Use of biomass of the marine microalga Isochrysis galbana in the nutrition of goldfish (Carassius auratus) larvae as source of protein and vitamins

The effect of the replacement of fish protein hidrolizate and vitamin premix by freeze‐dried biomass of the marine microalga Isochrysis galbana in the feed for goldfish (Carassius auratus) larvae was tested. Larvae (3.4±0.7 mg) were fed with three experimental microparticulated diets that differ from each other in the percentage of replacement of fish protein hidrolizate (25% or 100%) or vitamin premix by I. galbana biomass. The control diet and the diet containing microalgae biomass as a substitute of 25% of fish protein hidrolizate (MP₂₅) presented the highest survival, being almost 100%, with no significant differences between them. Survival in diets in which 100% of fish protein hidrolizate (MP₁₀₀) or vitamin premix (MV) had been substituted by microalgal biomass was 78% and 66% respectively. Growth, measured as weight, was lower than with the control diet in all treatments in which microalgal biomass was included, with lowest results being obtained with the MP₁₀₀ diet. Differences between treatments and control were lower when growth was measured as length. The harvesting and processing microalgae biomass is crucial to maintain the nutritive value and could be the cause for the obtained results.     

离子束诱变技术在海洋微藻培育中的应用

以球等鞭金藻Isochrysisgalbana3011(简称微藻3011)为材料,对其进行离子注入诱变体系的建立及注入后的生物学效应的初步研究。结果表明,用质量分数为10%的甘油培养液处理微藻3011,并收集藻泥均匀涂布于灭菌后的滤纸上,风干后进行离子注入,效果最为理想。不同剂量的N 注入后,微藻3011存活曲线呈先降后升再降的"马鞍型",即当N 注入量为(0～9.1)×1014ions/cm2时,存活率随注入剂量的增大而迅速下降;当N 注剂量为(9.1×1014)～(1.872×1015)ions/cm2时,存活率随注入剂量的增大而有所上升,但远低于对照组;当N 注入剂量增大到1.872×1014ions/cm2时,其存活率又开始逐渐下降。此结果与紫外线、γ-射线等其他射线辐照生物有机体存活曲线呈"肩型"或"直线型"不同,但与离子注入陆地生物有机体后的存活曲线相近。本研究旨为探讨离子束生物技术应用于海洋生物体遗传改良中的可行性,并为之提供科学依据。     

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。     

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.     

不同品系球等鞭金藻在生长及脂肪酸组成上的种内差异

球等鞭金藻作为一种优良的单细胞生物饵料具有选育价值。目前我国水产养殖上使用的大多数球等鞭金藻品系都来源于同一株藻株Isochrysis galbana OA-3011,经过多年的地理隔离形成了不同的品系,为了揭示地理隔离对球等鞭金藻表型性状的影响,从而为球等鞭金藻的选育工作提供依据,我们对5个品系的球等鞭金藻(I.galbana FACHB-861,OA3011-QD,OA3011-LK,OA3011-AY和OA3011-LZ)的种属关系、生长和脂肪酸组成进行了比较分析。实验在相同条件下对5个品系球等鞭金藻培养6 d,提取基因组DNA并PCR扩增测定18S rDNA基因序列,每天定时记录各品系的OD_(660),绘制生长曲线,在进入稳定期后收获并进行生物量的测定及脂肪酸的气相色谱分析。18S rDNA基因序列的进化分析表明,OA3011-LK、OA3011-AY和OA3011-LZ具有一致的序列,而OA3011-QD因1个碱基的差异与其他OA3011出现了分离,FACHB-861与OA3011品系亲缘关系较远;对生长和脂肪酸进行对比分析后,结果显示,5个品系的球等鞭金藻在不同的时间达到稳定期,其中FACHB-861表现出了与其他品系明显不同的生长模式。FACHB-861和OA-3011品系的生物量具有显著差异,OA3011-LK、OA3011-AY和OA3011-LZ之间也有显著差异(P0.05),但特异生长率各品系间无显著差异(P0.05)。FACHB-861和OA3011-LZ的总脂肪酸(TFA)含量显著低于OA3011-LK、OA3011-QD和OA3011-AY(P0.05)。FACHB-861的脂肪酸各成分与OA-3011各品系明显不同。然而,在OA-3011各品系间脂肪酸组成也有明显差异,这表明球等鞭金藻存在广泛和频繁的数量性状表型差异。总之,地理隔离造成的这些差异为球等鞭金藻的选育提供了可行性。根据生长速度或DHA、EPA、多不饱和脂肪酸含量等筛选标准初步分析显示,可对OA3011-LK,OA3011-QD进行进一步的选育。     

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％。     

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。     

金藻3011和8701与球等鞭金藻的18S rRNA基因研究

对金藻3011和8701的18S rRNA基因序列进行测定,分别获得1695 bp和1684 bp的DNA序列。应用DNAMAN,DNAstar和RnaViz 2.0生物软件,将获得的DNA序列与球等鞭金藻的18S rRNA基因序列进行DNA序列和RNA二级结构对比分析。DNA序列分析显示,三者的18S rRNA基因序列非常保守,相似性在99.5%以上,三者应同为球等鞭金藻;RNA二级结构分析显示,三者的RNA二级结构既存在球等鞭金藻种的特异性茎环结构,又存在明显的差异,并且从相近水域(山东)分离出来的3011和8701相对于采自挪威水域的球等鞭金藻具有更大的结构相似性;相对于3011,8701可能与球等鞭金藻具有更高的同源性。由此可见,单纯的18S rRNA基因序列分析可能不适用于球等鞭金藻种下水平的研究,但是其RNA二级结构分析对球等鞭金藻的物种鉴定,甚至是种下地理株的研究都具有非常重要的意义。     

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。     

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）。