两步培养法提高栅藻的生物量及油脂含量

采用两步法培养栅藻,即在低光强-含氮条件下,培养栅藻至稳定期积累生物量,然后将栅藻转移至高光强-缺氮培养基中积累油脂。结果表明:在低光强-含氮培养基BG11(+N)条件下,适宜栅藻生长的低光强为2 000~2 400 lx,培养期为10 d;转高光强-缺氮培养基BG11(-N)条件下培养,适宜栅藻积累油脂的高光强为6 000~6 500 lx,培养期为6 d。利用两步法培养栅藻,其生物量可达(0.957±0.126)g/L,油脂含量可达(23.35±0.2)%。两步法培养栅藻的生物量和油脂含量分别比常规单步法培养(10 d)的提高了35.74%和近1倍。     

水杨酸诱导对斜生栅藻生长及油脂积累的影响

为缓解化石能源压力,提高生物质能源的使用率,以空气中CO₂作为自养培养斜生栅藻的碳源,添加植物激素水杨酸(SA)诱导斜生栅藻,研究斜生栅藻细胞密度、叶绿素a含量、油脂含量及产率等的变化情况,探讨在SA诱导下斜生栅藻的产脂机制。结果表明：培养16 d, SA对斜生栅藻生长及油脂积累表现出显著促进效果,当SA质量浓度为20 mg/L时,细胞密度最大,为(1.89±0.06)g/L,较对照组提高了34.47%;在实验范围内(SA质量浓度0～40 mg/L),油脂产率与SA质量浓度呈线性正相关;油脂含量及产率均在SA质量浓度为40 mg/L时达到最大,分别为(48.49±7.47)%和(22.35±3.77)mg/(L·d),较对照组分别提高了72.85%和1.43倍;SA对斜生栅藻细胞官能团中的酯基、羧基、磷酸基团等产生了影响;同时,在SA诱导下斜生栅藻的油脂代谢途径与叶绿素、酶、抗逆性等因素有关。综上,SA既提高了斜生栅藻的生物量,又促进了其光合作用和储能物质转化,提高了油脂产率。     

不同氮/碳源组合条件下斜生栅藻的生长、光合及油脂产率

以斜生栅藻为研究材料,选取NaNO3、NaNO2、NH4Cl、尿素（CO(NH2)2）作为氮源,Na2CO3、C6H12O和CH3COONa作为碳源,进行两两组合培养,研究不同氮源、碳源组合条件对斜生栅藻生长、最大光量子产率（Fv/Fm）、油脂产率及脂肪酸组成的影响。结果表明：CO(NH2)2作为氮源时,斜生栅藻生物量、叶绿素a含量及Fv/Fm均达到最高,而NH4Cl不利于斜生栅藻的生长。在NaNO3、NaNO2和NH4Cl为氮源时,3种碳源对斜生栅藻生长的影响差异不显著（P>0.05）,而在CO(NH2)2环境中,Na2CO3的添加使得斜生栅藻生物量显著高于其他两组（P<0.05）,说明CO(NH2)2和Na2CO3组合更有利于斜生栅藻的生长。12组处理中,N1（CO(NH2)2+Na2CO3）和Y2（NaNO2+C6H12O）油脂产率最高,分别占细胞干重的23.14%和21.54%,同时藻油中油酸相对含量分别为57.92%和57.81%。因此,无论是生物量的积累还是油脂产率,CO(NH2)2作为氮源且Na2CO3作为碳源具有一定的应用前景。     

氮、磷源及海盐对微茫藻细胞生长和油脂积累的影响

为研究营养成分对一株淡水富油微茫藻(Micractinium reisseri)细胞生长和油脂积累的影响.以BG11为基础培养基,分别考察了氮源、磷浓度及海盐浓度的影响.实验结果表明,氯化铵为微茫藻细胞生长和油脂积累的最适氮源,以其为氮源时,微茫藻的油脂产量是原培养基中以硝酸钠为氮源时的1.6倍,缺氮培养条件下,微茫藻细胞油脂含量最高,但生物量较低;培养基中的磷浓度为80mg/L时,微茫藻总脂产量达到最高,为原培养基中磷浓度(40mg/L)时的1.4倍;添加适量海盐能够促进微茫藻的生长,同时该株微茫藻可以耐受比较高的海盐浓度(20g/L),其最适生长和油脂积累的海盐浓度为10g/L,在此浓度下,其总脂产量最高,是未添加海盐时的2.5倍.     

