用的影响. 结果表明,Nannochloropsis sp.具有混合营养生长的能力,葡萄糖对其生长有明显的促进作用,乙醇对藻细胞的生长有一定的促进作用,乙酸钠不能促进其生长,而乙酸、草酸、甘氨酸则抑制其生长. 在含30 mmol/L葡萄糖的培养基中培养8 d后,该藻细胞生长的最大生物量干重可达550 mg/L,是光自养培养条件下(最大生物量干重为392 mg/L)的1.4倍. 通过测定该藻细胞的光合放氧速率发现,该藻细胞在自养和混养条件下,最大净光合放氧速率几乎不变,混养条件下的暗呼吸速率、光补偿点高于自养条件,而光饱和点低于自养条件.
张芳[5]2011年在《微藻油脂合成调控及膜分散原位萃取研究》文中进行了进一步梳理微藻具有生长周期短、含油量高、易培养及环境友好等诸多优势,是制备生物柴油的优质原料。然而微藻生物柴油的工业化制备还面临严峻的技术挑战,特别是藻体采收和油脂提取等高能耗处理方法,导致能量输入输出不平衡,使微藻柴油成本过高。针对这一问题,本论文筛选得到Nannochloropsis sp和Botryococcus braunii FACHB-357两株高油藻种,通过营养调控提高微藻油脂含量,并筛选出对两株藻具有良好生物相容性的有机溶剂,在此基础上建立有机-水两相培养体系,利用中空纤维膜分散溶剂用于原位萃取微藻油脂,主要内容包括以下四个方面：(1)以6株不同来源的蓝,绿藻为研究对象进行藻种筛选及油脂含量测定方法评价。对称重法,尼罗红荧光染色法和FT-IR叁种油脂检测方法进行比较。FT-IR法可同时半定量分析微藻油脂,蛋白质及碳水化合物含量,尼罗红荧光染色法操作简便,准确性较高,还可用于脂滴的胞内定位,是微藻油脂含量的快速检测方法。对6株藻油脂含量进行比较,其中盐水藻Nannochloropsis sp和淡水藻B. braunii FACHB-357油脂含量较高(>20%),可作为生物柴油的制备原料。(2)对Nannochloropsis sp和B. braunii FACHB-357进行营养调控促进油脂合成。通过Plackett-Burman设计(PBD)筛选出BG11培养基中影响油脂合成的关键营养元素(N、P、Fe),并运用响应面分析方法对两两因素交互影响进行分析与评价,以确定最佳因素水平范围。在此基础上,建立氮源饥饿后处理法促进Nannochloropsis sp和B. braunii FACHB-357油脂合成,饥饿处理一周后,油脂含量分别提高至55%和39%,Nannochloropsis sp.油脂产率25.5 mg L-1 d-1,B. braunii FACHB-357油脂产率7.4mgL-1d-1。(3)筛选适于Nannochloropsis sp和B. braunii FACHB-357原位萃取油脂的生物相容性溶剂。以微藻生长速率和总脱氢酶活力表征溶剂生物相容性,并通过透射电镜观察细胞结构变化,结果发现,疏水性较高的溶剂(1og P>5.5)对微藻生长具有良好的生物相容性,logP<5.5的亲水性溶剂因破坏微藻细胞膜完整性,致使细胞脱氢酶等重要跨膜蛋白变性失活而对藻体生长有显着毒性作用。根据生物相容性,微藻油脂提取率及溶剂回收率,十六烷和十四烷分别筛选为Nannochloropsis sp和B. braunii FACHB-357原位萃取用有机溶剂。有机溶剂对B. braunii FACHB-357油脂的萃取机制为提高藻体细胞膜胞吐作用活性,并使细胞壁结构疏松多孔,促进油脂分泌至细胞外并快速萃取至有机相。(4)建立聚醚砜(PES)中空纤维膜分散溶剂原位萃取Nannochloropsis sp.和B. braunii FACHB-357油脂方法。