重要理化因子对小球藻生长和油脂产量的影响

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氮和铁对小球藻和微拟球藻油脂积累的影响

氮和铁对小球藻和微拟球藻油脂积累的影响

K e wor :hoel p; n o hoo ss .Oia c muain go hc n i o ; e N y dsc lrlas .Na n c lrp i p ; l c u lt ; wt o dt n F ; o r i
H N1 sprtdi H ia s h eerhm tr ltee et f n e o ecll i cu uai a t— N ) eaae anna ersac ae a,h f c o a dF“ nt e pdac m l o w ss n t i f N h li tn u
第 2 卷第 1 5 期 21年 3 02 月
海南师范大学学报( 自然科学版 )
Jun l f ia oma U ies y N trl c n e o ra o n nN r l nvri ( a a S i c ) Ha t u e
Vo _5 No 1 I . 2
d c d T er s l h w t a : a k o c n p o t ec l l i c u lt n o e c l rl n c o a g e b t h i e . h e u t s o t L c f s h N a r moe t e l i d a c mu a i f h h o el a d mi r— l a , u e h p o t a t
g o h w si h b t d Co a e i h o to, a k o e i h d u i h b td t e go t f h o el n i a — rwt a n i i . mp r d w t t e c n r l lc f “ n t e me i m i i h r w h o lr l a d o l c e h F n e C a c mu ai nl c tF “ i h b td t el i c u lt n o c o a g e b th d n f c n t e r r w h Ri hFe c n u l t ; k o’ e n i i i d a c mu a i fmir — l a , u a oe f t h i o t , c a o a e h p o e o g

小球藻的基因工程改造研究进展_读后感_概述说明

小球藻的基因工程改造研究进展_读后感_概述说明

小球藻的基因工程改造研究进展读后感概述说明1. 引言1.1 概述小球藻(Chlorella)是一种单细胞绿藻,具有高速生长和丰富的营养价值的特点。

在过去的几十年中,小球藻已经成为了人们关注的焦点之一,尤其是在基因工程改造领域。

通过对小球藻进行基因工程改造,可以有效地提高其产物合成能力和生理特性,为未来的生物技术应用提供了巨大的潜力。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面对小球藻基因工程改造研究进行概述和分析。

首先,在第二部分中,我们将介绍小球藻基因工程改造的背景,并探讨目前已有的相关研究进展。

第三部分将详细介绍小球藻基因工程改造的研究方法和实验设计,包括细胞培养和转染技术、基因编辑技术以及转录组学和代谢组学分析方法的应用。

接着,在第四部分中,我们将阐述小球藻基因工程改造对其生长、生理特性以及产物合成与产量的影响,并探讨在基因工程改造中可能出现的问题和挑战。

最后,在第五部分中,我们将总结主要研究结论、展望未来小球藻基因工程改造研究的发展方向,以及利用小球藻进行生物技术应用的前景。

1.3 目的本文旨在全面概述小球藻基因工程改造的研究进展,并对其进行深入分析和讨论。

通过对已有研究成果的整理和归纳,我们旨在揭示小球藻基因工程改造的潜力和应用价值,为该领域的进一步研究提供参考和指导。

同时,我们也希望能够引起更多科学家对小球藻基因工程改造领域的关注,并促进该领域在未来生物技术应用中发挥更大作用。

2. 小球藻基因工程改造的研究进展:2.1 小球藻基因工程的背景小球藻是一种单细胞绿色植物,具有高度的生物多样性和广泛的应用前景。

利用基因工程技术对小球藻进行改造,可以为其赋予新的功能和特性,拓展其在生物技术领域的应用。

过去几十年间,小球藻基因工程改造领域取得了重大突破。

2.2 基因工程技术在小球藻上的应用在小球藻中, 多种基因编辑技术被广泛使用。

例如,CRISPR/Cas9系统是目前最常用的基因编辑方法之一。

通过引入Cas9酶和相应的RNA片段,研究人员可以针对目标基因进行定点编辑或敲除,并实现精确控制基因组修饰。

不同培养基及组成对2种小球藻生长和油脂的影响

不同培养基及组成对2种小球藻生长和油脂的影响

大豆油 、 棕榈油 、 玉米 油 、 菜籽油会和农作物争水争 地 ,
给人类粮食带来 困难 。小球 藻 ( h rl) 有 光合 C l ea 具 ol
基 金 项 目 : 江 省创 新 团 队项 目(0 9 5 02— ) 浙 江 省 科 技 厅 公益 性 研 究 项 目(0 0 30 6 ; 波 市 科 技 攻 关 项 目(0 0 102) 宁 浙 20R 01 6 ; 2 1C 36 ) 宁 2 1 C 02 ;
波市科技局 国际合作项 目(00 10 2 2 1C 0 2 )
作 者 简 介 : 慧 慧 ( 9 7一) 女 , 胡 18 , 江西 吉 安 人 , 士研 究 生 , 究 方 向 : 藻 生 物 能源 , — a :hye2 @sn.o ; 硕 研 微 E m i zu u86 ia cr l n 通 讯 作 者 : 年 军 ( 9 3一)男 , 北 赤 壁 人 , 士 , 徐 17 , 湖 博 研究 员 , 究 方 向 : 研 藻类 生理 生 化 , — i:u i jn n u eu c 。 Ema xna u @ b .d .n l n
不 同培 养 基及 组成 对 2种小 球 藻 生长 和油 脂 的影 响
胡慧慧 , 徐年军
( 宁波大 学海 洋学院 宁 波大 学应 用 海洋 生物技 术教 育部 重 点实验 室 , 宁波 3 2 1 ) 15 1
摘 要 : 究了4种培养基及组成对蛋 白核 小球藻 F9和普 通 小球 藻 H S2的生长 、 研 一 Y一 油脂积 累和 脂肪 酸组成 的影
和 0 2 9 最 终 细 胞 干 重 分 别 为 0 17g L和 0 13gL 而 F9和 H S2在 N P为 11 .3 , . 0 / .4 / 。 _ Y- / : 条件 下积 累 油脂 和 脂 肪 酸含 量 最 高 , 脂含 量 分 别 占干 重 的 为 2 .0 和 2 .9 , 脂肪 酸 占 藻粉 干 重 的 含 量 为 1. 2 和 1 .4 。 总 04% 73% 总 25 % 69%

营养元素和pH对若夫小球藻生长和油脂积累的影响

营养元素和pH对若夫小球藻生长和油脂积累的影响
t r o p h i c ,m i x o t r o p h i c a n d h e t e r o t r o p h i c ) ,w i t h d i f f e r e n t n i t r o g e n ,c o n c e n t r a t i o n o f p h o s p h o r u s a n d p H.T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e
A b s t r a c t :We i n v e s t i g a t e d t h e b i o m a s s p r o d u c t i v i t y a n d l i p i d c o n t e n t i n C h l o r e l l a z o in f g i e n s i s u n d e r d i f f e r e n t t r o p h i c m o d e s( a u t o —
D e v e l o p m e n t U t i l i z a t i o n f o T r o p i c a l C r o p G e r m p l a s m R e s o u r c e s ,H a i n a n U n i v e r s i t y ,H a i k o u 5 7 0 2 2 8 ,C h i n a )
b i o m a s s p r o d u c t i v i t y a n d l i p i d c o n t e n t o f C . z o i f n g i e n s i s u n d e r m i x o t r o p h i c c u l t i v a t i o n a r e h i g h e r t h a n t h a t o f u n d e r a u t o t r o p h i c a n d h e t — e r o t r o p h i c c u l t i v a t i o n .T h e l i p i d p r o d u c t i v i t y o f C . z o in f g i e n s i s i s 3 . 1 4 g - L’ 。 u n d e r m i x o t r o p h i c c u l t i v a t i o n w i t h s u c r o s e ,w h i c h i s 4 . 6

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响
葸玉琴 , 崇 梅 , 朱巧巧 , 杨 红 , 达文燕
(西北师范大学 生命科学学院 , 甘肃 兰州 730070 )
摘要 : 探讨不同氮源对小球藻生理活动的影响 . 在添加葡萄糖且提供光照的混养条件下 , 检测研究尿素 、 KNO3 、 N H4 NO3 和 N H4 Cl 四种氮源对普通小球藻(Chlorella v ulgaris )生长 、 光合色素含量 、 细胞内蛋白质含量 、 多糖含量 以及油脂含量的影响 . 结果表明 , KNO3 是促进混养小球藻生长和多糖 、 油脂积累的最佳氮源 , 以 KNO3 为氮源时 , 油脂含量达到了 17•93% ; 尿素是促进混养小球藻光合色素和蛋白质积累的最佳氮源 . 在实际应用中 , 可以根据不同 的需求来选择适宜的氮源 . 关键词 : 普通小球藻 ; 氮源 ; 混合营养 ; 生化组成 中图分类号 : Q 945• 79 ; Q 949• 21 文献标志码 : A 文章编号 : 1001‐988 Ⅹ (2015 )01‐0082‐05
收稿日期 : 2014—09—23 ; 修改稿收到日期 : 2014—11—19 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(11364037 ) 作者简介 : 葸玉琴 (1964 — ) , 女 , 甘肃永昌人 , 副教授 , 硕士 , 硕士研究生导师 . 主要研究方向为低等植物生理生化和
污染生态学 . E—mail : xiyuqin@ nw nu• edu• cn
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第 51 卷 2015 年第 1 期
82
Journal of Northwest Normal U niversity (Natural Science ) Vol• 51 2015 No•1