淡水绿藻在培养基中生长及油脂积累研究

为筛选出最适合进行油脂生产的藻株及其较适生长和油脂积累的培养基,采用柱状光生物反应器进行一次性培养,对微藻Tetranephrisbrasiliensis DL12、Ankistrodesmusgracilis CJ09、Ankistrodesmus sp.CJ02及Desmodesmussubspicatus WC01在4种常用淡水绿藻培养基BG11、3N-BBM、SE及TAP中的生长和油脂积累进行研究。结果表明:3N-BBM有利于微藻的生长和生物量的积累,BG11有利于微藻细胞内油脂的积累;16组培养试验中,Tetranephrisbrasiliensis DL12在3N-BBM中的生物量产率((257.65±45.52)mg/(L·d))和油脂产率((80.34±14.19)mg/(L·d))最高,Ankistrodesmusgracilis CJ09在BG11中的油脂含量(42.72%±0.60%)最高。Tetranephrisbrasiliensis DL12最具油脂生产潜力,其最适生长和油脂积累的培养基为3N-BBM。     

补充CO2提高胶球藻C-169生物量和脂肪酸产率的研究

本研究在Basal和BBM培养基中补充2%CO2或空气(0.04%CO2)光自养培养胶球藻(Coccomyxa subellipsoidea)C-169,系统比较了细胞比生长速率、生物量干重、总脂肪酸含量和产率以及中性脂含量的差异。研究表明,与空气培养相比,在Basal和BBM培养基中补充2%CO2可分别显著提高细胞的比生长速率2.6倍和2.3倍。培养13 d后,Basal培养基中补充2%CO2可获得最高生物量干重达4.67 g/L,显著高于所有其他组(p0.05);而BBM培养基中补充2%CO2可获得最高总脂肪酸含量达37.53%干重,是通入空气时的5倍,脂肪酸产率更是高达77.49 mg/(L·d),同时中性脂含量(以荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05)。这就说明在Basal培养基中补充CO2有利于细胞生物量的积累;而在BBM培养基中补充CO2更有利于驱动细胞高产脂肪酸和中性脂,其生物量是制备生物柴油的极好原料。     

有机碳源对单针藻细胞生长、油脂积累和光合作用的影响

研究不同有机碳源对单针藻(Monoraphidium sp.)细胞生长,油脂积累和光合作用的影响,探讨其细胞生长和油脂积累的最佳碳源浓度。结果表明单针藻具有利用有机碳源进行混合营养生长的能力,葡萄糖、蔗糖对其细胞生长、总脂含量和光合放氧速率具有明显的促进作用,甘氨酸能够促进细胞生长,但总脂含量下降,乙酸钠则表现为抑制作用;在BG-11培养基中加入5g/L葡萄糖后,细胞生物量、总脂产量和光合放氧速率分别为7.8、3.2g/L和240.3μmolO2·(mg·chla)-1·h-1,是同等光合自养条件下的5.6、8.0和1.3倍;单针藻细胞生长、总脂积累的最佳葡萄糖添加浓度为10g/L。     

基于高通量培养的胶球藻C-169生物量和油脂积累能力的快速评价

本研究利用CO_2培养箱内48孔板振荡光照培养专利设计的微藻高通量培养体系,结合细胞组学技术,系统评价了氮源和盐度梯度下胶球藻C-169细胞的生长速率、生物量浓度和油脂积累能力。结果表明,该培养体系的均一性和稳定性良好,可实现微藻的高通量及多处理培养。富氮培养基可显著提高胶球藻C-169的细胞生长速率和生物量浓度,缺氮培养基显著驱动了细胞积累中性脂。在含1/4氮的培养基中藻细胞的生物量浓度是4倍氮培养基中的25%,而中性脂含量(平均荧光强度表示)则高达后者的16倍以上。在0~15‰盐度范围内胶球藻C-169的生长状况良好且无显著差异(p0.05),15‰以上盐度藻细胞生长受到明显抑制。10‰盐度下中性脂含量(以平均荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05),说明该盐度有利于驱动细胞积累中性脂。     

