谷氨酸对异养培养小球藻生长的影响

在不添加其他氮源的小球藻异养培养基中,谷氨酸可促进小球藻的生长,但基本不增加叶绿素的合成;在以铵盐为氮源时,谷氨酸可明显促进小球藻对铵盐的利用,促进小球藻生物量增加和叶绿素合成;在以硝酸盐为氮源时,谷氨酸可增加小球藻的生物量,对叶绿素含量无明显影响。     

不同氮源对异养小球藻生物量和油脂积累的影响

小球藻因其快速生长和易培养等特性可用于制备生物能源。与传统的光自养相比,异养小球藻可获得更多的生物量和更高的油脂含量。低成本的马铃薯淀粉水解液可作为小球藻的理想碳源,在氮饥饿条件下可诱导产生更多的油脂。为了探讨不同氮源对异养小球藻生物量和油脂积累的影响,并筛选出异养条件下的最适氮源,实验研究了不同浓度无机氮源NaNO3以及有机氮源丙氨酸和酪氨酸对异养小球藻生物量和油脂积累的影响。以马铃薯淀粉水解液为唯一碳源,在SE培养基中分别添加不同氮源培养小球藻。设定的NaNO3和丙氨酸浓度均为1.5 mmol/L、3.0 mmol/L、6.0 mmol/L,酪氨酸浓度为0.75 mmol/L、1.5 mmol/L和3.0mmol/L。所有小球藻培养实验均为暗培养并持续10 d时间。实验过程测定的指标为:小球藻的细胞数目、比生长速率、叶绿素含量、中性脂含量和总脂含量。实验结果表明:(1)在异养条件下以硝酸盐为无机氮源时,氮源促进叶绿素积累从而促进小球藻的生长,减少硝态氮可以使小球藻快速进入稳定期积累油脂。在NaNO3中氮含量为1.5 mmol/L时,生物量和油脂含量分别为2.65 g/L和51.21%,总油脂含量为1.36 g/L。(2)在不添加其他氮源的异养培养基中,丙氨酸可促进小球藻的生物量增加,在稳定期仍促进单位细胞的叶绿素含量,但总油脂含量普遍偏低。(3)酪氨酸可抑制小球藻生物量增加,使细胞膨大从而促进单位细胞内叶绿素和油脂合成,油脂含量高达38.78%—47.02%。这些结果表明小球藻可通过诱导氨基酸转运系统适应氮源的变化,其中酪氨酸所在的第三个转运系统在葡萄糖诱导条件下可促进油脂的合成。     

氮源对C.vulgaris油脂积累的影响

实验室条件下,考察了在发酵过程中不同氮源对小球藻的生物量和油脂积累的影响,确定了小球藻的最佳氮源;并对比分析了含氮培养与缺氮培养的生物量、油脂含量、氮消耗量、生物量氮消耗比率和油脂氮消耗比率的不同。结果表明:小球藻在1.6 g/L Na NO3时获得最大生物量,为562.2 mg/L,在0.8 g/L Na NO3时获得最大相对油脂含量为12.01%;以油脂含量为考察指标时,培养小球藻的最佳氮源为0.8 g/L Na NO3;缺氮培养时,最大油脂含量为13.49%,比含氮培养高约15%;含氮培养时,最高生物量为626.3 mg/L,比缺氮培养高约1.9倍。氮源对生物量,相对油脂含量,生物量氮消耗比率和油脂氮消耗比率具有明显的影响。藉此,提出了通过改变培养方式,达到调控小球藻细胞内生理代谢组分的可行性。     

温度升高对高光强环境下蛋白核小球藻(Chlolorella pyrenoidosa)光能利用和生长的阻抑效应

以蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）为实验材料,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,以明确光照强度对微藻的光能利用和生长的影响是否因温度不同而发生变化。实验中共设置了3个光照强度水平（50,150,300μmol·m^-2s^-1）和2个温度水平（15℃,25℃）。实验结果表明,不同光照水平下小球藻叶绿素荧光的非光化学淬灭（NPQ）大小与温度有关,光照强度为150,300μmol·m^-2s^-1时,温度升高使小球藻叶绿素荧光NPQ提高,并且光照强度越高小球藻叶绿素荧光NPQ增大越多,50μmol·m^-2s^-1光照强度下温度升高对叶绿素荧光NPQ没有影响。实验发现,25℃培养温度下小球藻的光合电子传递速率（ETR）随光照强度增高而上升的速率要低于15℃时小球藻ETR上升的速率;随着光照强度增高,温度升高使小球藻ETR降低程度增大。实验结果还表明,15℃时小球藻培养液叶绿素a浓度随光照强度升高而增高,300μmol·m^-2s^-1培养光强下具有最高的叶绿素a浓度。但在25℃时,光照强度升高叶绿素a浓度并不一定增高,300μmol·m^-2s^-1光照强度下的叶绿素a浓度比150μmol·m^-2s^-1光照强度下要低。本研究表明,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照增强对小球藻生长的促进作用减弱。由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。     