激素IAA和ABA对小球藻(Chlorella sp.)生长和油脂积累的影响

激素IAA和ABA对小球藻(Chlorella sp.)生长和油脂积累的影响
中国油料作物学报 C h i n e s eJ o u r n a l o f O i l C r o pS c i e n c e s
, 3 5 ( 1 ) : 0 5 8-0 6 3 2 0 1 3 d o i : 1 0 . 7 5 0 5 / j . i s s n . 1 0 0 7-9 0 8 4 . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 1 0
2 照进行培养, 光照强度为 1 2 0 m o l / ( m ·s ) 。 μ
对人类赖以生存的地球环境造成了极大的破坏, 开 发可再生、 环保的替代燃料已迫在眉睫。生物质能 作为一种新能源的开发利用, 可以缓解我国能源供 应紧张的状况, 对国家能源战略储备有一定的保障 作用。同时, 生物质能燃烧过程比较完全, 能够有效 减少污染物排放量, 从而减少对环境的污染。 生物柴油是可再生性燃料, 有望替代石化柴油, 但 其 原 料 成 本 较 高, 占总生产成本的 5 0 % ~
2 1 , 2 § 2 3 1 D E N GX i a o - d o n g , WUX i a o - x i a , F A NX i n - z h a o , F E I X i a o - w e n , R E ND a - m i n g
( 1 . C o l l e g e o f B i o l o g i c a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,S h e n y a n gA g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g1 1 0 1 6 1 , C h i n a ; 2 . I n s t i t u t e o f T r o p i c a l B i o s c i e n c e a n dB i o t e c h n o l o g y ,C A T A S ,H a i k o u5 7 1 1 0 1 , C h i n a ; 3 . D e p a r t m e n t o f B a s i c M e d i c i n e ,H a i n a nM e d i c a l C o l l e g e ,H a i k o u , 5 7 1 1 0 1 , C h i n a ) A b s t r a c t : Ah i g ho i l m i c r o a l g a es t r a i nc o l l e c t e df r o mf r e s hw a t e r s o f B e i b uB a ya r e aw a s i n d e n t i f i e da s C h l o r e l l as p .a n dc u l t u r e di nh i g h - c a r b o nm e d i u mT A P .E f f e c t s o f I A Aa n dA B Ao ni t s b i o m a s s a n do i l a c c u m u l a t i o n w e r es t u d i e d .T h er e s u l t s s h o w e dt h a t 1 0 m o l / LI A Ap r o m o t e dt h eg r o w t ho f a l g a es t r a i n s s i g n i f i c a n t l y .T h em a x μ , 2 0 m o l / L b i o m a s s i n c r e a s e db y 5 8 . 2 4 %c o m p a r e dt o c o n t r o l w h i l e o i l c o n t e n t d e c r e a s e db y 3 4 . 7 1 %.I nc o n t r a s t μ I A Ac l e a r l y i n h i b i t e dt h e g r o w t ho f a l g a e s t r a i n s a n dt h e d e c r e a s e i nm a x b i o m a s s w a s 5 3 . 6 0 %.H o w e v e r ,o i l c o n t e n t i n c r e a s e db y 9 5 . 4 6 %.T h e i n h i b i t i o no f A B Ao nt h e g r o w t ho f a l g a e s t r a i n s w a s e v i d e n t .T h e r e w a s a 5 7 . 5 2 % d e c r e a s ei ni t s b i o m a s s c o m p a r e dt oc o n t r o l g r o u pa n da1 2 1 . 4 9 % i n c r e a s ei ni t so i l c o n t e n t .T h ep r o t e i n ,t o t a l s u g a r c o n t e n t ,c h l o r o p h y l l c o n t e n t a n dp h o t o s y n t h e t i ce f f i c i e n c yo f t h ea l g a ew e r ed e c r e a s e dc o m p a r e dt oc o n t r o l w h e nI A A ( 2 0 m o l / L ) a n dA B A( 2 m o l / L ) w e r ea d d e dt ot h em e d i u m . μ μ K e yw o r d s : C h l o r e l l as p . ;P h y t o h o r m o n e ;C e l l g r o w t h ;L i p i dc o n t e n t ;P h o t o s y n t h e t i ce f f i c i e n c y 当今社会科技和经济飞速发展, 人类文明迈向 了新的里程碑, 人们的物质生活水平也得到了前所 未有的提高, 但这些都是以消耗大量的传统石化能 源为基础的。据相关人士推测, 煤炭还可以持续开 5 0多年, 天然气还可以持续利用 5 0多年, 但有 采1 “ 工业 的 血 液” 之称的石油仅可持续供给 4 0余

小球藻(Chlorella vulgaris)产油脂最佳培养条件的筛选

小球藻(Chlorella vulgaris)产油脂最佳培养条件的筛选

化. 因此 , 国 纷 纷 开 发 新 的清 洁 的“ 色 环 保 型 能 源 ” 源 , 风 力 发 电 、 汐 能发 电 、 阳能 利 用 等 等 . 其 中 , 物 能源 的发 各 绿 资 如 潮 太 而 生 展 最 为 蓬 勃 , 具 有 生 长 要 求 简 单 , 于 大 量 繁殖 , 发 成 本 低 等 各 种 优 点 , 至 利 用 生 物 能 源 驱 动 的 汽 车 已 研 制 出 来 , 为 其 易 开 甚 成 商 品 , 放 市 场 . 作 物 和 油 料 树 木 等 生 物 燃 料 原 料会 与 民“ 粮 油 ” “ 地 ” 而 油 脂 微 藻 则 克 服 了 这 些 弊端 [. 油 脂 高 的 投 但 争 或 争 . 1产 ]
NO 2 0 . 01
文 章 编 号 : 0 0 2 6 ( 0 0 0 —0 2 —0 10— 3721)6 11 4
小球 C lrl ug rs产油脂最佳培养条件的筛选 藻(hoe avlai) l
梁咏 恩 , 少 泓 , 旋 , 彭 谢 王 莹
( 南 大 学 生 命 科 学技 术 学 院 ,广 州 50 3 ) 暨 1 6 2
1 3 实 验 方 法 .
本 实 验 在 前 人 和 本 实 验 室 前 两 年 研 究 的 基 础 上 , 行 实 验 设 计 : 比为 4 . 1 , H 值 范 围为 7 4 7 5之 间 , 进 CN 12: 嘲 p .~ . 培 养温度为 1 , 5℃ P浓 度 为 0 2 . . ~0 4mmo ・ ( 实 验 室 前 两 年 研 究 结 果 )F 浓 度 为 0 0 lL 本 ,e . 4mmo ・L ( 实 验 室 前 两 年 l 本 研 究 结 果 ) 以 自养 生 长 型式 培养 , , 而培 养 基 成 份 根 据 B所 需 主 要 仪 器 .

转基因小球藻生长动力学、藻粉和油脂产量的研究

转基因小球藻生长动力学、藻粉和油脂产量的研究

Vo 1 . 3 3 No . 3
2 0 1 3 年 7月
J u 1 . 2 01 3
文 章编 号 :1 6 7 1 — 1 1 1 4 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 7 1 — 0 4
转基 因小球藻生长 动力学 、 藻粉 和油脂产 量 的研 究
吴海 月 , 骆 文玉 , 张
第3 3 卷
第 3 期
天 津 师 范 大 学 学 报 (自然 科 学 版 )
J o u r n a l o f T i a n j i n N o r m a l U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
WU H a i y u e , L U O We n y u , Z HA N G Q i a n , L I U L i l i
( a . C o l l e g e o f L i f eS c i e n c e , b . T i a n j i nK e y L a b o r a t o r y o f A n i m a l a n dP l a n t R e s i s t a n c e , T i a n j i nN o r ma l U n i v e r s i t y , T i a n j i n 3 0 0 3 8 7 , C h i n a )
t h e s h o r t e s t g e n e r a t i o n t i me o c c u r r e d i n S D一 0 7 0 5 . T h e g r o w t h d y n a mi c c h a r a c t e r i s t i c s o f S D一 0 7 0 5 a n d S D 一 0 7 0 6 we r e b e t t e r

小球藻水环境毒理学研究进展及应用前景

小球藻水环境毒理学研究进展及应用前景

农学学报2022,12(2):65-72Journal of Agriculture0引言小球藻(Chlorella pyrenoidosa Chick.)是绿藻门、绿藻纲、绿球藻目、卵孢藻科、小球藻属的一种普生性单细胞绿藻,也是一种广泛分布于自然界的高蛋白、高基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目“改性秸秆生物炭表征及尾水处理效果”(2021JBFM19);财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系资助(CARS-46)。

第一作者简介:钱信宇,男,1997年出生,江苏无锡人,硕士研究生,研究方向:渔业环境监测与保护研究。

通信地址:214081江苏省无锡市滨湖区山水东路9号,Tel :*************,E-mail :****************。

通讯作者:吴伟,男,1967,江苏无锡人,研究员,硕士,主要从事渔业生态环境保护与水产品质量安全研究。

通信地址:214081江苏省无锡市滨湖区山水东路9号,Tel :*************,E-mail :***********;郑尧,男,1986年出生,安徽太湖人,副研究员,博士,主要从事渔业生态环境保护研究。

通信地址:214081江苏省无锡市滨湖区山水东路9号,Tel :*************,E-mail :**************。

收稿日期:2020-04-28,修回日期:2020-07-11。

小球藻水环境毒理学研究进展及应用前景钱信宇1,刘简1,杨晓曦1,王钰钦1,郑尧1,2,吴伟1,2(1南京农业大学无锡渔业学院,江苏无锡214081;2中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,江苏无锡214081)摘要:小球藻作为水体中的初级生产者,是水生生态系统不可或缺的一部分,对促进物质循环、能量流动有着重要意义,同时也是水环境毒理学评价的标准试验藻种。

