黄腐酸对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10油脂积累及me、pepc、accD基因表达量的影响

研究了黄腐酸对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10生长、油脂含量、活性氧(ROS)水平及与油脂合成相关基因表达的影响。采用两阶段培养方法(第一阶段异养培养,第二阶段自养培养),并添加黄腐酸诱导。结果表明:在25 mg/L黄腐酸诱导下,6 d时藻细胞中油脂含量可达54.3%,是对照组的1.12倍,藻细胞内活性氧水平是对照组的1.46倍。此外,油脂合成相关酶基因与油脂合成存在相关性,黄腐酸诱导下,me、acc D、pepc基因表达量分别是对照组的1.32倍(4 d)、1.67倍(4 d)及1.71倍(6 d)。研究表明,黄腐酸提高油脂积累可能与活性氧水平及基因表达有关。     

基于微藻的废水处理及油脂积累研究进展

水资源危机和对环境污染的担忧推动了传统废水处理工艺的升级。微藻可大量积累油脂等高附加值次级代谢产物,而微藻在废水中培养,可同时满足获取微藻生物质和废水处理的需求。综述了微藻培养与废水处理相结合的特点,阐述了微藻废水处理工艺,包括光生物反应器、生物膜-光生物反应器、微藻-细菌共培养、微藻型微生物燃料电池以及耦合植物生长调节剂,对提高废水中微藻生物活性、产油能力和废水处理效率的作用。鉴于废水组成的复杂性和微藻的适应性,还需创新废水微藻培养工艺与技术以实现更高的废水生物修复效率和微藻高附加值产物产率。     

黄腐酸对Haematococcus pluvialis LUGU虾青素积累和lcy基因表达量的影响

雨生红球藻是虾青素的主要来源,为探明黄腐酸(FA)对雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU的影响,将不同质量浓度的FA添加至对数生长期的藻液中置于胁迫条件下培养,并分别对细胞生物量浓度、虾青素积累质量浓度以及番茄红素β-环化酶(lcy)基因表达量进行了测定。结果表明,黄腐酸质量浓度为10 mg/L,藻细胞的生物量产率达到最大80.28 mg/(L·d),比对照组提高5.44%;而虾青素最大质量浓度为20.82 mg/L,是在FA质量浓度为5 mg/L时测得,比对照组提高了86.89%。RT-PCR分析显示,虾青素合成的关键基因lcy的表达受FA的影响,当添加5 mg/L和10 mg/L的黄腐酸时lcy基因最大的表达量分别为对照的1.2倍和0.7倍。实验证明FA诱导下的雨生红球藻虾青素的积累含量和lcy基因表达量呈正相关。     

外源褪黑素对缺氮胁迫下单针藻Monoraphidium sp. QLY-1中油脂合成的影响

以单针藻Monoraphidium sp. QLY-1为研究对象,研究了外源褪黑素(MT)对缺氮条件下单针藻生物量、油脂含量、碳水化合物及蛋白质含量、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量以及3种主要抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的影响。结果表明:在外源MT的处理下,藻细胞中油脂含量是对照组的1. 22倍,最高达到51. 38%;蛋白质和碳水化合物含量分别从20. 82%和37. 69%下降到14. 73%和25. 24%;此外,MT的添加降低了藻细胞内ROS和MDA的含量,上调了3种抗氧化酶活性,从而缓解了藻细胞在缺氮条件下导致的氧化性损伤。说明外源MT在缺氮条件下进一步促进单针藻中油脂的积累与调控ROS含量以及抗氧化酶活性有关,为提高微藻中油脂的合成提供了一种新的策略。     

褪黑素调控缺氮胁迫下单针藻中油脂积累的影响

研究缺氮条件下外源添加褪黑素(melatonin,MT)对单针藻Monoraphidium sp. QLY-1中油脂积累及相关基因表达水平的影响。结果表明,缺氮胁迫联合MT诱导,微藻的生物量比对照组(0. 89 g/L)提高了1. 12倍;油脂含量提高了1. 22倍,且最高可达51. 8%。此外,外源MT上调了rbcL和accD的表达水平及内源信号分子赤霉素(gibberellic acid,GA)的含量,同时下调pepc表达水平并抑制脱落酸(abscisic acid,ABA)的合成。研究表明,在缺氮胁迫条件下,微藻中油脂的大量积累可能与MT调控细胞内信号分子及相关酶基因的表达有关。     