荧光显微镜和透射电镜观察发现,B. braunii FACHB-357具有合成油脂并分泌到胞外形成连续“球状壁”的能力,其油脂组分富含C16～C18脂肪酸,其中油酸含量为54.02%,棕榈酸18.58%,可以作为优质生物柴油的生产原料。Nannochloropsis sp油脂组分也富含C16～C18脂肪酸,但细胞壁较厚,不具有油脂分泌至胞外的能力。建立十四烷-水,十六烷-水两相体系分别原位萃取B. braunii FACHB-357和Nannochloropsis sp油脂,并通过聚醚砜PES中空纤维膜分散溶剂提高有机相与水相的混合效率,膜分散组对B.braunii FACHB-357油脂萃取率达50.15%,显着高于对照组(38.05%),而Nannochloropsis sp因细胞结构差异,油脂萃取率仅为7%。微藻油脂原位萃取过程连续进行四天后藻细胞的存活率均大于90%。
王少沛, 李卓佳, 曹煜成, 陈素文, 杨莺莺[6]2009年在《微绿球藻、隐藻、颤藻的种间竞争关系》文中研究指明采用陈海水配制的无机培养液,添加营养盐的无机培养液和对虾养殖池水3种培养液,分别对微绿球藻(Nannochloropsis oculata)、隐藻(Cryptomonas erosa)和颤藻(Oscillatoria sp.)进行单培养和混合培养,探讨3种微藻的增殖规律和相互关系。观测各处理组微藻的生长状况,并以Lotka-Volterra的双种竞争模型为基础,计算3种微藻在生长拐点后各取样点的竞争抑制参数。结果显示,在各处理组中,实验前期微绿球藻和隐藻对颤藻的生长都具有一定的促进作用,颤藻在混合培养组中的生物量大于单培养组,而微绿球藻和隐藻的最大生物量均出现在其单培养组。在各组生长拐点后,微绿球藻对颤藻的影响较小,隐藻对颤藻的抑制作用明显,各取样点隐藻对颤藻的竞争参数远大于微绿球藻对颤藻的竞争参数(P<0.05);颤藻对微绿球藻有较小的抑制作用,而对隐藻的抑制作用明显,各取样点颤藻对隐藻的竞争参数均为各组的最大值。实验结果表明,3种微藻按竞争力从大到小依次为颤藻,隐藻,微绿球藻。颤藻对隐藻和微绿球藻有较强的抑制作用,而微绿球藻和隐藻之间的竞争抑制作用较弱,能够达到"共存"状态。
梁鑫[7]2012年在《微型海洋微藻快速准确鉴定的方法研究》文中认为微藻是在显微镜下可见的、单细胞藻类，在水环境中经常以单细胞或聚集的形式存在。微藻在水生环境初级生产中扮演了十分重要的角色，在固定全球二氧化碳方面也起到了非常重要的作用。近年来，人们对海洋微藻的研究主要集中于微型海洋微藻（直径2-20μm）。微型海洋微藻的商业价值与日俱增，除了在水产养殖中发挥重要作用外，还是十分重要的营养品，近来微型海洋微藻还作为生物柴油的来源。微型海洋微藻的分类鉴定是研究其生物学和实际应用的基础，尤为重要。传统的微藻鉴定主要依据形态学和色素分析。形态学描述仅适用于特征明显的藻类鉴定。由于微型海洋微藻形态受环境影响太大，对研究者知识背景要求很高，且耗时长，难以满足野外大规模样品的快速鉴定和大量新分离微藻藻种资源保存的需求。同样地，生化成分鉴定方法也并不适用于所有微型海洋微藻，在微型海洋微藻中难以找到唯一的有代表性的色素或其他生理生化指标，且这些生化成分并不稳定，难以用这些化学成分鉴定微型海洋微藻，因此，需要用像分子标签系统学等新方法完善传统的鉴定方法。对于那些形体微小、地理差异显着、培养条件造成差异的藻类，分子标签系统学鉴定是一种行之有效的方法。DNA条形码技术（DNAbarcoding）是应用最为广泛最快速、有效的分子手段。该技术适用于来自不同生长环境的不同生长阶段的细胞。藻类中还没有通用的条形码，但已有许多推测可用的微藻的条形码基因。