为了给小球藻的水生态风险评估及相应产品的开发提供参考数据,本文系统分析了小球藻培养影响因素,概括了其产生的毒理效应,并对其营养价值与应用前景等进行了综述。

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响作者:郝宗娣, 刘平怀, 时杰, 杨勋, 张森, HAO Zong-di, LIU Ping-huai, SHI Jie,YANG Xun, ZHANG Sen作者单位:海南大学材料与化工学院/海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口,570228刊名:广东农业科学英文刊名:Guangdong Agricultural Sciences年,卷(期):2012,39(8)被引用次数:1次1.侯和胜;吴超元藻类中植物激素的研究进展[外文期刊] 1998(0)2.Tarakhovskaya E R;Maslov Y I;Shishova M F Phytohormones in algae 2007(02)3.吴天明三十烷醇对海带生长与产量的影响[期刊论文]-台湾海峡 2000(02)4.Vance B D Phytohormone effects on cell division in Chlorella pyrenoidosa chick (TX-7-11-05) (Chlorell-aceae) 1987(05)5.宋东辉;侯李君;施定基生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用[期刊论文]-生物工程学报 2008(03)6.杨凯;史全良不同浓度IAA对微藻TH6(Oedocladium.sp.)生长及脂肪酸含量的影响[期刊论文]-植物资源与环境学报 2009(02)7.杨胜勇;王明学;匡亮植物生长调节剂2,4-D对两种绿藻生长的影响[期刊论文]-淡水渔业 2005(06)8.张跃平;王大志;高亚辉三十烷醇对极大螺旋藻生物量及生化组成的影响[外文期刊] 2006(01)9.赵良霞;唐欣昀6种不同激素对杜氏盐藻生长的影响[期刊论文]-安徽农业科学 2007(16)10.Xiong W;Li X F;Xiang J Y High-density fermentation of microalga Chlorella protothecoides in bioreactor for microbiodiesel production[外文期刊] 200811.吕富;林伟峰;石祥根NAA对小球藻生长及叶绿素和蛋白质含量的影响[期刊论文]-盐城工学院学报(自然科学版) 2006(02)12.Reda A I A S;Ibrahim A M;Su N K Characterization and identification of lipid-producing microalgae species isolated from a freshwater lake 2011(07)13.林学政;李光友11种微藻脂类和EPA/DHA组成的研究[期刊论文]-黄渤海海洋 2000(02)14.汪春牛;刘平怀;梁振益琼榄果实油提取工艺优化及其脂肪酸成分分析[期刊论文]-精细化工 2011(09)15.张桂和;王珺植物激素促进海洋微藻生长的效应 200416.刘世明;陈靠山;梁世中植物激素IBA与6-BA对摇瓶分批流加异养培养小球藻的生长及化学组成的影响[期刊论文]-西北植物学报 2004(01)17.刘志媛铁对几种不同代谢类型微藻的生长和油脂积累的影响 20081.刘平怀.张森.杨勋.郝宗娣.王丽波.黄艳.朱齐南.黄斌氮、磷源及海盐对微茫藻细胞生长和油脂积累的影响[期刊论文]-食品工业科技 2013(7)引用本文格式:郝宗娣.刘平怀.时杰.杨勋.张森.HAO Zong-di.LIU Ping-huai.SHI Jie.YANG Xun.ZHANG Sen不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响[期刊论文]-广东农业科学 2012(8)。

不同氮源对2种微藻生长及总脂含量的影响

不同氮源对2种微藻生长及总脂含量的影响
12 培养 条 件 . 藻种 均利 用 实验室 自行 设计 的直径 80c 柱 . m
元素循环中的重要载体【。微藻具有光合作用效率 1 ] 高 、环境 适应 能力 强 、生长 周期 短 、生物 量 高等特 点 ,是生 产生 物质 能 的潜在 资 源 ,因此成 为 目前 国 内外 的研 究 热点 【 J微 藻生 物柴 油是 公认 的理想 可 2。
分 别在 8 ~ 0和 85 95 . 1 5 . .。 ~
2 结 果
21 不 同氮源对 2株 微藻 生长 的影 响 .
23 不 同氮 源对 2株 微 藻色 素积 累的影 响 .
不同氮源条件下 2 种微藻生长的生长曲线见图 1 ,由图可 知 ,2株 藻均 在添 加硝 态氮 (a 3的情 N NO) 况下生长状况最佳 , 而在添加铵态氮 H c) 41 条件下
离 的2 藻— — 网状 空 星 藻 C e s u ei ltm 株 o l t m rt uau ar c
在试 验 周期 内 ,每天 测定 培养 液 的 O 8、p D6 0 H 以及 色 素含 量 。O 8以 T 一8 0紫外 可见 分光 光 D6 0 u 11 度计 测定 ;H 以 p cn 0 防水 笔型 p p Hsa3 型 H计测 定 ;
P( 萝 卜 = x 4 岭 ‘ 一。 胡 素)4 OD 8 mL 0 培 养 完成 后 ,取 1 0 mL 藻液 经 已烘干 称量 的
基 金项 目: 基础 研 究重 大项 目前 期 研究 专项 ( 0 0 B14 0 )国 家科 技支 撑计 划 ( 0 1 A 4 0 )海 南 大学 植物 学 国家级 重点 学科 ( 70 1 2 1C 34 9 ; 2 1B D1B 1 ; 0 色素的积累并无 e c a m tu t 明显影 响 , 组在 5d均 开始进 入平 稳期 , NH C 各 而 41 组的叶绿素 a自 7d 开始出现明显下降 ,一直持续

影响微藻生长的主要因子

影响微藻生长的主要因子

影响微藻生长的主要因子作者:林源来源:《农家致富顾问·下半月》2015年第05期摘要:微藻是一类在海洋、陆地分布广泛,光合利用度高、营养丰富的自养植物,与其生活的环境有着十分密切的关系。

光、温度、盐度、营养盐、酸碱度、碳源、有机营养物质和生物因子等是影响微藻生长的主要因素。

关键词:微藻生长;主要因素1 光在温度和营养不限制微藻的生长情况下,光能自养微藻生长的限制因子即是光。

1.1 光源除了可利用人工光源,太阳光是微藻培养的主要光源。

在室外大规模培养和室内小型培养,都可以有效利用太阳光源,但极端易变是太阳光源的特点,这给在培养中控制最适光照强度带来了较大的困难。

室内小型培养可利用白炽灯或白色日光灯等人工光源。

白炽灯产生的温度很高,能使培养液水温上升,在夏天气温高时不宜使用。

使用人工光源,优点是较好控制光照强度和时间,但同时存在成本高问题,因此生产上二级培养很少使用。

1.2 光质光的颜色即是光质,是指不同波长的光线。

盐藻在300~700nm光谱区内,出现436nm和679nm两个吸收主峰和470nm一个肩。

三角褐指藻在红、黄、蓝、白和紫等五种不同的光质下的生长速度大小依次为蓝光、紫光、白光、红光和黄光,在蓝光下的生长常数约为0.44,而在黄光下仅为0.26;培养8d时其多糖含量在红光下最高。

在光照强度低于13.2μmol/(m2?s)时,螺旋藻的生物量在红光下是最高的。

1.3 光在细胞悬浮液中的穿透当光线进入藻液中,由于藻细胞的散射和吸收,随着深度的增加,光照强度迅速降低。

藻细胞的密度取决光投入深度的程度,密度愈低,光透入的深度愈深。

大部分细胞吸收到的光照强度往往是不足的,这是由于在高密度下,仅仅表层细胞能吸收到可进行光合作用的饱和光照强度,下层细胞实际甚至处于“黑暗”之中。

Emerson&Lewis测定蛋白核小球藻悬浮液中光吸收的情况,在1g/L(以DW计)浓度下,在第一个厘米范围内,有95%以上的红光和蓝光及60%的绿光被吸收;在浓度为10g/L(以DW计),大部分光在第一个毫米范围内被吸收。

最适合小球藻增殖和油脂积累的碳氮比探析

最适合小球藻增殖和油脂积累的碳氮比探析

最适合小球藻增殖和油脂枳累的碳氮比探析摘要:为了研究不同碳氮比对小球藻增殖及油脂积累的影响,采用BBM培养基, 以蔗糖为碳源,硝酸彼为氮源,在12 h光照和12 h黑暗的条件下混合培养小球藻。

设计不同的碳氮比例,采用OD680来评价小球藻的生长情况,以盐酸破壁后用提取液提取油脂,计算不同处理下的小球藻油脂积累情况,并利用气相测左脂肪酸成分。

结果表明:60/1比例下藻种出现最大的生长量,英次是30/1 o 而30/1比例下藻种出现最大的汕脂积累率,苴次是60/1.检测得各处理所含脂肪酸成分基本相同,均含有C14、C15、C26、C17, C18, C20;而30/9和60/1 处理还含有C12成分。

30/1和60/1这2个处理含主要脂肪酸为C16回0、C18E0和C1跑2,含量为70%〜74%,英余4个处理主要脂肪酸为C16B0和C180O,含量为80%〜86%。

关键词:小球藻;碳氮比;生长量;油脂积累;Abstract:To inv estigate the effects of different carb on-nitrogen ratios on Chlorella' s proliferation and lipid accumulation’BBM medium was used to culture Chlorella under hour of light and hour of darkness with sucrose as carb on source and ammonium nitrate as nitrogen source・ Different ratios of carbon and nitrogen were designed,OD680 was used to evaluate the growth of Chlorella,the oil was extracted after the cell wall was broken by hydrochloric acid・ The oil accumulation of Chlorella was calculated under different treatments.And the composition of fatty acids was determined by gas-phase・The experimental results showed that the maximum growth rate of Chlorella was 60/1, followed by 30/1. While 30/1 radio showed maximum oil accumulation rate, followed by 60/1 ・ The fatty acid composition in each group was basically the same, including C14, C15, C16, C17, C18 and C20, while the treatment of 30/9 and 60/1 also contained another C12. The main fatty acids in 30/1 and 60/1 groups were C1630, C180O and C1832, with the content of about 70%-74%, while the other four treatments were C16S0 and C18210, with the content of about 80%-86%.Keyword: Chlorella; Carbon・nitrogen ratio; Growth; Lipid accumulation;近年来随着煤炭、石油等化石燃料的日益枯竭,科学家们将研究对象转向高效、淸洁、可再生的生物能源。