小球藻的异养生长及培养条件优化

对小球藻异养培养中的碳源、氮源、微量元素—镁离子以及其他培养条件的影响进行了探讨 ,并测定了小球藻的生长曲线。优化结果 :C∶ N为 4∶ 1～ 5∶ 1 ,硫酸镁的量为 1 g/L;培养条件为 :p H6～ 7,接种量1 0 % ,温度 3 0°C。在此条件下 ,异养培养小球藻 ,其 OD值可达 1 8,蛋白质为 3 0 % ,叶绿素含量为 1 .2 %。     

普通小球藻对不同浓度镉胁迫的生理应答

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究材料探讨不同镉浓度对小球藻生理生化特性的影响。研究结果表明: 在5—40 μmol/L的Cd2+胁迫下, 普通小球藻的蛋白质、多糖和叶绿素含量均表现为随着Cd2+浓度的增加呈现逐渐增加的趋势, 30 μmol/L略高于对照组后又逐渐降低; 小球藻细胞中SOD活性及过氧化氢(H₂O₂)含量表现出先增加后减弱的趋势, 35 μmol/L时达到最大; 而小球藻中MDA含量随着Cd2+浓度的升高一直增加。这说明在重金属镉胁迫下小球藻会通过不同的生理应答来维持自身的正常生长代谢。     

硒胁迫对小球藻光合色素含量和生长的影响

50 mg/L的硒胁迫下,小球藻中β-胡萝卜素、类叶黄素、叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)的含量先明显增加,之后逐渐下降;而在800 mg/L硒胁迫下,各种光合色素含量均明显下降;小球藻活体细胞在693 nm处出现叶绿素a的吸收峰,其吸收值在硒胁迫后明显减弱;在室温荧光发射光谱中,700 nm处的发射峰随着硒浓度的增加而显著下降;荧光激发光谱表明:硒胁迫使小球藻的能量传递受阻,传递效率降低;藻体中水溶性蛋白含量随着硒胁迫的增强而下降.等离子体原子发射光谱(ICP-AES)研究结果表明:随着硒浓度增加,藻体中Mg2 、Ca2 、K 和Na 含量呈明显降低趋势,而培养液中这些离子的浓度则不断增加.     

不同氮源对蛋白核小球藻生长、色素和中性脂肪积累的影响

单细胞微藻在生长发育过程中,所积累的中性脂肪具有潜在的生物燃料价值。不同氮源对藻类的生长具有显著影响。研究了氨态氮、尿素氮和硝酸态氮对蛋白核小球藻生长、色素和中性脂肪积累的影响。结果显示,不同氮源对培养液pH有显著影响,以氨态氮为氮源导致培养液pH降低,而硝酸态氮导致培养液pH升高,培养液pH的波动可被添加的Hepes所稳定,并促进以氨态氮为氮源的蛋白核小球藻的生长。尿素氮对蛋白核小球藻生长、色素积累的效果优于氨态氮和硝酸态氮,硝酸态氮在中性脂肪积累上优于尿素氮和氨态氮,添加Hepes对氮饥饿后蛋白核小球藻的中性脂肪积累无显著影响。     

小球藻RubisCO的纯化及其在异养向自养转变过程中的含量变化

经硫酸铵分部沉淀、ＳｅｐｈａｃｒｙｌＳ－３００和ＤＥＡＥ－纤维素柱层析纯化了小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ,得率为１５％,比活力达１．２３２μｍｏｌＣＯ２ｍｓ－１ｍｉｎ－１,分子量是５００ｋＤ,它和菠菜叶片ＲｕｂｉｓＣＯ在分子量、亚基组成和免疫特性等方面相似,反映ＲｕｂｉｓＣＯ在高等和低等植物中有较高的同源性。自养小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ占细胞可溶性蛋白质的２４％。而异养转变后的小球藻细胞内不含ＲｕｂｉｓＣＯ。异养小球藻向自养生长转变过程中,２０ｈ后细胞内叶绿素含量逐渐增加,２４ｈ时细胞内出现ＲｕｂｉｓＣＯ,２４ｈ后大量增加,至４１ｈ时含量达最高峰;标志着小球藻细胞光合作用能力的恢复和加强。     