目前的研究主要集中在扩增得到尽可能多的微型海洋微藻分子标签，并将其在数据库中与已知种的相关序列进行对比，通过相似度和系统发生关系对未知种进行鉴定。这些研究主要集中在红藻，褐藻，硅藻和甲藻，在其他藻类中的研究很少。本研究从实验室培养的未知微拟球藻鉴定出发，通过形态学描述、生理生化指标和分子标签鉴定叁种方法将其鉴定为N. oceanica LAMB0002，其中形态学描述包括光镜观察和透射电镜观察，生理生化指标包括脂肪酸和色素分析，分子标签鉴定中使用了18S rRNA基因和rbcL基因。同时用该方法对实验室已知的四株微拟球藻进行鉴定，得到的结果与原信息一致，这充分验证了该鉴定方法能满足微拟球藻的准确鉴定。该方法中的形态学观察和生理生化指标分析无法满足微拟球藻种间鉴定的要求，因此将该方法进行调整，去除了电镜观察和生理生化指标分析，得到了仅用光学显微镜进行初步鉴定，再用分子系统学分析鉴定的方法。用该方法成功地鉴定了两株未知藻株，结果表明这两株未知藻株分别为N. oceanica和N.gaditana。这更进一步证明了该方法能够满足微拟球藻快速准确的鉴定。鉴定中仅用了18S rRNA基因序列进行分析系统学分析就能将两株微拟球藻鉴定到种，因此，将该方法在进行简化应用于微型海洋微藻的鉴定。本研究从微拟球藻出发得到了准确的鉴定方法，再将该方法进行调整应用于野外采集的微拟球藻快速准确鉴定上，最后再应用于微型海洋微藻的快速准确鉴定上。研究结果表明该方法能实现对一些微型海洋微藻的快速准确鉴定。
李朋非[8]2017年在《铵盐混养促进微拟球藻生长和油脂积累的研究》文中研究表明随着化石能源的日渐枯竭,寻求一种新型可再生能源已是大势所趋。微藻由于其生长快、油脂含量高、适应性强等优点,成为生产生物柴油最有潜力的物种。目前制约微藻工业化应用的主要原因是生产成本太高,而降低成本一个有效的手段就是提高微藻的生长速度和油脂积累。本课题创新性的将铵毒性的解除与促进微拟球藻生长和积累油脂相结合,并利用比较转录组学对其机理进行研究。本文内容包含如下几个方面:1)研究了盐度、pH、碳源、氮源对微拟球藻比生长速率和油脂产率的影响。发现最适盐度为25‰,最适pH为7-8,铵和乙酸盐混养促进微拟球藻生长和油脂积累。铵对微拟球藻自养有抑制作用,而乙酸盐可以解除铵对微藻的毒性并促进微拟球藻的生长和油脂积累,其油脂相对含量可以达到38.6%,与以硝酸盐或亚硝酸盐作为氮源混养培养时藻的油脂含量相比,铵盐混养培养藻类油脂含量高出约2.7-4.4倍。亚硝酸盐和硝酸盐可以作为微拟球藻的氮源进行生长,但无明显的油脂积累。2)乙酸盐和铵盐对微拟球藻生长和积累油脂的影响。不同浓度铵盐对培养微拟球藻的影响的实验中,最佳培养条件为铵盐浓度为1 mM的混养培养,生物量达到543 mg/L,明显高于异养培养和对照组f/2生物量,且油脂产量测定为278 mg/L,与对照组的光合自养和相同铵浓度条件下的异养相比,微拟球藻的油脂相对含量提高2-5.7倍,油脂产量提高2.7-7倍。不同浓度乙酸盐对培养微拟球藻的影响的实验中,4 mM至128 mM范围内的乙酸盐浓度均增加微拟球藻的生物量和油脂含量。当乙酸盐浓度范围为4-128mM时,观察到油脂相对含量提高2.6-5.6倍,油脂产量提高3-7.7倍。3)通过比较转录组研究铵盐混养促进微拟球藻生长和积累油脂的机制。铵盐混养的CO2固定能力下降,乙酸钠是微拟球藻生长和油脂积累的主要碳源,并通过增强光合作用合成更多的NADPH,通过减弱碳固定过程来减少NADPH的消耗,从而使微拟球藻有更多的ATP和NADPH可用于合成更油脂。且铵盐混养中,微拟球藻脂肪酸合成能力增强,脂肪酸降解减少,因此可以积累大量油脂。