氮、磷对小球藻生长的影响

氮、磷对小球藻生长的影响

氮、磷对⼩球藻⽣长的影响(2012 届)毕业论⽂题⽬氮、磷对⼩球藻⽣长的影响学院化学化⼯学院专业化学⼯程与⼯艺年级2008 级学⽣学号学⽣姓名指导教师2012年5⽉7⽇氮、磷对⼩球藻⽣长的影响摘要:本⽂研究了氮、磷源对⼩球藻⽣长的影响。

实验结果表明,当环境温度为25℃左右,pH在7.0~9.0之间时;⼩球藻最适氮源为硝态氮,且能够利⽤硝态氮、亚硝态氮、铵态氮和尿素进⾏⽣长,⽣长速度快慢为硝态氮>亚硝态氮>尿素>铵态氮。

以硝态氮为氮源时,⼩球藻在氮的浓度为0.16mg·L-1左右,⼩球藻可以快速、⼤量的⽣长。

以KH2PO4·3H2O为磷源时,磷的浓度控制在0.36mg·L-1左右时,明显促进⼩球藻⽣长。

当N/P在3.2时,⼩球藻的⽣物量达到最⼤,并且⼩球藻对氮和磷的去除率都分别达到33%和89%。

关键词:⼩球藻;氮;磷;⽣长;The Influence of Nitrogen and Phosphorus to the Growth ofChlorella sp.Abstract:The effects of nitrogen and phosphorus on the growth of Chlorella sp. were reported in this paper.Chlorella sp. had grown at the temperature of 25℃,the pH between 7.0 to 9.0.The results showed that the growth of Chlorella sp. was affected by nitrogen with different morphologies,ordered as nitrate nitrogen>nitrite nitrogen>urea nitrogen>ammonium nitrogen.Obviously,nitrate was the optimal nitrogen source for the growth of Chlorella sp..The rate of growth was the highest at the nitrate nitrogen concentration of 0.16mg·L-1.When the content of nitrate was 0.36mg·L-1,the growth of Chlorella sp. increased significantly with KH2PO4 as phosphorus source.When the N/P ratio was 3.2:1,the biomass of Chlorella sp. reached the highest value.And the removal rate of nitrogen and phosphorus could achieve 33% and 89%.Key words:Chlorella sp.;nitrogen;phosphorus;growth⽬录第⼀章⽂献综述 (1)1.1 微藻的概述 (1)1.2 ⼩球藻的应⽤ (2)1.2.1 ⾷品、饲料和饵料上的应⽤ (2)1.2.2 医学上的应⽤ (2)1.2.3 污⽔处理上的应⽤ (3)1.2.4 作为⽣物质能源的应⽤ (3)1.3 影响⼩球藻⽣长的因素 (3)1.3.1 温度 (3)1.3.2 光照 (3)1.3.3 培养基pH (4)1.3.4 培养基营养成分 (4)1.4 本课题的研究意义 (5)第⼆章实验材料与研究⽅法 (7)2.1实验材料与仪器 (7)2.1.1 藻种的来源 (7)2.1.2 ⼩球藻培养基配置材料 (7)2.1.3 主要仪器与试剂 (8)2.2 实验⽅法 (9)2.2.1 藻种的活化 (9)2.2.2 分光光度法测定藻细胞密度 (9)2.2.3 ⽣物量的测定 (10)2.2.4 培养基中氮元素含量的测定 (10)2.2.5 培养基中磷元素含量的测定 (11)2.3 实验设计 (12)2.3.1 不同浓度梯度及不同形态N源的培养基配置 (12)2.3.2 不同P浓度梯度的培养基配置 (12)2.3.3 ⽇常观察记录 (12)2.3.4 数据处理 (13)第三章实验结果与分析 (14)3.1不同氮源及含量对⼩球藻⽣长的影响 (14)3.2 不同浓度的磷源对⼩球藻⽣长的影响 (15)3.3 不同的氮磷⽐对⼩球藻的⽣长及去除氮磷效率的影响 (15)3.4 结论 (16)参考⽂献 (18)致谢 (21)第⼀章⽂献综述随着全球对能源的需求⽇益增长,世界各国对原油的争夺也⽇趋激烈。

制备微藻油脂的转基因小球藻生长的影响因素分析

制备微藻油脂的转基因小球藻生长的影响因素分析

制备微藻油脂的转基因小球藻生长的影响因素分析摘要:利用从加拿大引进的转基因小球藻(chlorella vulgaris)制备微藻油脂,探讨影响小球藻生长的条件,如培养基ph、培养温度等,以期获得脂肪酸组成以c16和c18为主的藻株及培养条件。

结果表明,将转基因小球藻接种在氮磷质量比为4∶3、ph 8.5的gm-sc培养基中,在28 ℃进行培养,最终可得到生产状况较好、生长速度较快的小球藻。

关键词:小球藻(chlorella vulgaris);微藻油脂;脂肪酸;转基因中图分类号:tk6 文献标识码:a 文章编号:0439-8114(2013)08-1905-03随着全世界石油资源日渐枯竭,人类面临着能源缺乏的危机,同时,人类环境保护意识日渐增强,已逐渐认识到以石油为燃料会造成严重的空气污染,危害人类的身体健康[1]。

而且石油燃烧产生的co2会导致温室效应,破坏地球的生态平衡[2]。

研究表明,生物柴油是最具有发展前途的柴油机替代燃料,是最重要的清洁燃料之一[3]。

生物柴油是指以水生植物油脂、动物油脂等为主要原料,在催化剂的作用下通过可再生的动植物油与低碳醇酯交换制成的一种性质与石化柴油非常相似的燃油[4]。

生物柴油既可以单独作为燃料使用,也可以与石化柴油调和使用。

混合燃料不但能够改善柴油机的排放特性[5],还可以提高柴油的润滑性。

生物柴油作为可再生能源,可缓解人类社会对石油的依赖;对环境友好,大大降低柴油机对空气的污染;燃点高于石化柴油,处理、运输、使用和贮藏都变得更加安全和便利。

自从1981年南非首次提出生物柴油这一概念后,世界各国都十分关注这种“绿色能源”。

现在许多国家都已经开展了生物柴油的研制和生产[6]。

小球藻(chlorella vulgaris)含有丰富的脂类,是制备生物柴油的重要原料。

小球藻的光合作用效率高、生长周期短、生物产量高,而且环境适应能力很强。

小球藻是一种单细胞绿藻。

改变小球藻培养基的化学成分可以使它的生长方式发生改变,由此提高小球藻的生长效率、获得高含量脂肪,并且有利于小球藻细胞内的某些代谢产物(如脂类)的积累,降低生产成本[7]。

氮源对C. vulgaris 油脂积累的影响研究论文

氮源对C. vulgaris 油脂积累的影响研究论文

氮源对C. vulgaris 油脂积累的影响研究论文小球藻是一种普生性单细胞绿藻,在自然界分布广泛,营养需求简单,可利用光照进行自养生长,也可利用有机物进行异养生长。

藻细胞内含有丰富的氨基酸、藻蛋白、生物多糖和多种维生素、不饱和脂肪酸及矿物质,具有降血脂、降血压,增强免疫力,抗肿瘤等多种保健功能。

由于其生长速率,光合效率,比表面积和积累油脂含量高于其他油料作物,而被广泛用于研究微藻油脂的积累。

碳、氮、磷和某些金属离子对小球藻的生长和油脂的积累有重要的作用,其中研究较多是氮源因素。

氮源是藻类生长发育所必须的重要营养元素,不同的藻种对氮源的要求有差异,氮源的种类和浓度发生变化,会影响微藻,如微藻的生长,油脂含量,脂肪酸成分等生理生化特征的改变。

王顺昌等认为尿素有利于蛋白核小球藻的生长及其色素积累,而硝态氮则利于其中性脂肪酸积累。

朱义平等发现低浓度NaNO3可使小球藻油脂含量增多; 丙氨酸可促使生物量增多,但油脂含量有所下降; 酪氨酸可降低细胞生物量,但油脂含量较高。

Cha等证实在低氮条件下,小球藻产生的油脂含量有所增多。

通过研究发酵过程中不同氮源对小球藻细胞生长和油脂积累的影响,确定了小球藻的最适培养条件; 并以此为基础,研究了含氮培养和缺氮培养下,小球藻氮消耗、生物量、油脂含量、生物量对氮得率和相对油脂对氮得率的变化,以探索通过改变氮源,调控小球藻细胞内组分的手段。

1 材料与方法1. 1 菌种与培养基小球藻Chlorella vulgaris C95,购自中国海洋大学。

BG11 培养基[13] ( g /L) ,NaNO3 1. 50、K2HPO40. 04、MgSO4·7H2O 0. 075、CaCl2·2H2O 0. 036、Citric acid 0. 006、Ferric ammonium citrate 0. 006、EDTANa20. 001;Na2CO3 0. 02、微量元素混合液A5( mg /L) : H3BO3 2. 86、MnCl2·4H2O 1. 86、ZnSO4·7H2O 0. 22、Na2MoO4·2H2O 0. 39、CuSO4·5H2O0. 08、Co( NO3)2·6H2O 0. 058; 无氮BG11 培养基( BG11-N) ( g /L) : 以等浓度的NaCl 替代BG11 中的NaNO3,其他成分等同BG11。

刘红全基因组改组快速提高日本小球藻脂肪产量

刘红全基因组改组快速提高日本小球藻脂肪产量

基因组改组快速提高日本小球藻脂肪产量刘红全,袁莎,卢恩秋,潘艺华,杨海燕,龙寒,禤金彩,何秀苗(广西民族大学海洋与生物技术学院/广西多糖材料与改性重点实验室培育基地,广西南宁530007)收稿日期:2017-04-11作者简介:刘红全(1975-),男,博士,副教授,主要从事植物分子生物学方面的研究,E-mail :lhongquan@ 。

