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%。     

基因组改组快速提高日本小球藻脂肪产量

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。     

雨生红球藻等离子诱变及高产藻株的筛选

目的通过等离子体诱变筛选获得高产虾青素的雨生红球藻突变株。方法将常压室温等离子体应(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)用于雨生红球藻的诱变育种处理。ARTP在常温下以输入功率100 W、处理距离2mm、气体流速10 L/min处理雨生红球藻40s,雨生红球藻的致死率达90%以上。在此条件下获得诱变株后,以虾青素合成抑制剂作为筛选剂,成功筛选获得一株虾青素高产藻株M45。结果该突变株的生物量和生长速率分别较出发株提高了6.45%和8.57%。突变株M45的虾青素含量达3.1%,较出发株提高了51.96%;虾青素产量为71.92 mg/L,相比于出发株提高了61.73%,且遗传稳定性实验表明,M45生产性能稳定。结论经等离子体诱变获得的突变株M45虾青素含量高,生产性能稳定,具有一定的工业应用前景,等离子体诱变方法适用于雨生红球藻的育种。     

两种复合诱变方法选育掷孢酵母高产油脂菌株

以掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)As.2.618为原始菌株,进行紫外-亚硝基胍和紫外-硫酸二乙酯两种复合诱变筛选,以获得高产油脂菌株。采用紫外-亚硝基胍复合诱变及马来酰肼初筛,突变株UV-NTG-2经摇瓶发酵复筛,生物量、油脂含量、油脂产量分别为39.01 g/L、19.83%、7.74 g/L,较原始菌株分别提高了42.42%、52.30%、116.81%。采用紫外-硫酸二乙酯复合诱变,经浅蓝菌素初筛及摇瓶复筛,突变株UV-DES-2的生物量、油脂含量、油脂产量分别为38.96g/L、20.80%、8.10 g/L,较原始菌株分别提高了42.24%、59.75%、126.89%。诱变菌株的油脂脂肪酸组成中C18∶1的相对含量较原始菌株分别提高了11.88个百分点和6.69个百分点,且C20∶1的含量降低,说明突变菌株油脂的流动性较原始菌株有所提高。经5次连续传代表明,诱变菌株遗传性状稳定。     

3种不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响

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。     

新疆沙漠高脂微藻的筛选

为从新疆沙漠中筛选高脂微藻,对新疆古尔班通古特沙漠和塔克拉玛干沙漠分离鉴定的12株微藻在初始接种量一致和相同培养条件下,对其收获并冷冻干燥,测定生物量与总脂含量。结果表明:TLD2A1、TLD7B-5、GTD3a-5 3株微藻生物量比较大,依次为650、600、580 mg/L;微藻藻株GTD3a-5总脂含量最高,达33.2%;脂肪酸组成分析可知GTD3a-5油脂富含C16、C17和C18系脂肪酸。以总脂收获量为综合评价指标对12株微藻进行分析,确定藻株GTD3a-5为一株具有产油潜力的微藻藻株。     

培养条件对湛江等鞭金藻生长和油脂产率的影响

为提高微藻油脂产率和优化培养条件,以湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)为研究对象,探讨了营养方式、光强和NaNO_3浓度对微藻生长和产物积累的影响以及培养过程中氮消耗与微藻生长间的关系。结果表明,湛江等鞭金藻生长越快,对氮的吸收越多,兼养较光自养和光异养消耗更多的氮以满足生长需要。充足的氮源和兼养培养条件下,蛋白质积累较多;氮浓度和光强较低条件下,油脂积累较多。光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为75 mg/L、光异养条件下油脂含量最高为46%,生物量质量浓度为0. 46 g/L;光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为750 mg/L、兼养培养时生物量质量浓度最高为2. 20 g/L,油脂含量为32. 77%。综合考虑油脂产率和节约成本等因素,湛江等鞭金藻最高油脂产率80. 06 mg/(L·d),在光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为375 mg/L、兼养培养条件下获得,此时多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量也较高(30. 82%),因此是生产微藻油脂的合适条件。     

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、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.     

常压室温等离子体诱变粘红酵母筛选高产油脂菌株及发酵条件优化

以粘红酵母(Rhodotorula glutinis)为出发菌株,采用常压室温等离子体对其进行诱变。得到最佳诱变条件为120 W功率下处理60 s,致死率达90%。诱变后,采用苏丹黑B染色法筛选出1株高产油脂突变株LA1,与出发菌株相比较,其油脂产量、油脂含量分别较出发菌株提高了17.59%和46.08%。对LA1发酵培养条件进行优化,得到最佳条件为初始葡萄糖质量浓度70 g/L,氮源为(NH4)2SO4,C/N值53。在最佳发酵条件下,LA1的油脂产量、生物量、油脂含量及油脂得率较优化前分别提高了123.9%、56.6%、43.0%和43.5%,其油脂脂肪酸组成与植物油相近。     

