平板光生物反应器光径对金藻生长及有机物质积累的影响

[目的]为金藻（Isochrysis galbana Parke）的大规模培养、药用研究及开发利用提供参考。[方法]在不同光径平板生物反应器中培养金藻,并对藻细胞的生长状况和细胞内的有机物质含量进行了分析。[结果]藻细胞的生长速率及单位体积产量随光径的减小而增大;单位面积产量随光径的增大而增大;光径越小的生物反应器中培养的金藻藻细胞内的总脂、蛋白质及多糖占细胞干重的总量越高。[结论]根据生产需要选择合适的生物反应器,可有效提高生产效率、降低生产成本。     

温度对等鞭金藻塔溪堤品系细胞密度和叶绿素荧光参数的影响

以等鞭金藻塔溪堤品系Isochrysis galbana（Tahitian strain）为试验材料,采用Water-PAM叶绿素荧光仪测定了该藻一次性培养过程中,不同温度（5～40℃）对其细胞密度、叶绿素相对含量以及叶绿素荧光参数（PSⅡ最大光能转化效率Fv/Fm、光化学淬灭qP）的影响。结果表明：温度对等鞭金藻塔溪堤品系的叶绿素相对含量和细胞密度均有显著影响（P〈0.05）;在本试验条件下,等鞭金藻塔溪堤品系在5、10℃和40℃下不能生长繁殖,该藻生长的适温为15～35℃,最适温度为20～30℃,各处理组的相对生长率从高到低依次为25℃〉20℃〉30℃〉35℃〉15℃;温度对等鞭金藻塔溪堤品系各叶绿素荧光参数也有显著影响（P〈0.05）,从接种后第1天到试验结束,5、10℃和40℃处理组藻类的主要荧光参数（Fv/Fm、qP）均显著低于其它处理组（P〈0.05）,其中25℃和30℃处理组藻类的主要荧光参数总体上低于15℃、20℃和35℃处理组,但高于其它处理组;试验结束时将5、10℃和40℃处理组的藻细胞重新置于25℃下继续培养6 d,5℃和40℃处理组藻类的主要荧光参数不能恢复,而10℃处理组藻类的主要荧光参数可恢复正常。相关性分析结果表明：荧光参数、叶绿素相对含量以及细胞密度与温度的相关性随着培养时间的变化而变化,叶绿素相对含量与细胞密度呈显著的正相关关系（P〈0.05）。     

光强和温度对球等鞭金藻(Isochrysis sphaerica)生长及其脂肪酸的影响

本研究测定了光照强度为16～58μmol/(m2·s)和15～30℃条件下球等鞭金藻(Isochrysis sphaerica)的生长曲线以及脂肪酸组成和含量.结果表明,在设置的光照强度范围内,光照强度越强,微藻的生长速度越快.光强对各种脂肪酸的含量影响有差异,过低和过高都不利于藻体内多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acids,PUFAs)的积累.当光强为24μmol/( m2.s)时二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid,DHA,C22:6 n-3)的积累量最高,占总脂肪酸的11.77%.球等鞭金藻的最适生长温度在20—25℃之间,低温条件有利于不饱和脂肪酸的积累.光强20μmol/( m2.s)、温度20℃条件下总不饱和脂肪酸(Total Unsaturated Fatty Acids,TUFAs)含量最高,达64.99%;同样的光强,温度15℃条件下DHA占总脂肪酸的12.19%.可见适宜的光强和温度是利用球等鞭金藻收获PUFAs的关键.     

球等鞭金藻Δ5去饱和酶基因IgD5在拟南芥中的功能鉴定

从球等鞭金藻中克隆到一个Δ5去饱和酶基因, 命名为IgD5。系统发育树分析表明, 该基因编码产物与来源于巴夫藻Pavlova salina的Δ5去饱和酶亲缘关系最近。此前通过酿酒酵母表达系统, 证明IgD5对ω6脂肪酸具有Δ5去饱和酶活性, 但并未鉴定IgD5对ω3脂肪酸的催化活性。我们将IgD5转化能够内源合成二高-γ-亚麻酸(DGLA, 20:3Δ^8,11,14)和二十碳四烯酸(ETA, 20:4Δ^8,11,14,17)的已携带2个基因的拟南芥(简称TMA2), 通过PCR及RT-PCR筛选阳性植株, 提取转基因阳性植株叶片总脂肪酸, 用气相色谱分析法检测到花生四烯酸(AA, 20:4Δ^5,8,11,14)和二十碳五烯酸(EPA, 20:5Δ^5,8,11,14,17), 含量分别达7.44%和2.07%, 转化效率分别为68%和60%, 证明IgD5在转基因植物中具有Δ5去饱和酶的活性, 对ω3/ω6脂肪酸没有明显偏好性, 并且催化活性远高于其在酵母中的活性。在转IgD5的TMA2中除了AA和EPA, 没有检测到其他新脂肪酸, 表明IgD5底物专一性很强, 是一个可用于植物转基因替代生产鱼油的良好基因。     