基金项目:国家自然科学基金(30960215);广西自然科学基金(桂科青0728019);广西民族大学相思湖青年学者创新团队资助项目。

摘要:以日本小球藻为出发藻株,经过紫外线和甲基磺酸乙酯分别诱变处理,获得4株总脂产量有所提高的突变株。

以聚乙二醇作为融合剂,对获得的突变株进行两轮递归式原生质体融合,筛选到遗传稳定的改组藻株F2C2,其总脂含量为59.01%,较原始藻株提高了101.4%。

对日本小球藻的原始藻株和改组藻株F2C2的油脂含量进行分析,结果表明改组前后日本小球藻的总脂组成成分没有变化,但各组分含量有较大差别。

关键词:基因组改组,总脂含量,日本小球藻Increase the lipid production ofChlorella hirataii rapidly by genome shufflingLIU Hong -quan ,YUAN Sha ,LU En -qiu ,PAN Yi -hua ,YANG Hai -yan ,LONG Han ,XUAN Jin -cai ,HE Xiu -miao(College of Ocean and Biotechnology ,Guangxi University for Nationalities ,Guangxi Key Laboratory CultivationBase for Polysaccharide Materials and their Modification ,Nanning 530007,China )Abstract :Strain Chlorella hirataii was used as the starting strains for genome shuffling.They were mutated by UV-light andethylmesylate separately ,and four mutant strains with increased lipids yield were selected.Two rounds of genome shuffling were carried out with the four mutant strains using PEG to mediate protoplasts fusion.Finally ,the Chlorella hirataii F2C2was selected which produced lipids (59.01%)higher than the original strain by 101.4%.Compare with the original strain in the same batch ,the total lipid composition of the Chlorella hirataii F2C2didn ’t change a lot ,but there was a big gap between the content of each component.Key words :genome shuffling ;total lipid content ;Chlorella hirataii 中图分类号:TS201.3文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2017)21-0096-04doi :10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.020随着全球经济发展以及人口的快速增长,为降低化石能源资源的消耗,减少对环境的损害,寻求可再生的环境友好型能源已成为当务之急[1]。

3种不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响

3种不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响

3种不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响王丽娟;杨宋琪;丁丽梅;杨生辉;罗光宏【摘要】以斜生栅藻FACHB-12为原料,采用BG11、F/2和SE 3种培养基对其培养.通过对生物量、生长速率、油脂含量、油脂组分以及脂肪酸组成的测定,比较不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响.结果表明:BG11培养基更有利于斜生栅藻的生长,而F/2培养基更适合油脂以及中性脂的积累;斜生栅藻在BG11培养基中比生长速率为0.095,培养15 d生物量为0.36 g/L,叶绿素a含量达到1.23 mg/L;而在F/2培养基中油脂含量可达细胞干重的24.75%,其中中性脂占总脂的36.64%,产率达0.98 mg/(L·d);并且在F/2培养基中斜生栅藻脂肪酸组成以C16∶0和C18∶1为主,含量分别占总脂肪酸的25.84%和54.47%,更适合作为制备生物柴油的原料.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2018(043)009【总页数】5页(P88-92)【关键词】斜生栅藻;培养基;生长水平;油脂;脂肪酸【作者】王丽娟;杨宋琪;丁丽梅;杨生辉;罗光宏【作者单位】河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心,甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室,甘肃张掖734000;河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心,甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室,甘肃张掖734000;河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心,甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室,甘肃张掖734000;河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心,甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室,甘肃张掖734000;河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心,甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室,甘肃张掖734000【正文语种】中文【中图分类】Q81;TQ646微藻具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物质产量高、产油率高、不与农作物争水争地等特点,是一种新型的生物柴油原料[1]。