吕欣欣[9]2008年在《浮游藻类细胞脂类分子及其碳稳定同位素组成研究》文中进行了进一步梳理本论文以室内培养的方式,研究海洋微藻不同生长期(指数期和静止期)和不同降解条件下(暗培养和有氧/厌氧降解)细胞脂肪酸和中性脂组成的变化规律,以及各培养阶段海洋微藻的细胞膜和细胞内脂肪酸及其碳稳定同位素组成,探讨在浮游藻类细胞的生命活动过程中,脂类化合物的生成、增长、降解特征,深入了解浮游藻类细胞膜和胞内脂肪酸在不同时期的分子分布及其同位素组成特征。主要结果如下:1.不同生长期海洋微藻的脂类分子组成海洋微藻在指数生长期和静止期的脂肪酸和中性脂分子组成明显不同。在静止期,亚心型扁藻、等鞕金藻3012、赤潮异湾藻、中肋骨条藻和裸甲藻PUFA(多不饱和脂肪酸)含量均增加了10 %以上,其中等鞕金藻3012和裸甲藻分别增加了34.8 %和44.0 %,SAFA(饱和脂肪酸)则大多数下降在20 %以上,而MUFA(单不饱和脂肪酸)含量除了裸甲藻的明显下降(8.6 %)外其它藻的变化不大。甾醇化合物种类在不同生长期发生了很大的变化,例如亚心型扁藻在指数生长期含有Cholest- 5- En- 3β-οl (1.4 %)、24-Methylcholest-5,24(28)Z-Dien-3β-οl(4.5 %)、24-Methylcholest-5-En-3β-οl(7.0 %)、24-Ethylcholest- 5,22-Dien-3β-οl(1.2 %)、23,24- Dimethylcholest -5- En- 3β-οl (3.9 %)和24-Ethylcholesta- 5,24(28) -Dien- 3β-οl(1.3 %) ,静止期只包括Cholest- 5- En- 3β-οl (1.4 %)、24-Methylcholest-5-En-3β-οl (36.9 %)和24-Ethylcholesta- 5-En- 3β-οl (2.2 %)。烷醇在静止期含量和种类也明显下降,相对于指数期烷醇总量下降均在15 %以上。2.藻类细胞生命活动过程中脂类化合物的生成、增长、降解特征微藻细胞单体脂类分子浓度由光培养至暗培养变化明显。光培养条件下,等鞕金藻3012细胞16:1、16:0和20:5从培养开始浓度不断增大,但静止期增长幅度较大,从静止期开始到结束分别增长8.3、2.7和2.8μg/ml cell,而18:0浓度在指数生长期迅速增加(从0.2μg/ml cell增加到0.9μg/ml cell),静止期变化不大;裸甲藻细胞16:0、18:4、18:0和22:6随着培养开始浓度迅速上升,其中18:0在第9 d(指数期结束)停止增加,之后稳定在0.8μg/ml cell左右,其它3种脂肪酸则在12 d以后明显减慢增长速度,光培养结束时浓度分别为3.3μg/ml cell、3.0μg/ml cell和2.2μg/ml cell。暗培养条件下,除了18:0浓度变化不大外,微藻的其它脂肪酸均随着时间延长明显降低。等鞕金藻3012细胞16:1、16:0和20:5在暗培养阶段浓度分别由10.4、5.5和5.6μg/ml cell下降为0.3、1.0和0.1μg/ml cell;裸甲藻细胞16:0、18:4和22:6浓度则分别从3.3、3.0和2.2μg/ml cell下降为0.7、0.1和0.0μg/ml cell。此外光培养条件下,植醇主要在指数生长期迅速增加(等鞕金藻3012和裸甲藻中分别增加了0.4和0.3μg/ml cell),而大部分甾醇化合物则主要在静止期生成。暗培养条件下,等鞕金藻3012主要的甾醇化合物29△~(5,22)和31△5浓度随着时间延长有所增加,在0-10d分别从0.8和1.7μg/ml cell增大到1.3和3.5μg/ml cell;而裸甲藻主要的甾醇化合物28△~(5,22)则从暗培养的第2 d浓度迅速下降,暗培养结束时降为0.1μg/ml cell。