轻、中和重稀土元素对球等鞭金藻的促生长作用

轻、中和重稀土元素对球等鞭金藻的生长有相同程度的促进作用,但其有益浓度范围不同,镧为７．２８～８７．４０μｍｏｌ／Ｌ,钆为６．３６～５７．２３μｍｏｌ／Ｌ,镱为５．７８～１７．３４μｍｏｌ／Ｌ。这３种稀土元素对球等鞭金藻的最佳浓度分别为：３６．４２～６５．５５,１９．０８～５７．２３和５．７８～１７．３４μｍｏｌ／Ｌ。可分别提高单胞藻数量２１．８％～２４．３％,１０．４％～１７．２％和１７．９％～２３．０％;叶绿素含量较对照组分别提高了２９．３％～４１．２％,２５．６％～３８．１％和３６．５％～４０．３％。     

缘管浒苔对球等鞭金藻生长的克生作用

研究了缘管浒苔新鲜组织、干粉末、培养水过滤液和水溶液抽提液对球等鞭金藻生长的克生作用。结果表明,缘管浒苔新鲜组织、干粉末和水溶性抽提液对球等鞭金藻的生长具有强烈的克生作用。当培养液中缘管浒苔新鲜组织、干粉末和水溶性抽提液的浓度为5.0 gwet/L、1.2 gdry/L和1.0 g/L时,球等鞭金藻不能够维持正常的生长或全部死亡。在缘管浒苔培养水过滤液培养实验中,一次性添加缘管浒苔培养滤液,不能持久地抑制球等鞭金藻增殖,而半连续添加缘管浒苔培养滤液,其克生作用较强,说明克生物质的连续分泌是有效抑制球等鞭金藻生长的关键。经高温高压处理后的缘管浒苔培养滤液对球等鞭金藻无显著的抑制作用,说明缘管浒苔所分泌的克生物质在高温高压下不稳定和易分解。     

不同氮、磷比例对球等鞭金藻生长的影响

在不同氮，磷纟（N：P＝1：1，4：1，16：1，80：1，160：1）条件下，对球等鞭金藻进行了培养。通过对其生长和营养生理特性的研究发现：在N／P比等于16：1的条件下，球等鞭金藻的生长速度最快，单位水体内的细胞数量最多。此外，在高氮，磷比（N／P＝160：1，80：1）的条件下，其生长速度要优于低氮，磷比（N／P＝1：1，4：1）状态。藻细胞内碳水化合物和蛋白质的含量也明显受到氮，磷比的影响，其含量表现为16：1＞160：1＞80：1＞4：1＞1：1。此外，细胞内物质的积累合成与细胞生长的不同阶段密切相关。     

大溪地金藻培养的生态条件研究

在实验室模拟条件下,研究了温度、光照、盐度和营养盐对大溪地金藻生长繁殖的影响,结果表明:大溪地金藻适宜温度为10～35℃,最适温度为20～30℃;适宜照度为1000～7000lx,最适照度为3000～6000lx;适宜盐度6 5～39 5,最适盐度为19 5～26 0。N、P单因子的优水平分别为N-1mg/L、P-0 1mg/L,Fe单因子作用不明显,N、P、Fe交互作用的优水平为N-1mg/L、P-1mg/L、Fe-0 1mg/L。     

温度和光照对微藻的生长,总脂肪含量及脂肪酸组成的影响

用温度梯度法、二因子重复试验法分别研究温度、光照周期和光照强度对绿色巴夫藻的生长、总脂肪含量以及脂肪酸组成的影响,用正交试验法研究以上三因子对等鞭藻3011的影响。结果表明,温度20℃、光照强度120．19μmol／（m2·s）、光照周期L：D＝16：8最适于等鞭藻3011的生长及脂肪和PUFA的合成。绿色巴夫藻适宜在15～30℃内生长,但在20℃、9615μmol／（m2·S）及L：D＝18:6的条件下,能促使它较快生长且能合成较多的脂肪和必需脂肪酸。两种微藻ω3／ω6显著性地受到环境因子的综合影响。     

施用不同氮源对球等鞭金藻3011生长的影响

本实验通过以硝酸钠为氮源作为对照,研究施用氯化铵、硝酸铵和尿素对等鞭金藻3011生长的影响。从等鞭金藻的两个生长指标：藻细胞密度、pH来反映等鞭金藻3011的生长情况。经生物统计分析表明,在培养的前3天实验组和对照组的细胞密度差异性不显著（P>0.05）,第4天到后期阶段天两组的细胞密度差异性显著（P<0.05）。由此结果表明以硝酸铵做氮源时对球等鞭金藻3011生长的效果最佳,藻细胞密度显著高于其他氮源,其次为硝酸钠和尿素,氯化铵的效果最差（P<0.05）。