不同输入电压等离子体诱变对双对栅藻生长、光合性能及油脂积累的影响北大核心CSCD

在不同输入电压条件下产生等离子体对双对栅藻进行诱变,并在140 V条件下筛选出3株优势突变藻株(T-2,T-5,T-6)。通过测定培养期间突变株与原始株的生物量、光合性能参数、油脂积累等指标,探究等离子体诱变条件对双对栅藻油脂积累的影响。结果表明:最佳突变株T-5培养35 d的生物量、甘油三酯产量、总脂含量、总脂产率分别为764.1 mg/L、263.0 mg/L、38.2%、8.3 mg/(L·d),分别较原始株提高了13.6%、58.9%、47.5%、66.0%;T-5突变株的叶绿素a和类胡萝卜素含量增加,使突变株保持良好的光合作用;但T-5突变株的蛋白质含量较原始株下降了24.4%,说明突变株在培养后期以消耗蛋白质为代价以促进油脂的积累。     

利用流式细胞仪筛选紫外诱变高含油小球藻

为筛选得到高含油的小球藻藻株,对若夫小球藻(Chlorella zofingensis)进行紫外诱变,尼罗红染色后再利用流式细胞仪对高含油藻株进行筛选。结果表明:紫外诱变40 min后,经流式细胞仪筛选,分选出的90%的突变藻株总脂含量都高于野生对照株。最终筛选到的藻株S16经培养总脂产量达到2.4 g/L,比野生对照株提高了50%。     

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。     

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。     

4种富油微藻产业化应用前景比较研究

为了筛选具有产业化应用前景的富油微藻,以实验室保藏的4株淡水和海洋微藻为研究对象,在室外自然条件下利用光径为3 cm和5 cm板式光生物反应器通气分批培养,通过测定微藻培养物的生物量和总脂含量等指标,从中筛选生长速度快、生物量和总脂含量高的微藻。结果表明:4株微藻的生物量产率和总脂含量分别在0.099 g/(L·d)~0.201 g/(L·d)和20.4%dw~40.1%dw(%Dry weight)之间,分别是眼点拟微绿球藻(Nannochloropsisoculata)[0.201 g/(L·d),40.1%dw]、荒漠栅列藻(Scenedesmusdeserticola)[0.099 g/(L·d),30.8%dw]、双形栅藻(Scenedesmusdimorphus)[0.142 g/(L·d),20.4%dw]、若夫小球藻(Chlorallazofingensis)[0.155 g/(L·d),29.3%dw],其中最具产业化潜力的微藻为眼点拟微绿球藻(Nannochloropsisoculata),其总脂产量和单位体积总脂产率分别为1.409 g/L和108.353 mg/(L·d),其中二十碳五烯酸(EPA)含量占干重含量的7.2%,是较优的EPA生产原料。     

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。     

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。     

氮、磷对单针藻异养生长与油脂合成的影响

在异养条件下,应用Andrew方程考察了氮、磷营养盐对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10生长的影响,并研究了氮、磷营养盐对单针藻油脂含量的影响。结果表明,磷的半饱和常数(KS,P)小于氮的半饱和常数(KS,N),说明磷对单针藻生长的影响大于氮。此外,在NaNO3质量浓度为1 g/L时,生物量产率(253.77 mg/(L·d))、油脂产率(110.36 mg/(L·d))、油脂含量(43.49%)达到最大值;在K2HPO4质量浓度为0.1 g/L时,生物量产率(323.54 mg/(L·d))、油脂产率(136.83 mg/(L·d))、油脂含量(42.29%)达到最大值。并且在氮、磷缺乏的情况下,油脂含量相对较高。     

产油微藻的筛选及油脂含量测定

为了促进微藻领域研究和微藻生物燃料的生产,从潍坊地区多种生境中分离、筛选产油微藻,并对产油微藻生长情况和油脂积累情况进行研究。结果表明:共分离出49株微藻,其中产油微藻19株;产油微藻的生物量为1.39~6.36 g/L,油脂含量为11.16%~45.62%;6株油脂产率大于90mg/(L·d)微藻在培养的12~15 d产油能力最高,6株微藻最佳收获时间在培养后的14 d。     

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。     

共培养微藻Monoraphidium sp. FXY-10 与Chlorella sp. U4341提高油脂产率与沉降率

采用共培养技术,在异养条件下培养微藻Chlorella sp.U4341和Monoraphidium sp.FXY-10,提高两株微藻共培养的油脂产率;通过共培养方式促进微藻细胞的自絮凝,加速微藻细胞的沉降,以期降低微藻生物量的采收成本。结果表明:微藻Chlorella sp.U4341与Monoraphidium sp.FXY-10单独培养的油脂产率分别为272.07、268.54 mg/(L·d),而两株微藻共培养的油脂产率提高到315.60 mg/(L·d);两株微藻共培养后,自然沉降5 h,微藻细胞沉降率高于90%,远高于单独培养条件下的沉降率。因此,微藻的共培养技术有望成为解决微藻油脂产率低、采收成本高两大瓶颈问题的解决方案。     

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。     

不同培养条件对缺刻叶球藻的生长和油脂、花生四烯酸积累的影响

为了提高缺刻叶球藻的花生四烯酸(AA)产量,分别研究了不同光强、初始氮浓度及更换培养基的方式对缺刻叶球藻的生长和油脂、AA积累的影响。结果表明:同等光强下,高氮条件更有利于生物量的积累,但总脂含量和AA含量较低。在双侧高光的基础上更换培养基后,最高生物量增至7.36 g/L(高氮换高氮),最高总脂含量和AA含量分别达到47.74%和6.18%(低氮换无氮)。对比发现,高氮换高氮最有利于缺刻叶球藻的生长,但AA产率相对低,仅为7.0 mg/(L·d),而高氮换无氮、低氮换低氮、低氮换无氮3种更换方式均能提高AA产率,产率分别为14.0、15.3、17.0 mg/(L·d)。研究表明,缺刻叶球藻是生产AA的潜力藻株。     

利用UV和EMS诱变选育高产油微藻藻株的研究

分别采用不同剂量的紫外线(UV)和甲基磺酸乙酯(EMS)诱变2种真眼点藻(波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem)和魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri)),以氯霉素、红霉素、硫酸新霉素、硫酸卡那霉素为抗性筛选剂,利用抗生素最小致死浓度法筛选出抗性突变株.使用改良的BG-11培养基对反复筛选所获得的抗性突变株进行固、液培养,并以生物量干重、干藻粉的总脂含量、单位体积总脂含量、单位体积总脂产率为评价指标对抗性突变株的优劣进行评价.结果获得2株具稳定遗传特性、生长速度快、单位体积总脂产率高和具生产潜力的优良突变株.     

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。     

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。     

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。     

利用胞内核磁共振法快速筛选高产DHA裂殖壶菌的研究

采用化学试剂亚硝基胍和紫外结合的方式对生产用裂殖壶菌进行诱变。通过核磁共振法快速原位检测约三百个突变株的胞内油脂含量和DHA占总脂肪酸比例,综合考虑两个指标,筛选出性状较优良的10余个突变株。通过进一步对其各项指标的仔细检测,最终筛选得到一株DHA高产突变菌株。突变株生物量较野生菌株没有变化,油脂含量为68%,DHA占总油脂比例57%,比出发菌株分别提高17%和14%,该突变菌株被命名为Aurantiochytrium sp.KYX-01,其性状优异,非常适合工业化生产DHA油脂。     

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。     

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.