3.氧化和还原条件下微藻脂类化合物组成的变化规律有氧和厌氧条件下微藻脂类分子降解行为不同。16:0和C18:0的降解在有氧和厌氧条件下差别不大,20:5在厌氧条件下的降解明显大于有氧降解。甾醇化合物在有氧和厌氧条件下的降解速率也明显不同,厌氧降解大于有氧降解。此外,等鞕金藻3012 16:1和20:5在有氧和厌氧条件下降解速率均明显大于16:0和C18:0。4.微藻在不同培养期细胞膜和胞内脂肪酸分子及其碳稳定同位素组成光培养条件下,微藻在指数生长期主要的脂类为构成膜结构的膜脂,在静止期用于储藏能量的胞内脂肪酸明显增长。不同生长期微藻膜脂肪酸和胞内脂肪酸组成不同。指数生长期,等鞕金藻3012含量最高的膜脂肪酸为20:5(28.9 %),裸甲藻膜脂肪酸中18:4含量最高(23.9 %);静止期,等鞕金藻3012膜脂肪酸中22:6为主要脂肪酸,但18:4(14.6 %)仍为裸甲藻中含量最高的膜脂肪酸。此外,从指数期到静止期,胞膜和胞内脂肪酸分子的δ13C均降低。等鞕金藻3012膜脂肪酸分子中,除了20:5的δ13C变化不大外,其它分子的δ13C减少范围在2~5‰,而分布在裸甲藻膜脂中的16:0和胞内脂中的14:0的δ13C降低范围则均接近10‰。但是同一种微藻胞膜和胞质内同种脂肪酸分子δ13C相差较小。暗培养条件下,微藻细胞胞内脂肪酸含量明显降低。等鞕金藻3012中14:0、16:0和20:5的含量相对于静止期均降低7 %左右;裸甲藻细胞则是20:5和22:6显着下降,相对于静止期含量分别下降4.6 %和8.6 %。同时,与静止期相比大多数微藻脂肪酸分子的δ13C值增大。等鞕金藻3012膜脂肪酸分子的δ13C增大范围均在0.5-2.3‰,胞内的脂肪酸分子16:1和16:0的δ13C则分别增大了1.3‰和3.9‰;裸甲藻胞膜脂肪酸分子δ13C增加较小(<2‰),但是其胞内16:1的δ13C增加了5.6‰。此外,同一微藻胞膜和胞质内相同分子结构的脂肪酸分子δ13C之间的差别较静止期增大。有氧和厌氧条件下,微藻细胞膜脂肪酸和胞内脂肪酸组成极为不同,不同藻种间也存在一定的差异。有氧条件下,等鞕金藻3012所检测到的脂肪酸完全为膜脂肪酸,裸甲藻膜脂肪酸和胞内脂肪酸的含量分别为63.8 %和36.2 %。厌氧条件下,等鞕金藻3012的胞内脂肪酸和膜脂肪酸分别为12.4 %和87.6 %,胞内脂肪酸仅含有16:0(4.9 %)和18:0(7.5 %),胞膜脂肪酸中饱和脂肪酸占绝大比例(55.8 %);裸甲藻膜脂肪酸和胞内脂肪酸的含量分别为3.9 %和96.1 %,其中膜脂肪酸主要包括14:0(47.9 %)、16:0(26.7 %)和18:0(17.2 %),而18:0是胞内的唯一脂肪酸。
代雅楠[10]2017年在《海洋微藻吸附重金属及其相互作用研究》文中指出伴随世界经济的高速发展,重金属污染问题日益凸显,重金属污染不仅对各国经济造成损失,对国民的生命安全亦有很大危害,重金属污染治理得到广泛关注。与此同时,化石能源短缺问题也一样迫在眉睫,石油需求量的急速增长和价格持续走高促使人们越来越重视新能源开发。海洋微藻具有较高吸附重金属的性能,是一种新兴的生物吸附去除重金属的方法;基于海洋微藻细胞富含油脂的生物特性,是最有希望替代化石能源的生物资源之一,具有良好的开发前景。本文结合当今研究热点,选育富含油脂的海洋微藻吸附水体中的重金属并研究重金属胁迫对产油微藻的生长状况、脂质积累的影响。首先,利用改进后的尼罗红染色法筛选出一株具有高油脂含量的海洋微藻,经过18SrRNA测序分析鉴定为产油微拟球藻(Nannochloropsis oceanica strain CS-179)。