高产二十二碳六烯酸隐甲藻的选育及其发酵条件研究

利用亚硝基胍对隐甲藻ATCC30556进行诱变处理,通过30℃高温培养初筛及摇瓶发酵复筛,得到二十二碳六烯酸(DHA)产量稳定提高的突变株LS1057,其DHA占总脂肪酸的含量从出发株的25.78%提高到32.02%。研究摇瓶发酵条件对突变株发酵的影响,结果表明：在初始pH6.5、温度26℃、转速150r/min的发酵条件下培养216h后,其生物量、总油脂产量及DHA产量分别达到14.06、3.14g/L和1.057g/L,分别比出发藻株提高了21.31%、69.73%和121.59%。     

常压室温等离子体诱变选育乳酸乙酯酯化酶高产菌株

通过比较不同菌种麸曲酯化酶合成乳酸乙酯的能力,筛选适用于白酒生产的乳酸乙酯酯化酶高产菌株。利用常压室温等离子（ARTP）诱变对出发菌株进行诱变,结合三丁酸甘油酯平板透明圈法初筛,液态产酯化酶的二级快速筛选,结合固态培养产酶的三级筛选,获得一株乳酸乙酯酯化酶高产突变株黑曲霉（Aspergillus niger）T206。在液态产酶最佳条件下其乳酸乙酯合成量由出发黑曲霉T103的430.15 mg/L提高到530.18 mg/L,提高了23.56%,固态产酶最佳条件下由出发菌的727.88 mg/L提高到了892.15 mg/L,提高了22.71%。经5代传代培养,产酶性能稳定。     

UV、LiCl复合诱变深黄被孢霉选育γ-亚麻酸突变株

以深黄被孢霉（Mortierella isabellina）AS3．3410为出发菌株，经UV、LiCl复合诱变处理，随机筛选后复筛，最终获得一株突变株SHFU-13。其种子发酵2d，摇瓶发酵8d时，生物量和总脂量分别达21．66、12．65g/L，在同等条件下比出发菌株分别提高了8．84％和36．61％。气相色谱分析其油脂组成，γ-亚麻酸含量为6．39％，产量为0．81g／L，产量较对照样提高44．64％。连续传代多次，其产量性状无显著变化。     

海洋红球菌分离鉴定及其产油脂和色素的研究

该研究从海洋环境中分离到一株橙黄色细菌,编号TH-22,经形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析鉴定,该菌归属于赤红球菌（Rhodococcus ruber）。通过单因素实验确定菌株TH-22的培养条件,并初步研究其利用多种糖类物质产油脂和色素的潜力。结果表明,在10 g/L葡萄糖作为碳源、培养温度35 ℃、摇床转速150 r/min、初始pH为7.5和NaCl含量为1%的条件下发酵5 d,油脂和色素的产量最高,分别为（2.87±0.15） g/L和（3.89±0.28） mg/L。菌株TH-22能够利用多种糖类物质产油脂和色素,为进一步开发研究红球菌利用木质纤维素等生物质资源提供科学依据。     

布那迪栅藻异养培养条件的优化和生化组成含量分析

研究了布那迪栅藻(Scenedesmus bernardii)异养培养条件及不同碳源、氮源对其生化组成的影响。结果表明:异养培养时所需的最佳碳源为葡萄糖,其最适质量浓度为50.0 g/L;最佳氮源为酵母提取物,其最适质量浓度为2.7 g/L;摇瓶培养时所获得的最大生物量达24.8 g/L。布那迪栅藻异养培养时细胞内主要积累碳水化合物,其含量达到细胞干重的58.2%,最高产率为1.05 g/(L·d);其次积累总脂,含量为细胞干重的30.9%,最高产率为0.64 g/(L·d)。     

Effect of Culture Variables on Mycelial Arachidonic acid Production by Mortierella alpina

Effect of culture conditions on biomass, lipid, and arachidonic acid production was investigated in the oleaginous fungus Mortierella alpina CBS 528.72 under shake flask conditions. Several factors have been found to affect the biomass buildup and lipogenesis in this fungus, complicated by the fact that different strains demonstrate varying optimization conditions. Growth, lipid accumulation, and arachidonic acid production in the strain investigated were influenced by media, pH, temperature, carbon source, nitrogen source, etc. The results indicated that the most effective medium for growth and arachidonic acid production was glucose yeast extract medium. The optimum pH and temperature were found to be 6.5 and 28°C, respectively. On the same weight basis, glucose was the most efficient carbon source for biomass and lipid production in this fungal strain which yielded 6.8 g/L dry biomass and 40.2% (w/w) total lipid after 7 days of cultivation. Maximum arachidonic acid (ARA) production of 40.41% achieved in rhamnose-containing media was not concomitant with higher biomass and lipid yields. Efficacy of organic carbon sources, viz, yeast extract and peptone over inorganic sources like sodium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride, etc, was established in the present study. M. alpina CBS 528.72 grown in peptone acquired the highest lipid content (42.0% (w/w)). However, the ARA content (28.74%) proved to be significantly less than that grown in yeast extract (35.28%). Furthermore, it was found that the biomass and ARA production declined drastically in a medium with vegetable oils as the sole carbon source but triggered the lipogenic pathway leading to higher accumulation of total lipids. Under the ideal conditions mentioned above, the maximum biomass, total lipid, and arachidonic acid production were 6.8 g/L, 41.6%, and 35.28% total fatty acid, respectively, in shake flask system.     