IAA 高产菌灢农杆菌(Agrobacterium)对小球藻生长代谢的影响

IAA 高产菌灢农杆菌(Agrobacterium)对小球藻生长代谢的影响

第39卷 第4期 陕西科技大学学报 V o l.39N o.4 2021年8月 J o u r n a l o f S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y A u g.2021* 文章编号:2096-398X(2021)04-0021-07I A A高产菌-农杆菌(A g r o b a c t e r i u m)对小球藻生长代谢的影响张安龙1,孙文昕1,苏琰儒2,陈佳琛1,刘珂轶1,张 波2*(1.陕西科技大学环境科学与工程学院,陕西西安 710021;2.山西大同大学医学院,山西大同 037000)摘 要:以一株分离自小球藻培养体系中的I A A高产菌-农杆菌(A g r o b a c t e r i u m)为研究对象,从生物量积累-抗氧化系统响应-转录组学不同层次揭示了农杆菌对藻细胞生长代谢的影响机制.结果表明,农杆菌与相当浓度水平的外源I A A相比,对小球藻的生长具有更高的促进作用;农杆菌可提高小球藻可溶性糖和蛋白的含量,分别达到纯藻体系的1.34倍和1.43倍;农杆菌可显著提高小球藻S O D活性和降低M D A的含量.转录组学分析结果显示:对基因进行G O功能分类注释,细胞组分包含的u n i g e n e最多.与纯藻体系相比,添加细菌体系和添加外源I A A体系分别有246和966个基因显著下调,有1394和1115个基因显著上调,且共同的差异基因有948个.关键词:小球藻;农杆菌;I A A;共培养体系;转录组学中图分类号:Q945.3 文献标志码:AE f f e c t s o f I A A-p r o d u c i n g b a c t e r i u m-A g r o b a c t e r i u m o n t h eg r o w t ha n dm e t a b o l i s mo f C h l o r e l l aZ H A N G A n-l o n g1,S U N W e n-x i n1,S U Y a n-r u2,C H E NJ i a-c h e n1,L I U K e-y i1,Z HA N GB o2*(1.S c h o o l o fE n v i r o n m e n t a lS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g,S h a a n x iU n i v e r s i t y o fS c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a;2.M e d i c a l S c h o o l,S h a n x i D a t o n g U n i v e r s i t y,D a t o n g037000,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h i s s t u d y,a n I A A-p r o d u c i n g b a c t e r i u ms t r a i n-A g r o b a c t e r i u m i s o l a t e d f r o mt h eC h l o r e l l a c u l t u r es y s t e m w a su s e da st h er e s e a r c ho b j e c t,a n dt h e i n f l u e n c e m e c h a n i s m o fI A A-s e c r e t i n g b a c t e r i ao nt h e m i c r o a l g a l g r o w t ha n d m e t a b o l i s m o f m i c r o a l g a lc e l l sf r o mc e r t a i n l e v e l s o f b i o m a s s a c c u m u l a t i o n,a n t i o x id a n t s y s te mr e s p o n s e a n d t r a n s c r i p t o m i c sw a sr e v e a l e d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t c o m p a r e dw i t h t h e a d d i t i o no f t h e s a m e l e v e l o f c o n c e n t r a-t i o no f e x o g e n o u s I A A,t h e a d d i t i o no f A g r o b a c t e r i u m h a da g r e a t e r p r o m o t i n g e f f e c t o n t h eg r o w t ho f C h l o r e l l a.I na d d i t i o n,A g r o b a c t e r i u m e n h a n c e d t h e c o n t e n t so f s o l u b l e s u g a r a n dp r o t e i n i n C h l o r e l l a b y1.34t i m e sa n d1.43t i m e so f t h a to f p u r ea l g a l s y s t e m.S i m i l a r l y,A g r o b a c t e r i u m s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d S O Da c t i v i t y a n d d e c r e a s e dM D Ac o n t e n t i n C h l o r e l l a.T r a n s c r i p t o m i c s a n a l y s i s s h o w e dt h a tG Of u n c t i o nc l a s s i f i c a t i o na n n o t a t i o nw a sc a r r i e do u t*收稿日期:2021-01-18基金项目:陕西省科技厅重点研发计划项目(2017Z D XM-S F-096);陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目(2020J Q-714)作者简介:张安龙(1962-),男,陕西延安人,教授,研究方向:有机工业废水生物处理技术通讯作者:张 波(1986-),男,陕西西安人,副教授,博士,研究方向:微藻生物技术,z b546170683@163.c o m Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第39卷f o r g e n e s,i n w h i c hc e l l u l a rc o m p o n e n tc o n t a i n e d p r o m i n e n t l y t h eu n i g e n e.C o m p a r e d w i t hC h l o r e l l a,246a n d966g e n e sw e r es i g n i f i c a n t l y d o w n-r e g u l a t e di nb a c t e r i a l a n de x o g e n o u s I A As y s t e m,w h i l e1394a n d1115u n i g e n ew e r e e x p r e s s i v e l y u p-r e g u l a t e d.A l s o,t h e r ew e r e 948c o mm o nd i f f e r e n t i a l g e n e s.K e y w o r d s:C h l o r e l l a;A g r o b a c t e r i u m;I A A;c o-c u l t u r e s y s t e m;t r a n s c r i p t o m e0 引言近年来,通过构建藻-菌共生体系以提高微藻生物量和废水处理效率受到了广泛的关注.研究表明,土壤㊁废水等环境中存在着多种功能菌能与微藻形成稳定的共生体系,微藻的生物量积累能力㊁含油量和叶绿素含量都可得到显著提高.现有的研究大多集中在特定外源菌群对微藻生长的影响,对于微藻培养体系自然形成的复杂微生态系统中大量细菌对微藻培养的影响缺乏深入的认识.吲哚-3-乙酸(I n d o l e-3-a c e t i ca c i d,I A A)作为植物体内普遍存在的内源生长素参与调节植物生命活动的诸多方面[1,2](如调节细胞分裂㊁伸长与分化㊁开花㊁落叶㊁果实成熟㊁营养分布等).自然界中不仅植物可以合成I A A,许多微生物同样具有分泌I A A的能力,在参与植物与细菌的互作,调节植物根际微生态环境发挥着重要的作用.近年的研究发现I A A对微藻的生长亦产生重要影响.Y u等[3]研究表明20m g/L的生长素可促进栅藻生物质产率增加59.3%,并发现生长素可导致微藻细胞膜上质子泵的活化,促进H+外排,致使培养基p H降低,维持微藻在适宜的p H范围生长.近年的研究显示,低浓度的I A A可以提高微藻光合效率,显著增加微藻生物量,同时对细胞内脂肪酸㊁色素积累有一定促进作用[4-7].另一方面,生长素可促进细胞内R N A和蛋白质合成,为细胞合成提供所需原料.韩松芳通过代谢组学的方法证实了在I A A作用下,斜生栅藻细胞内T C A循环㊁磷酸戊糖途径与嘌呤代谢途径活力增强,为斜生栅藻的生长分裂提供更多的能量与必要的物质准备[8].最新的研究发现,微藻培养体系自然形成的微生态系统中存在着大量I A A产生菌,这些细菌与微藻共培养是提高微藻产量的有效途径.A m i n 等[9]在N A T U R E上发文报道了S u l f i t o b a c t e r可以产生I A A促进硅藻的分裂,同时硅藻也会产生I A A合成的前体物质(色氨酸)提高细菌的I A A分泌能力.G u o-H u aD a o研究从微藻S c e n e d e s m u s s p.培养体系中分离26株微藻促生菌,其中10株具有产I A A能力,提出植物激素分泌菌和微藻构建共生体系将成为重要的微藻增产方式[10].微藻培养体系中I A A的存在会对微藻的生长代谢产生重要影响,已有研究证实在各类非生物胁迫下(氮缺乏㊁高光㊁高氨氮等),微藻细胞内过量的活性氧(R O S)积累,I A A可以增强微藻细胞内抗氧化酶活性和抗氧化表达,与R O S相互作用清除体内自由基,使得细胞处于氧化还原平衡状态,进而缓解氧化应激能力和降低氧化性损伤,促进微藻细胞分裂和油脂积累,稳定和提高微藻生物量[11].之前的研究已经证明在藻类环境中普遍存在I A A 分泌菌,但研究其对微藻抗氧化系统的影响以及从转录组学的分析鲜有报道.因此,本研究以一株分离自小球藻培养体系中的I A A高产菌-农杆菌(A g r o b a c t e r i u m)为研究对象,从生物量积累-抗氧化系统响应-转录组学不同层次揭示了农杆菌(A g r o b a c t e r i u m)对藻细胞生长代谢的影响机制.1 实验部分1.1 微藻与细菌培养小球藻(G e n b a n k:MT605427)分离自陕西科技大学人工湖.取灭菌后的B G11培养基150m L 置于250m L锥形瓶中,接种微藻悬液至初始O D540为0.2.将小球藻培养液于光强4000l x,温度28±2℃,光暗周期为14L:10D条件下培养7天.农杆菌A g r o b a c t e r i u m(G e n b a n k:MW295829)分离自小球藻B G11培养基体系,其30h的I A A产量可以达到34.18m g/L[12].菌液接种于L B液体培养基中,并置于摇床(温度28℃,转速150r p m)培养24h.菌液O D600达到1.0时,经10000r p m离心5 m i n,取1m L上清于150m L微藻培养体系中,用于检测农杆菌对微藻生长的影响.1.2 药品和试剂蛋白胨㊁牛肉膏㊁氯化钠等药品(分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公司;考马斯亮蓝G-250(分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公㊃22㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第4期张安龙等:I A A 高产菌-农杆菌(A gr o b a c t e r i u m )对小球藻生长代谢的影响司;牛血清蛋白(分析纯),购自西安沃尔森生物技术有限公司;超氧化物歧化酶(S O D )活性和丙二醛(M D A )含量测定测试盒,均购自苏州科铭生物技术有限公司.1.3 微藻生长的测定取10m L 微藻悬液4℃,1400r pm 离心10m i n ,藻细胞用磷酸缓冲液(P B S)洗涤两次.将细胞重悬于2m L 浓度为80%的丙酮溶液中,在4℃黑暗条件下悬浮1h .然后,再次离心(4℃,12000r pm10m i n ),取上清分别在645n m 和663n m 波长处测定吸光度,通过公式(1)计算样品中叶绿素a 浓度:C h l a =(12.7×A B S 663-2.69×A B S 645)×410(1) 式(1)中:C h l a (m g/L )为叶绿素a 浓度;A B S 663和A B S 645分别为上清液在663n m 和645n m 波长处的吸光度.比生长率(S G R ,d -1)由微藻叶绿素的浓度和培养时间通过公式(2)确定: μ=(l n N t -l n N 0)/t (2) 式(2)中:N 0为初始日叶绿素a 浓度,N t 为第t 天[13]测得的叶绿素a 浓度;t 为培养时间.1.4 可溶性糖和蛋白的测定取20m L 藻液离心,藻泥加入50m LP B S 缓冲液,混匀后低温超声20m i n ,并于-80℃冻融循环3次,离心后上清液用于测定可溶性糖和蛋白的含量.可溶性糖和蛋白含量的测定分别采用硫酸蒽酮法[14]和考马斯亮蓝法[15].1.5 微藻抗氧化酶活性以及丙二醛含量的测定取20m L 藻液,在4℃㊁10000r pm 条件下离心10m i n 后弃上清.藻泥加入1m L0.02M P B S 缓冲液,冰水浴条件下超声30m i n 待藻细胞充分破碎后,再次于10000r p m 离心10m i n ,上清液即为微藻粗酶液.用超氧化物歧化酶(S O D )和丙二醛(M D A )试剂盒对S O D 活性以及M D A 含量进行测定.1.6 微藻转录组测序及分析为探究农杆菌通过I A A 分泌作用对微藻生长代谢的影响,分别设置单一小球藻培养体系,添加0.2m g/L I A A 小球藻培养体系以及添加1m L 农杆菌上清的小球藻培养体系共三个微藻培养体系进行微藻转录水平的测序以及表达差异分析.取对数生长期的微藻培养物样品,收集后送北京诺禾致源生物信息科技有限公司提取m R N A ,经反转录和P C R ,用AM P u r eX Pb e a d s 纯化P C R 产物,得到最终的文库,库检合格后进行I l l u m i n aH i S e q T M 双端测序.通过C A S A V A 碱基识别分析得到的原始数据(r a wr e a d s ),以F A S T Q 文件格式存储(C o c ke t a l ,2010).将这些序列信息进行质量评估,通过T r i mm o m a t i c 进行质量剪切,得到可用序列(c l e a nr e a d s ),用T r i n i t y 对其进行混合拼接(G r a b h e r r e t a l ,2011),将测序所得的序列拼接成转录本,用C o r s e t 程序进行层次聚类(D a v i d s o ne t a l ,2014),得到F A S T A 格式文件.采用N C B IB l a s t +将转录本与N R ㊁K E G G ㊁K O G ㊁S w i s s p r o t ㊁T r E M B L 等多个数据库进行比对,得到其功能注释信息(C a m a c h oe ta l ,2009).根据转录本与S w i s s pr o t ㊁T r E M B L 的注释结果得到G O 功能注释信息.基于差异分析结果,绘制韦恩图㊁G O 注释分类图等.2 结果与讨论2.1 农杆菌对小球藻生长的影响为了确定农杆菌对小球藻生长的影响,将经含色氨酸和不含色氨酸的农杆菌培养物离心,取1m L 上清液加入到微藻培养体系,其中I A A 浓度可达到0.25m g /L 和0.02m g /L ,每天测定共培养体系中小球藻细胞的叶绿素a 的浓度,并计算小球藻培养1周时的比生长速率.如图1(a)所示,在添加农杆菌上清液(含或不含色氨酸)作用下,小球藻的叶绿素a 含量分别为2.47m g /L 和2.01m g/L ,达到纯藻体系的1.73倍和1.41倍.因此,作为I A A 合成前体,色氨酸的加入可以进一步提高细菌产生I A A ,进而间接促进小球藻的生长.可以推断,农杆菌对小球藻生长的促进作用确实是由于细菌分泌的I A A 对微藻培养体系的影响.如图1(b)所示,与添加相当浓度水平的外源I A A 相比,农杆菌对小球藻的生长具有更高的促进作用.对于细菌的促藻效应而言,I A A 的作用并不是孤立存在的,与此同时,藻菌之间的营养互作,信号交流等都在同时相互作用与影响[16].因此,利用I A A 分泌菌构建藻菌共生体系比直接应用外源I A A 更能有效地提高微藻生物量积累效率[12].此外,与单一微藻培养体系相比,藻菌共生体系具有丰富的物种多样性,更有利于微藻培养体系的稳定和持续运行.㊃32㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第39卷(a)小球藻叶绿素a 含量(b)小球藻的比生长率图1 农杆菌对小球藻叶绿素a含量和比生长率的影响2.2 农杆菌对小球藻可溶性糖和蛋白含量的影响微藻中的多糖和蛋白质具有抗氧化㊁抗病毒和抗衰老等生物学作用,且在免疫学㊁细胞生物学和分子生物学等方面具有广泛的前景[17].微藻中的多糖和蛋白质等生物大分子可以调控藻细胞的生理生化特性,与微藻的生物膜形成㊁生物量积累以及絮凝等密切相关[18,19].图2显示了0.02m g/L I A A以及农杆菌对小球藻可溶性糖和蛋白含量的影响.随着培养时长的增加,小球藻可溶性糖和蛋白的含量均呈上升趋势.在农杆菌作用下,小球藻可溶性糖和蛋白含量分别达到纯藻的1.34倍和1.43倍,而添加0.02 m g/LI A A仅能分别提高1.25倍和1.17倍.农杆菌与小球藻共培养体系中既存在I A A,也有其他植物激素和群体感应信号分子等物质,对小球藻的可溶性多糖和蛋白质等生物大分子具有一定的影响[20].