产油微藻的分离筛选与鉴定

微藻所含的油脂是制备生物柴油的理想原料。为了筛选具有产油能力的微藻,作者从自然界水体中分离出8株微藻,对他们的生长特性和产油能力进行评价,旨在筛选出生长速度快、生物量高、油脂含量高的优良藻种。实验结果得到一种油脂产率较高的CC-B3藻株,它的总脂质量分数为36.30%,生物量达到2.43 g/L,油脂产率为62.9 mg/(L·d)。符合优良藻种的条件,是一株高效产油微藻。通过18s r DNA鉴定,该藻株为斜生栅藻(Scenedesmus obliquus),构建了该藻株的进化树。     

氮对纤维藻生长、油脂积累及营养吸收的影响

为研究氮源及氮浓度对一株淡水富油纤维藻(Ankistrodsemus sp.)生长、油脂积累及营养吸收的影响。以3N-BBM为基础培养基,采用单因素实验分别考察了尿素、氯化铵、硝酸钠及亚硝酸钠以及硝酸钠浓度对纤维藻生长、油脂积累及营养吸收的影响。结果表明:四种氮源对纤维藻生长和生物量影响较小,但对油脂积累影响较大。该藻在尿素中的生物量浓度最高(2.87g/L),在硝酸钠中的油脂含量(30.17%)和油脂产量(0.81g/L)最高。硝酸钠浓度为0.3mmol/L时,该藻较难存活,浓度为3.0mmol/L时其生长较差,但油脂含量(37.37%)和油脂产量(0.89g/L)最高;浓度在9.0~30.0mmol/L时,纤维藻生物量较高,但油脂含量和油脂产量较低。综合生物量和油脂含量考虑,该纤维藻最适生长和油脂积累的氮源为硝酸钠且最适浓度为3.0mmol/L。     

氮、磷浓度对小球藻生长及油脂积累的影响

含油微藻是非常有前景的生产生物柴油的材料,其生物量和油脂含量是决定其经济可行性的重要指标。培养基组成对含油微藻的生长与油脂积累具有重要影响。实验以采自青岛海域的一株海水小球藻为研究对象,在摇瓶中考察培养基氮源、磷源浓度对小球藻生长及其油脂积累的影响。结果表明:在一定范围内,增加氮源浓度能提高小球藻生长速率,但磷源对小球藻生长影响不明显;随着氮、磷源浓度的降低,小球藻总脂和中性脂含量均逐渐增大,氮源起的作用更加显著,在0.220mmol/L的低氮胁迫下获得了最高的细胞总脂含量,总脂占细胞干重的33.5%±0.3%。氮源浓度为0.441mmol/L时,小球藻的油脂产率最高,为(10.58±0.29)mg·L-1·d-1。培养基中低磷浓度有利于小球藻的油脂积累,但差别不明显。     

缺氮胁迫下生长素对普通小球藻生长及油脂积累的影响北大核心CSCD

以普通小球藻为研究对象,在氮缺乏条件下分别添加天然生长素吲哚乙酸(IAA)、人工合成生长素萘乙酸(NAA)及2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),研究了不同生长素添加量下普通小球藻的生长特征、油脂积累及藻油脂肪酸组成。结果表明:最佳的生长素添加量分别为IAA 1.0 mg/L、NAA 2.5 mg/L、2,4-D 1.0 mg/L;在IAA、NAA、2,4-D最佳添加量下,普通小球藻最高生物量分别为158、159、164 mg/L,是单一缺氮(ND)培养下生物量的1.27、1.28、1.32倍,与整个培养周期前8 d正常培养(BG11)下的微藻生物量相比无显著性差异,生长素有效抵消了缺氮胁迫对生物量的负面影响;在IAA、NAA、2,4-D最佳添加量下,普通小球藻最大总脂含量分别是BG11培养条件下的1.72、1.64、1.74倍,最大总脂产量分别为61.38、58.83、64.22 mg/L,是BG11组的1.49、1.43、1.56倍,而ND组最大总脂产量低于BG11组;在最佳生长素添加量下,普通小球藻细胞内最大甘油三酯含量分别为27.97%、25.66%、33.21%,最大甘油三酯产量分别为44.19、40.80、54.46 mg/L,均明显高于BG11组;C16~C20脂肪酸成分分别占总脂肪酸的71.99%、73.75%、84.81%。研究表明,缺氮胁迫下3种生长素对普通小球藻生长及油脂合成具有明显促进作用,其中2,4-D效果最佳。     