抗氧化剂耦合非生物胁迫调控微藻油脂和类胡萝卜素合成的研究进展北大核心CSCD

微藻代谢物产率低的问题制约了微藻的产业化发展,近年来利用抗氧化剂耦合非生物胁迫成为有效解决微藻代谢物产率低的方法之一。为了对微藻在非生物胁迫条件下高效合成油脂和类胡萝卜素提供新的思路,综述了抗氧化剂耦合非生物胁迫调控微藻合成油脂和类胡萝卜素的研究进展,并进一步分析了抗氧化剂调控次级代谢产物合成和微藻细胞抗性的作用机制。抗氧化剂可通过调控微藻细胞内氧化还原平衡、信号转导和相关基因的转录水平,维持微藻生长,促进代谢产物的积累,并缓解氧化损伤。     

胁迫条件下褪黑素诱导雨生红球藻虾青素合成

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)在胁迫条件下可大量积累虾青素,已成为天然虾青素的主要来源。通过解析外源褪黑素(Melatonin,MLT)调控雨生红球藻在缺氮联合高光照胁迫条件下的防御效应,以期建立虾青素高效合成的技术体系。结果表明,胁迫条件下外源MLT的诱导显著促进了虾青素的积累,最高质量分数达到32.37 mg/g,较对照组增加了2.25倍。此外,外源MLT提高了胞内NO和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的含量,同时上调了虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平。研究表明,外源MLT诱导高光缺氮胁迫下雨生红球藻中虾青素的高效合成可能与MLT调控藻细胞内的NO、MAPK含量和虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平相关。     

褪黑素诱导糖蜜废醪液培养单针藻Monoraphidium sp.FXY-10 产生物燃料

研究褪黑素对糖蜜酒精废醪液中单针藻Monoraphidium sp. FXY-10生长和油脂积累的影响。结果表明，以糖蜜酒精废醪液为基础培养基，添加10^-3μmol/L的褪黑素，微藻中的油脂含量达到68.69%，是对照组的1.15倍，且最高生物量为1.22g/L，相比对照组提高了41.86 %。与对照组相比，藻细胞内蛋白质和碳水化合物含量分别是对照组的0.61和1.41倍。在微藻培养过程中，糖蜜废醪液中的COD、总氮及总磷的清除率分别达到92.33%、90.07%和86.04%。此外，外源褪黑素的添加提高了乙酰辅酶A羧化酶（acetyl coenzyme A carboxylase，ACCase）、苹果酸酶（malic enzyme，ME）的活性，而降低了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）的活性。初步技术经济分析表明，1kg单针藻Monoraphidium sp. FXY-10的干燥粉可以制备535.8g生物柴油。研究表明，褪黑素可以促进糖蜜酒精废醪液中微藻的生长和油脂的积累，降低培养成本，为微藻扩大化生产提供了新的理论基础。     

微藻碳水化合物生产生物燃料的研究进展

化石能源的不可再生性和使用过程中造成的环境污染使开发新能源变得非常迫切。微藻因为生长速度快,固定二氧化碳能力强,碳水化合物积累量高,近年来成为生物燃料生产的研究热点。微藻碳水化合物制备生物燃料极具潜力,但规模化培养为制约其发展的瓶颈。本文总结了微藻碳水化合物的组成及代谢,介绍了微藻碳水化合物的酶水解、化学和超声等预处理方法,比较分析了酶糖化和化学糖化特点,简述了传统的厌氧消化、活性污泥发酵技术用于微藻碳水化合物制备生物燃料的循环利用优势,对微藻碳水化物制备生物液、气态燃料的研究进展、经济性和产业化前景进行了综述。提出了微藻碳水化合物制备生物燃料需要以更经济、有效的糖化和发酵技术为未来研发方向。