因此,农杆菌比外源I A A更能提高微藻可溶性糖和蛋白的含量.I A A可促进微藻在生长过程中合成多糖和蛋白质等生物大分子,它们更有利于细胞生长和能量储存,在外界刺激中保护细胞免受有毒有害物质侵入[19],提高微藻细胞的生命活动,有益于微藻生长.(a)小球藻可溶性糖含量(b)小球藻可溶性蛋白含量图2 农杆菌对小球藻可溶性糖和蛋白含量的影响2.3 农杆菌对小球藻抗氧化系统的影响超氧化物歧化酶(S O D)是生物体内存在的一种重要的抗氧化酶,它能够调节氧化和抗氧化系统,修复受损细胞和复原自由基,在微藻中起到至关重要的作用[21-23].此外,丙二醛(M D A)也可反应机体的抗氧化能力以及过氧化速率,引起蛋白质和核酸等生物大分子交联聚合,进而发生细胞代谢和功能障碍,甚至导致细胞损伤和死亡[24].如图3所示,在I A A和农杆菌作用下,随着小球藻培养时长的增加,S O D活性呈先上升后下降的趋势,而M D A含量呈先下降后上升的趋势.在48h 小球藻的S O D活性达到最高,而M D A含量最低,表明I A A激活了小球藻细胞的防御性反应,减轻氧化应激的能力,增加抗氧化酶活性,显著降低M D A 含量,促进了小球藻细胞的生长[20,22].I A A可调节微藻细胞中多种生理生化过程,缓解藻细胞应激能力,减轻氧化损伤和提高抗氧化酶活性,对微藻的生长具有极好地促进作用[25].此外,与添加相当浓度水平的外源I A A相比,农杆菌对小球藻S O D活性和M D A含量的影响更加显著.在藻菌共生体系中,不仅有I A A对藻细胞的作用,同时存在萘乙酸(N A A)㊁吲哚丁酸(I B A)和赤霉素(G A)等植物激素可调节藻细胞内R O S水平㊁脂质合成相关基因表达㊃42㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第4期张安龙等:I A A 高产菌-农杆菌(A gr o b a c t e r i u m )对小球藻生长代谢的影响和酶活性,增加抗氧化酶活性,进而促进藻细胞生物量生产效率和脂质合成速率[12].(a)小球藻超氧化物歧化酶活性(b)小球藻的丙二醛含量图3 农杆菌对小球藻超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量的影响2.4 转录组分析2.4.1 数据评价单一小球藻培养体系,添加0.2m g/L I A A 小球藻培养体系以及添加1m L 农杆菌上清的小球藻培养体系共三个微藻培养体系分别记作C K ㊁I A A 和B a c t ,取以上三个体系对数生长期的微藻培养物样品,提取m R N A ,经反转录和P C R ,用AM P u r eX Pb e a d s 纯化P C R 产物,得到最终的文库,库检合格后进行I l l u m i n a H i S e q T M 双端测序.将这些序列信息通过F a s t Q C 进行质量评估,通过T r i mm o m a t i c 进行质量剪切,得到可用序列(c l e a nr e a d s ),用T r i n i t y 对其高质量序列进行混合拼接,获得了U n i ge n e (G r a b h e r r e t a l ,2011).以上三个体系的测序概况见表1所示.C K ㊁I A A 和B a c t 分别获得的T o t a l R e a d s C o u n t 为61708288㊁49505344㊁54366650.Q 10(质量值大于等于10的碱基所占百分比)的比例分别为99.29%㊁99.25%㊁98.94%,Q 20(质量值大于等于20的碱基所占百分比)的比例分别为97.72%㊁97.58%㊁96.66%,Q 30(质量值大于等于30的碱基所占百分比)的比例均大于91%,表明测序质量较高,测序结果可靠,可用于后续的生物信息学分析[26].表1 样本Q C 数据信息统计C KB a c tI A AT o t a lR e a d sC o u n t/#617082885436665049505344T o t a l B a s e sC o u n t /b p 869098683475050546416939624951A v e r a g eR e a dL e n g t h /b p 140.84138.05140.18Q 10B a s e sC o u n t /b p862929025174254748996887714960Q 10B a s e sR a t i o /%99.2998.9499.25Q 20B a s e sC o u n t /b p 849292796972546527766771802228Q 20B a s e sR a t i o /%97.7296.6697.58Q 30B a s e sC o u n t /b p 816283641668604413316490033004Q 30B a s e sR a t i o /%93.9291.4193.52NB a s e sC o u n t /b p 586113946044730NB a s e sR a t i o /%0.000.000.00G CB a s e sC o u n t /b p555367342748476722744507176059G CB a s e sR a t i o /%63.9064.5964.95 2.4.2 功能注释将C K ㊁I A A 和B a c t 高质量的测序数据与拼接所得的U n i g e n e s 使用B l a s t x 分别与N R ㊁K E G G ㊁S w i s s p r o t ㊁K O G 等多个数据库进行比对,以获得相应的功能注释信息,各数据库注释结果用V e n n 图(C a m a c h o e t a l ,2009).如图4(a )所示,不同颜色的圆圈代表不同数据库,各圆圈中的数字代表注释到该库的基因数量,圆圈的交叉区域表示同时在两个库中注释到的基因个数[27].N R ㊁K E G G ㊁S w i s s pr o t ㊁K O G 等数据库中注释到的基因分别为11150㊁1884㊁7804和5248个,注释比率分别为53.13%㊁8.98%㊁36.18%和25.01%,且共有1607个基因同时被以上数据库注释到.对以上三个体系的u n i ge n e 进行G O 功能分类注释如图4(b )所示,G O 注释主要包括分子功能(m o l e c u l a rf u n c t i o n ,F )㊁生物学过程(b i o l o g i c a l p r o c e s s ,P )和基因的细胞组分(c e l l u l a rc o m p o -n e n t ,C )三大类[28-30],其中细胞组分包含的u n i -ge n e 最多,共有30694个.分子功能和生物过程共㊃52㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第39卷有12808和26106个u n i g e n e .在分子功能(m o -l e c u l a r f u n c t i o n )中催化活性(c a t a l y t i ca c t i v i t y )㊁连接(b i n d i n g )和转运活性(t r a n s p o r t e r a c t i v i t y )的u n i ge n e 最多,分别为5496㊁5395和800,且比例分别为42.9%㊁42.1%和6.2%.在生物过程(B i o -l o g i c a l pr o c e s s )中细胞过程(c e l l u l a r p r o c e s s )和代谢过程(m e t a b o l i c p r o c e s s )的u n i g e n e 最多,分别为5720和5174,且比例分别为21.9%和19.8%.在细胞组分(C e l l u l a rc o m po n e n t )中细胞(c e l l )㊁细胞组分(c e l l p a r t )㊁细胞器(o r ga n e l l e )和膜(m e mb r a n e )的u n i g e n e 最多,分别为6478㊁6461㊁4672和3619,且比例分别为21.1%㊁21.0%㊁15.2%和11.8%[31].(a)基因功能注释信息统计图(b )G O 功能分类注释图图4 功能注释图2.4.3 差异基因表达以单一小球藻培养体系为对照组(C K ),如图5所示,比较添加0.2m g/LI A A 小球藻培养体系(I A A )以及添加1m L 农杆菌上清的小球藻培养体系(B a c t)的差异表达基因.由图5(a)可知,差异表达基因根据表达水平情况分上调表达基因(U p -r e g u l a t e d g e n e )和下调表达基因(D o w n -r e g u l a t e d g e n e )(红色代表上调的基因数目;绿色代表下调的基因数目)[32].I A A和B a c t 显著上调u n i ge n e 分别有1394和1115个,有246和966个显著下调基因.整体来看,B a c t 注释到差异基因更多且大多u n i ge n e 表现为上调.如图5(b )所示,不同颜色的圆圈交叉处数目表示共有基因数目,同一圆圈内部所有数目之和表示该对比总差异基因个数[27].与C K 相比,I A A 和B a c t 特有的差异基因分别为692和1133个,且两者共同的差异基因有948个.差异基因功能富集分析显示,其中生物过程和分子功能基因表达差异显著,其主要生物学功能与细胞过程(c e l l u l a rpr o c e s s )㊁代谢过程(m e t a b o l i c p r o c e s s )催化活性(c a t a l y t i c a c t i v i t y )和连接(b i n d i n g )有关[33].整体来看,B a c t 注释到的差异基因比I A A 多,因为相较于在微藻体系中直接加入外源I A A ,在藻菌共生体系中,微藻与细菌通过基因交换㊁信号转导和营养互作的方式相互作用,共生环境更加复杂[34].在藻菌共生体系中,细菌对微藻不仅存在I A A 的作㊃62㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第4期张安龙等:I A A 高产菌-农杆菌(A gr o b a c t e r i u m )对小球藻生长代谢的影响用,营养物质㊁群体感应信号分子等其他的一些物质也发挥着重要的作用,进而可以推测出I A A 分泌菌比添加外源I A A 对微藻生长有更好的促进作用[35].(a)水平差异表达基因(b )B a c t 和I A A 的差异表达基因图5 差异表达基因3 结论与添加相当浓度的外源I A A 相比,农杆菌对小球藻的生长具有显著的促进作用;农杆菌也可增加小球藻可溶性糖和蛋白的含量,分别达到纯藻体系的1.34倍和1.43倍.此外,在农杆菌作用下小球藻培养48h ,其S O D 活性达到最高,而M D A 的含量最低.转录组学分析结果显示:对基因进行G O 功能分类注释,细胞组分包含的u n i ge n e 最多.与纯藻体系相比,添加细菌体系和添加外源I A A 体系显著下调u n i g e n e 分别有246和966个,显著上调u n i g e n e 分别有1394和1115个,且有948个共同的差异基因.富集分析显示,差异基因主要富集在生物过程中的细胞过程(c e l l u l a r p r o c e s s )㊁代谢过程(m e t a b o l i c p r o c e s s )以及分子功能中的催化活性(c a t a l y t i c a c t i v i t y )㊁连接(b i n d i n g )过程.参考文献[1]D u c aD ,L o r vJ ,P a t t e nC L ,e ta l .I n d o l e -3-a c e t i ca c i d i n p l a n t -m i c r o b ei n t e r a c t i o n s [J ].A n t o n i e V a n L e e u w e n -h o e k ,2014,106(1):85-125.[2]C h a n d r aS ,A s k a r iK ,K u m a r iM.O pt i m i z a t i o no f i n d o l e a c e t i c a c i d p r o d u c t i o nb y i s o l a t e db a c t e r i a f r o m S t e v i a r e -b a u d i a n a r h i z o s ph e r e a n d i t s e f f e c t so n p l a n t g r o w t h [J ].J o u r n a l o fG e n e t i cE n g i n e e r i n g &B i o t e c h n o l o g y ,2018,16(2):581-586.[3]Y uZ ,S o n g M ,P e iH ,e t a l .T h e e f f e c t so f c o m b i n e da g r i -c u l t u r a l p h y t o h o r m o n e so nt h e g r o w t h ,c a r b o n p a r t i t i o -n i n g a nd ce l lm o r p h o l o g y of t w o s c r e e n e d a lg a e [J ].B i o r e -s o u r c eT e c h n o l o g y,2017,239:87-96.[4]P i o t r o w s k aN i c z y p o r u kA ,B a j gu zA.T h e e f f e c t o f n a t u r a l a n ds y n t h e t i ca u x i n so nt h e g r o w t h ,m e t a b o l i t ec o n t e n t a n da n t i o x i d a n t r e s p o n s eo f g r e e na l g a C h l o r e l l a v u l g a r i s (T r e b o u x i o p h y c e a e )[J ].P l a n tG r o w t hR e gu l a t i o n ,2014,73(1):57-66.[5]S a l a m aE ,K a b r a A N ,J iM ,e ta l .E n h a n c e m e n to fm i -c r o a l g a e g r o w t h a nd f a t t y a c i d c o n te n t u n d e r t h e i nf l u e n c e o f p h y t o h o r m o n e s [J ].B i o r e s o u r c e T e c h n o l og y,2014,172:97-103.[6]G u l d h eA ,R e n u k aN ,S i n g hP ,e t a l .E f f e c to f p h y t o h o r -m o n e s f r o md i f f e r e n t c l a s s e s o n g e n e e x p r e s s i o no f C h l o -r e l l a s o r o k i n i a n au n d e rn i t r o ge nl i m i t a t i o nf o re n h a n c e d b i o m a s s a n dl i p i d p r o d u c t i o n [J ].A l ga lR e s e a r c h ,2019,40:101518.[7]D a oG H ,W uGX ,W a n g XX ,e t a l .E n h a n c e d g r o w t h a n df a t t y a c i da c c u m u l a t i o n o f m i c r o a lg a e S c e n e d e s m u ss p .L X 1b y t w ot y p e so f a u x i n [J ].B i o r e s o u r c eT e ch n o l o g y,2018,247:561-567.[8]韩松芳.城市污水中斜生栅藻产脂促进条件及作用机制研究[D ].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2018.[9]A m i nSA ,Hm e l oL R ,T o lH ,e t a l .I n t e r a c t i o na n ds i g -n a l l i n g b e t w e e n a c o s m o p o l i t a n p h y t o p l a n k t o n a n d a s s o c i -a t e db a c t e r i a [J ].N a t u r e ,2015,522(7554):98-101.[10]D a oG H ,W uG X ,W a n g X X ,e t a l .E n h a n c e d m i c r o a l -g a e g r o w t h t h r o u ghs t i m u l a t e ds e c r e t i o no f i n d o l ea c e t i c a c i db y s y m b i o t i c b a c t e r i a [J ].A l g a lR e s e a r c h ,2018,33:345-351.(下转第39页)㊃72㊃Copyright©博看网 . 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生态学报2011,31(8):2076—2085Acta Ecologica Sinica基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KSCX2-YW-G-060,KGCX2-YW-374-1,KSCX2-YW-G-027);国家自然科学基金资助项目(30570183)收稿日期:2010-03-27;修订日期:2010-05-11*通讯作者Corresponding author.E-mail :yeguang@rose.whiob.ac.cn 重要理化因子对小球藻生长和油脂产量的影响张桂艳1,2,温小斌1,2,梁芳1,2,欧阳峥嵘1,2,耿亚红1,梅洪1,李夜光1,*(1.中国科学院武汉植物园中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室,武汉430074;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:采用通气培养的方法研究了N 、P 、Fe 3+、盐度、光照强度、温度对小球藻(Chlorella sp.XQ-200419)生长速率、生物量和油脂产量的影响。