温度升高对高光强环境下蛋白核小球藻（Chlolorella pyrenoidosa）光能利用和生长的阻抑效应

以蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）为实验材料,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,以明确光照强度对微藻的光能利用和生长的影响是否因温度不同而发生变化。实验中共设置了3个光照强度水平（50,150,300μmol•m^-2•s^-1）和2个温度水平（15℃,25℃）。实验结果表明,不同光照水平下小球藻叶绿素荧光的非光化学淬灭（NPQ）大小与温度有关,光照强度为150,300μmol•m^-2•s^-1时,温度升高使小球藻叶绿素荧光NPQ提高,并且光照强度越高小球藻叶绿素荧光NPQ增大越多,50μmol•m^-2•s^-1光照强度下温度升高对叶绿素荧光NPQ没有影响。实验发现,25℃培养温度下小球藻的光合电子传递速率(ETR)随光照强度增高而上升的速率要低于15℃时小球藻ETR上升的速率;随着光照强度增高,温度升高使小球藻ETR降低程度增大。实验结果还表明,15℃时小球藻培养液叶绿素a浓度随光照强度升高而增高,300μmol•m^-2•s^-1培养光强下具有最高的叶绿素a浓度。但在25℃时,光照强度升高叶绿素a浓度并不一定增高,300μmol•m^-2•s^-1光照强度下的叶绿素a浓度比150μmol•m^-2•s^-1光照强度下要低。本研究表明,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照增强对小球藻生长的促进作用减弱。由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。      

内陆湖泊主要藻种散射特性

通过室内培养4种主要淡水藻种--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)以及卵形隐藻(Cryptomonas ovata), 测定其散射和后向散射特征参数、用单位叶绿素a浓度的散射值和后向散射值来表征4种藻的散射和后向散射能力。结果表明, 铜绿微囊藻散射和后向散射能力最强, 其次为梅尼小环藻, 普通小球藻的能力最弱。通过计算后向散射概率, 显示铜绿微囊藻和梅尼小环藻的后向散射概率值较高, 普通小球藻和卵形隐藻的后向散射概率值较低。后向散射特性影响因子分析显示, 影响后向散射值的主要因素有叶绿素a浓度及藻蓝蛋白色素比例。当叶绿素a浓度不断增加时, 其后向散射值不断增大; 当藻类所含叶绿素a比重不断上升时, 其后向散射值也不断增大。而细胞粒径与后向散射值之间未表现出很好的相关性。因此, 通过单位叶绿素a散射和后向散射概率特征可以辨别出藻细胞形态较为接近的铜绿微囊藻和普通小球藻。     

几种化学物质对小球藻生长和蛋白含量的效应

研究了不同有机和无机碳源及生长素对小球藻生长量及叶绿素和蛋白质含量的效应。葡萄糖、蔗糖、乙酸钠和碳酸氢钠及萘乙酸均能提高小球藻的生长量和叶绿素含量,对小球藻具有明显的促生效应。培养基加入乙酸钠和萘乙酸小球藻细胞蛋白质含量由对照的43．4％提高到46．9％和52．5％。     

Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的影响

为了研究环境中Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的影响,在0～10000 nmol·L-1的范围内设置5个Fe3+浓度梯度培养小球藻(Chlorella vulgaris),22 d后收集藻细胞,然后将收集到的小球藻饲喂隆线溞(Daphnia carinata)14 d,观察小球藻和隆线溞的生长状况。结果表明:Fe3+浓度为0、10、100和1000 nmol·L-1时小球藻的生物密度和叶绿素a的含量都明显低于Fe3+浓度为10000 nmol·L-1时;Fe3+浓度的下降导致小球藻对N的吸收减少,对P的吸收增加;隆线溞的体长和总产幼数随着Fe3+浓度的下降而逐渐降低,当Fe3+浓度为10000 nmol·L-1时,隆线溞最终体长和总产幼数分别为3 mm和93个,而当Fe3+浓度为0 nmol·L-1时,隆线溞最终体长和总产幼数分别为2.6 mm和60个;这说明Fe限制不仅会影响小球藻的生长和其对N、P的吸收,还会抑制以小球藻为食的隆线溞的生长和繁殖。以上结果表明,Fe限制对小球藻-隆线溞食物链的上行效应显著,这有助于进一步了解Fe对淡水浮游动植物的影响。     