其次,用产油微拟球藻吸附国标限制的四种重金属离子Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+,研究产油微拟球藻在不同浓度的四种重金属胁迫下的生长状况、脂质积累以及对重金属吸附能力。分别在0、2、4、6、8天对不同浓度的Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+胁迫下的产油微拟球藻进行检测,用酶标仪测OD值反映生长状况,改进后的尼罗红染色法反映脂质含量,HPLC检测重金属吸附量。实验结果表明,产油微拟球藻的生长状况与水体中Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+浓度有关,浓度为8mg/L的Zn2+、1mg/L的Cd2+、80mg/L的Pb2+、2mg/L的Cu2+对产油微拟球藻的生长产生了明显的抑制作用,四种重金属离子对产油微拟球藻的生长状况影响程度为Cd2+>Cu2+>Zn2+>Pb2+。在一定浓度范围的重金属离子胁迫下产油微拟球藻具有良好的脂质积累能力和重金属吸附能力,Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+对产油微拟球藻脂质积累均有促进作用,其中重金属Cd2+的促进作用最显着。重金属离子能促进产油微拟球藻脂质积累可能是由于毒物兴奋效应。产油微拟球藻对不同浓度下的Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+离子均有吸附作用,吸附特性均不相同。产油微拟球藻对Zn2+的吸附率为69%、Cd2+的吸附率为16%、Pb2+的吸附率为70%、Cu2+的吸附率为85%。综合生长状况、脂质积累和重金属吸附量表现,产油微拟球藻适用于四种重金属离子的最优顺序依次为Pb2+>Zn2+>Cu2+>Cd2+。再次,对产油微拟球藻吸附Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附动力学进行了模拟,结果发现产油微拟球藻吸附Zn2+、Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附动力学能较好的用准二级动力学方程进行拟合,吸附规律较好的符合Freundlich方程。综上研究结果,产油微拟球藻不仅可以用来吸附重金属离子,还可作为制备生物燃料的原料,对环境污染治理、开发清洁能源具有重大意义。本文对海洋微藻的重金属吸附及生物柴油开发具有一定的参考价值。
参考文献：
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[3]. 温度对四种微藻生物大分子及油脂特性的影响[D]. 赵婷. 青岛科技大学. 2016
[4]. 有机碳源对产EPA微藻(Nannochloropsis sp.)生长及光合作用的影响[J]. 徐芳, 胡晗华, 丛威, 蔡昭铃, 欧阳藩. 过程工程学报. 2003
[5]. 微藻油脂合成调控及膜分散原位萃取研究[D]. 张芳. 浙江大学. 2011
[6]. 微绿球藻、隐藻、颤藻的种间竞争关系[J]. 王少沛, 李卓佳, 曹煜成, 陈素文, 杨莺莺. 中国水产科学. 2009
[7]. 微型海洋微藻快速准确鉴定的方法研究[D]. 梁鑫. 中国海洋大学. 2012
[8]. 铵盐混养促进微拟球藻生长和油脂积累的研究[D]. 李朋非. 华南理工大学. 2017
[9]. 浮游藻类细胞脂类分子及其碳稳定同位素组成研究[D]. 吕欣欣. 中国海洋大学. 2008
[10]. 海洋微藻吸附重金属及其相互作用研究[D]. 代雅楠. 大连海洋大学. 2017