主要结果如下:N 浓度对小球藻的生长和油脂产量均有显著的影响,在KNO 3浓度0.05—0.3g /L 范围内,小球藻生长速率随N 浓度的增加而提高,并积累更多的生物量,而油脂含量随之递减,KNO 3浓度为0.3g /L 时,油脂产量最高。

小球藻对P 浓度变化的适应范围很大,K 2HPO 4浓度在10—160mg /L 范围内,对小球藻的生长和油脂产量都没有显著影响。

在小球藻培养后期补加不同浓度Fe 3+对其生长速率没有显著影响,总脂含量随着Fe 3+浓度升高呈现上升的趋势,均比对照有极显著提高,Fe 3+浓度为0.75mmol /L 时油脂产量最高。

盐度对小球藻的生长有一定的抑制作用;油脂含量先随着盐度的增大而提高,当NaCl 浓度达到0.6mol /L ,油脂含量又显著降低;油脂含量和油脂产量均在盐度为0.2mol /L 时最高。

光照强度对处于生长后期的小球藻的生长影响不大,但影响其油脂积累,小球藻的油脂含量和产量随光照强度的增大而显著提高,当光照强度增至280μmol m -2s -1时,油脂含量和油脂产量最高。

温度对小球藻的生长速率、生物量、油脂含量和油脂产量都有显著的影响,在15—40ħ范围内,随着培养温度的升高,生长速率、生物量、油脂含量和油脂产量都经历了一个先上升然后下降的过程,适合小球藻生长、积累油脂的温度范围是20—35ħ,30—35ħ时油脂产量最高,40ħ时生物量、油脂含量和产量都最低。

理化因子对生长和油脂含量的影响分为两种情况:(1)温度、光强、铁浓度和盐度的影响表现为在适宜生长的条件下提高油脂含量,这种模式可以称为“适宜模式”;(2)氮浓度的影响表现为在不利于生长的条件下提高油脂含量,这种模式可以称为“胁迫模式”。

两种模式都可以提高油脂含量,但是,只有适宜模式才可以提高油脂产量。

在筛选小球藻优良产油藻种时要注意,只有在适宜的培养条件下油脂含量高的藻种才具有高产油潜力。

关键词:小球藻;生长;油脂含量;油脂产量The effects of physical and chemical factors on the growth and lipid production ofChlorellaZHANG Guiyan 1,2,WEN Xiaobin 1,2,LIANG Fang 1,2,OUYANG Zhengrong 1,2,GENG Yahong 1,MEI Hong 1,LI Yeguang 1,*1Key Laboratory of Pant Germplasm Enhancement and Speciality Agriculture ,Wuhan Botanical Garden ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan 430074,China2Graduate University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,ChinaAbstract :The effects of nitrogen ,phosphorus ,iron ,salinity ,light intensity ,and temperature on the growth rate ,biomass ,and lipid accumulation of Chlorella sp.XQ-200419in aerated cultures were investigated.The main results are as follows :Both the growth and lipid accumulation of Chlorella sp.XQ-200419are significantly affected by the nitrogen concentration in the BG11medium.Growth rate and biomass increase with increasing KNO 3concentration from 0.05g /L to 0.3g /L ,however lipid content decreases.Maximum lipid production was realized when the KNO 3concentration was 0.3g /L.There were no obvious effects on the growth and lipid accumulation of Chlorella sp.XQ-200419when the K 2HPO 4concentration ranged from 10mg /L to 160mg /L.The growth rate was not affected by supplementing the growth media with chelated FeCl 3in the late growth phase.whereas ,the lipid content did increase with increasing supplemented Fe 3+concentration.Both the lipid content and lipid production were maximized when cultures were supplemented with0.75mol/ L Fe3+.Growth of Chlorella sp.XQ-200419was inhibited to some extent by salinity.With NaCl concentrations of0.2mol/ L or less,the lipid content increases with the increases in salinity.When the NaCl concentration was0.6mol/L,the lipid content declined significantly.Lipid content and lipid production both were maximized with a NaCl concentration of 0.2mol/L.The growth of Chlorella sp.XQ-200419was only slightly affected by changing the light intensities in the late growth phase.However,lipid accumulation was greatly affected.Lipid content and lipid production significantly increased with the increased light intensity.Maximal lipid content and lipid production were achieved at the highest light intensity used280μmol m-2s-1.Temperature significantly impacted growth rate,biomass,lipid content,and lipid production.With the increases in temperature from15ħto40ħ,the growth rate,biomass,lipid content and lipid production all initially increased and then decreased.The optimal temperature range for growth and lipid accumulation is from20ħto35ħ.Lipid production was maximized between30ħand35ħ.Cultivation at40ħcaused minimal biomass,lipid content,and lipid production.There are two patterns by which physical and chemical factors act on the growth and lipid content of Chlorella sp.XQ-200419.When temperature,light intensity,Fe3+and salinity are applied at an optimal range they have a promoting effect on both growth and the lipid content of the alga,which can be termed as“fit mode”.In the second pattern,low nitrogen concentration leads to an increased lipid content but inhibits the growth of the alga.This is termed “stress mode”.Both modes increase lipid content,but only the“fit mode”increases lipid production.To select good oil-producing strains of Chlorella,it is also worth noting that only strains that achieve higher oil content under suitable culture conditions have high potential for oil production.Key Words:Chlorella;growth;lipid content;lipid production微藻是遍布全球水体的浮游植物,每年由微藻光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40%以上,在能量转化和碳元素循环中具有重要的作用。

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