营养强化混养条件下提高色绿藻生物量和虾青素产量

本研究在混养条件下,系统地比较了葡萄糖浓度、氮源种类以及不同碳氮比对色绿藻生物量和虾青素产率的作用规律。目的是在短时间内达到最高生物量同时获得较高含量的虾青素,为建立色绿藻高密度快速扩种和诱导积累虾青素应用技术提供科学依据。研究结果表明:在混养条件下,当葡萄糖浓度一定时,硝酸钠是细胞生长所需的最优氮源,6 d可达到最高生物量浓度9.23 g/L,平均比生长速率为0.24/d,虾青素产量为12.38 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例高达46.94%。至于不同碳氮比、葡萄糖浓度对色绿藻生物量和虾青素生产的影响,当葡萄糖浓度为30 g/L、C/N比为34为细胞生长的最优条件,生物量浓度最高为11.28 g/L,平均比生长速率高达0.32/d;虾青素含量显著优于其他组(p0.05),虾青素的产量为21.77 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例进一步提高到52.71%。本研究结果对于色绿藻高密度快速生长并积累大量虾青素的放大技术开发具有重要的指导意义。     

气生微藻Heveochlorella sp. Yu作为生物柴油生产原料的特性研究北大核心CSCD

为了拓展生物柴油原料来源,以气生微藻Heveochlorella sp. Yu为研究对象,通过测定其生长曲线、生物量、油脂产率、沉降率等,对其作为生物柴油生产原料的特性进行研究。结果表明,培养后气生微藻Heveochlorella sp. Yu的生物量为4.14 g/L,油脂含量为39.43%,油脂产率为181.38 mg/(L·d),2 h的自然沉降率为65.28%(可大幅浓缩水体,降低微藻的采收成本)。此外,该微藻能够产生γ-氨基丁酸(GABA),含量为9.50 mg/g。气生微藻Heveochlorella sp. Yu具有成为生物柴油原料的潜力,具有微藻油脂的开发价值。     

促进黄丝藻储能物质高效富集的氮调控策略

为了促进黄丝藻胞内储能物质的高效积累，研究了不同氮形态(NO^-₃、Urea和NH⁺₄)及初始氮浓度(1、3、6、9、18 mmol/L)对黄丝藻生长、碳水化合物和总脂积累的影响，在此基础上建立了基于氮调控促进黄丝藻生物量和储能物质同步高效积累的“低氮(初始氮浓度3 mmol/L)转高氮(初始氮浓度18 mmol/L)”两步法培养策略，并对两步法培养策略的培养时间进行优化。结果表明：与Urea和NH⁺₄比较，黄丝藻更倾向于利用NO^-₃,分别在3 mmol/L和18 mmol/L条件下获得最高生物量(3.69 g/L)和总脂含量(57.3%);在“低氮转高氮”两步法培养中，低氮培养时间6 d转高氮培养12 d可显著提高黄丝藻胞内储能物质的积累，储能物质产率最高，达到274.26 mg/(L·d),其中生物量、总脂产率和碳水化合物产率分别为6.37 g/L、152.92 mg/(L·d)和121.35 mg/(L·d)...     

Squalene lipotoxicity in a lipid droplet-less yeast mutant is linked to plasma membrane dysfunction

Squalene is a naturally occurring triterpene with wide industrial applications. Due to limited natural resources, production of this valuable lipid in yeast is of high commercial relevance. Typically low levels of squalene in yeast can be significantly increased by specific cultivation conditions or genetic modifications. Under normal conditions, excess squalene is stored in lipid droplets (LD), while in a Saccharomyces cerevisiae mutant unable to form LD it is distributed to cellular membranes. We present here the evidence that squalene accumulation in this LD-less mutant treated with squalene monooxygenase inhibitor terbinafine induces growth defects and loss of viability. We show that plasma membrane malfunction is involved in squalene toxicity. We have found that subinhibitory concentrations of terbinafine increased the sensitivity of LD-less mutant to several membrane-active substances. Furthermore, squalene accumulation in terbinafine-treated LD-less cells disturbed the maintenance of membrane potential and increased plasma membrane permeability to rhodamine 6G. LD-less cells treated with terbinafine showed also high sensitivity to osmotic stress. To confirm the causal relationship between squalene accumulation, loss of viability and impaired plasma membrane functions we treated LD-less cells simultaneously with terbinafine and squalene synthase inhibitor zaragozic acid. Reduction of squalene levels by zaragozic acid improved cell growth and viability and decreased plasma membrane permeability to rhodamine 6G in terbinafine-treated LD-less cells. Our results support the hypothesis that plasma membrane malfunction is involved in the mechanisms of squalene lipotoxicity in yeast cells with defective lipid storage.