培养基、光照强度和初始氮浓度对克里藻生长及生物活性代谢产物积累的影响

为利用克里藻JNU41高效生产油脂、亚油酸和叶黄素等重要代谢产物,对其进行培养条件的优化及代谢产物积累的评估。采用改良的BG-11(mBG-11)和BBM(mBBM)培养基,设置3组光照强度[单侧100μmol/(m²·s)、单侧300μmol/(m²·s)和双侧300μmol/(m²·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15、18 mmol/L)对克里藻JNU41进行培养,并测定其生长曲线、生化组成、总脂产率、脂肪酸组成及叶黄素含量。结果表明：克里藻JNU41在mBBM培养基、双侧光照强度300μmol/(m²·s)、初始氮浓度6 mmol/L条件下,生物量和总脂产率最高,分别为8.38 g/L和281.71mg/(L·d);在mBG-11培养基、双侧光照强度300μmol/(m²·s)、初始氮浓度3 mmol/L条件下,总脂和总脂肪酸含量最高,分别为55.12%和47.10%。克里藻JNU41主要脂肪酸组成为棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中亚油酸含量最高,亚油酸最高...     

甜菜碱对单针藻Monoraphidium sp.QLY-1油脂积累的影响

为提高单针藻Monoraphidium sp.QLY-1的生物量和油脂产量,本文结合两阶段策略,即异养-光诱导培养方法,研究甜菜碱(GB)对单针藻QLY-1生长和油脂积累的影响。结果表明,异养、自养的微藻生物量分别为(5.54±0.22)、(0.878±0.12)g/L,且异养比自养提高了5.3倍。此外,在光胁迫下,添加5 mmol/L甜菜碱时可有效提高微藻的油脂含量,其油脂含量(47.37%±2.93%)相比对照(36.68%±1.34%)提高了0.29倍(p0.05)。进一步的研究表明,与对照相比,添加5 mmol/L甜菜碱时,藻细胞中性脂增加了12.83%±0.75%,对藻细胞内脂肪酸组成无显著性影响。研究表明,甜菜碱作为一种外源诱导子可有效促进微藻细胞中油脂积累,甜菜碱结合两阶段法可作为促进微藻细胞油脂积累的另一策略。     

淡紫拟青霉TD16促进雨生红球藻生长和油脂合成的研究

为提高雨生红球藻生物量和油脂产率,将浓度分别为1×107个/m L和1. 36×107个/m L的雨生红球藻与淡紫拟青霉TD16以不同比例混合培养,确定5∶1为最佳藻菌接种体积比。雨生红球藻与淡紫拟青霉TD16混合培养与雨生红球藻单独培养相比:生物量(0. 92 g/L)和平均生长速率(62. 30 mg/(L·d))分别提高24. 32%和31. 66%,倍增时间由4. 26 d缩短至3. 24 d;油脂产率(184. 91 mg/L)和平均合成速率(13. 21 mg/(L·d))分别提高45. 59%和45. 64%,脂肪酸组成中C16∶0和C18∶1分别上升20. 56%和19. 27%;最高叶绿素a和虾青素质量浓度达到3. 89 mg/L和4. 37 mg/L,分别提高20. 81%和35. 71%。说明淡紫拟青霉TD16与雨生红球藻混合培养能够促进雨生红球藻的生长,提高油脂产率。     

高产油小球藻的低温等离子体诱变育种

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象进行低温等离子体诱变,测定培养期间小球藻的生物量、总脂含量及脂肪酸组成等指标,旨在筛选获得生长速度快、油脂含量高的小球藻突变株。结果表明:诱变筛选得到3株油脂含量高的藻株,其中诱变株M1的总脂含量、中性脂含量、总脂产率及中性脂产率分别为37. 28%、19. 12%、8. 20 mg/(L·d)和4. 21 mg/(L·d),较野生株分别提高了103. 5%、133. 5%、163. 7%和202. 9%; M1的生物量和蛋白质含量也有一定程度的提高; M1藻细胞油脂中的MUFA和PUFA含量分别为44. 0%和19. 8%,较野生株分别提高了23. 6%和32. 9%,作为生物柴油指标的十八烯酸C18∶1含量也较野生株提高了64. 9%。     

产油脂小球藻的筛选及其培养基的研究

从7株不同的小球藻中筛选到1株油脂产率较高的普通小球藻C.vulgaris No.1,研究了含氮量不同的培养基对其生长和油脂积累的影响,并用气相色谱法分析其脂肪酸组成.结果表明,高氮培养基有利于C vulgaris No.1的生长,生物量达到1.231 g/L.高氮培养基中的油脂产率最高,达到0.255 g/L,为低氮培养基中的油脂产率的2倍;SE培养基中C.vulgaris No.1的油脂积累也高于低氮培养基.气相色谱分析小球藻主要含十六碳脂肪酸和十八碳脂肪酸,总不饱和脂肪酸含量达80%左右,脂肪酸组成与植物油相似,可作为生产生物柴油的原料.     

深黄被孢霉产脂的研究

深黄被孢霉在限制氮源的情况下培养,其生物量得到了显著提高,达到35.9 g/L,葡萄糖利用率也大大增加,甚至培养基中葡萄糖起始浓度可以达到100 g/L。氮源耗尽后,菌体中重要的脂肪酸得到积累,其油脂含量为50%~55%,微生物油脂产量为18.0 g/L产脂培养基。每消耗1 g葡萄糖,总的生物量增加0.34 g,干菌体中的油脂含量增加0.17 g。油脂中的γ-亚麻酸含量为3.5%左右,即16~19 mg/g干菌体,最多的甚至可以达到0.801 g/L发酵培养基。     

户外环境条件下三角褐指藻生长和积累脂肪酸的条件优化

微藻的脂肪酸含量与其应用价值有直接关系,而环境因素对微藻脂肪酸含量有着显著影响。本文以细胞密度、干重浓度、脂肪酸含量等为评价指标,研究了户外跑道池系统中不同盐度(20‰、25‰和30‰)、p H值(7.5、8.0和8.5)、氮源种类(尿素和碳酸氢铵)等环境因素下三角褐指藻户外生长、脂肪酸积累的规律。结果表明,随着培养基盐度的升高,三角褐指藻的增长速率变缓,在20‰盐度条件下获得最大生物量177.78 mg/L;在30‰盐度条件下获得最大脂肪酸含量123.99 mg/g;p H值8.0条件下,三角褐指藻生物量浓度及脂肪酸含量均达到最大值(166.39 mg/L和145.92 mg/g),而在p H值7.5条件下,三角褐指藻的生长受到抑制。尿素作为氮源较碳酸氢铵更有利于三角褐指藻的生长,最终生物量为150.83 mg/L,但以碳酸氢铵为氮源条件下,更利于脂肪酸的积累,脂肪酸含量达到169.72 mg/g。因此,户外跑道池中的最适培养条件为盐度20‰、p H值8.0、尿素为氮源。     

培养条件对丝状微藻克里藻生长与亚油酸合成的影响

为开发亚油酸生产新资源,对筛选获得的一株丝状微藻克里藻,考察培养基氮浓度、培养基磷浓度、光强、培养温度和环境pH对其生长、氮消耗、油脂含量和油脂脂肪酸组成的影响。结果表明：培养基氮浓度对克里藻生长没有明显影响,但高氮不利于油脂和不饱和脂肪酸的合成;培养基磷浓度过低会抑制细胞生长,过高对细胞有毒害作用;适当提高光强有利于细胞生长,但对细胞内油脂含量影响不大,低光强培养有利于亚油酸等不饱和脂肪酸的合成;培养温度对克里藻生长与油脂积累影响不大,低温培养有利于亚油酸的合成;环境pH对细胞生长、油脂积累和亚油酸合成影响明显,pH 6.0～7.5的弱酸-中性条件下细胞生长最快,油脂含量更高;控制初始氮浓度3～6 mmol/L、磷浓度0.115～0.230 mmol/L、光强100～300μmol/(m²·s)、培养温度15～30℃、环境pH 7.5左右,克里藻细胞可积累42%左右的油脂,油脂中亚油酸含量在65%～75%。综上,丝状微藻克里藻是一种有潜力的亚油酸生产新资源。