环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化

探讨了不同环境条件对小球藻(Chlorella sp.)叶绿素荧光动力学参数以及净光合放氧速率的影响,确定了以L₁海水培养基为基础,以8.8 mmol/L浓度的(NH₂)₂CO为氮源、0.145 mmol/L NaH₂PO₄ · H₂O浓度为磷源,在150 μmol · m^-2 · s^-1光照强度、培养温度为18 ℃的小球藻最优培养条件。在此条件下,明显加快了小球藻细胞的生长速度,促进了油脂和脂肪酸的积累,细胞密度增加24%,油脂和脂肪酸含量分别增加了16.8%和66.6%。在培养液中添加外源柠檬酸(最适浓度以0.06 mmol · L^-1 · d^-1为宜)可以明显提高小球藻的生长速度,促进其脂肪酸的积累。同时也可看出,筛选的小球藻藻种具有生长快、易培养、产油高的优点,可作为生物能源研究的良好材料,为海洋微藻的开发利用奠定了基础。     

绞股蓝提取液对蛋白核小球藻的化感效应及影响机理研究

以中草药植物绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.) Makino]为化感供体材料,研究其不同浓度的提取液(0、5、10、25、50 g/L)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidesa)生长及生理生化特征的化感效应。结果表明:(1)绞股蓝提取液对蛋白核小球藻生长均具有抑制作用,其抑制作用随提取液质量浓度增大和培养时间延长均呈增强趋势,且25 g/L绞股蓝提取液培养15 d时的抑制率达到最大(79.41%)。(2)各浓度绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞内的叶绿素a含量均低于对照组,且随着提取液浓度升高以及处理时间延长叶绿素a含量较对照的降低量越多,表明蛋白核小球藻光合作用受到的影响也越大。(3)绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞的膜透性(吸光度OD_(264))显著高于对照,且膜透性随着提取液浓度增大而增强;高浓度提取液处理下,藻细胞内部的可溶性蛋白质(OD_(280))及核酸(OD_(260))含量均显著高于对照,且随着处理时间延长,细胞膜透性增大,细胞内部的可溶性蛋白质及核酸向胞外渗透增多。研究发现,绞股蓝提取液能够抑制蛋白核小球藻生长,并随着提取液质量浓度增大而增强;绞股蓝提取液能促进藻细胞叶绿素分解、增加细胞膜透性,引起可溶性蛋白质和核酸向胞外渗透量升高,导致藻细胞结构受损,代谢功能紊乱,从而达到化感抑制作用。     

蒲公英提取物对普通小球藻Hg^2＋毒害保护作用的研究

本文研究了Hg^3 对普通小球藻的致毒效应与蒲公英提取物的保护作用,试验显示,普通小球藻的生理代谢活动对H^2 g敏感,单H^2 g处理系列组,随着H^2 g浓度提高,普通小球藻生长量降低,叶绿素A含量降低,自发荧光度强度减弱,显示出H^2 g的毒害效应,H^2 g加蒲公英物取复合处理普通小球藻结果表明,蒲公英提取物可以显著提高普通小球藻的生物量,促进普通小球藻的生长,提高普通小球藻叶绿素a含量与其自发荧光强度,从而显著减轻H^2 g的毒害作用,藻公英叶提取物作用效果最好,花序次之,根相对较弱。     

氮磷比对蛋白核小球藻和湛江等鞭金藻种间竞争的影响

为了了解饵料微藻的种间竞争关系,通过微藻共培养的方法,以NaNO3和KH2PO3作为氮源和磷源,研究了氮磷比对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)种间竞争的影响。结果表明:在单养模式下,蛋白核小球藻生长适宜的N/P为4~22,N/P22时其生长受抑制,而湛江等鞭金藻生长受N/P影响不明显;共养模式可促进蛋白核小球藻的生长,而抑制湛江等鞭金藻的生长;蛋白核小球藻具有明显的竞争优势,且N/P为13和16时其种群竞争优势最明显;在蛋白核小球藻大规模生产性培养时可接入等生物量或少量湛江等鞭金藻,一方面利用共养模式提高蛋白核小球藻的产量,另一方面可根据养殖生产需要适时采收混合藻类饵料用于投喂。     

外加氮源对葛仙米生长及光合生理的影响

分别测量培养在不同氮浓度培养基中的葛仙米叶绿素a含量和3种叶绿素荧光参数(Fv/Fm、(φ)PS Ⅱ、ETR),研究外加氮源对葛仙米生长和光合生理的影响.结果表明:外加氮源抑制葛仙米的生长,并且随着浓度升高,抑制效果更加明显.外加氮源浓度小于等于1.5 g/L时,葛仙米光合电子传递速率(ETR)、PS Ⅱ最大量子产量(Fv/Fm)和PS Ⅱ光化学反应量子效率((φ)PS Ⅱ)值均有先下降后上升趋势;而当外加氮源浓度大于1.5 g/L时,上述3种荧光参数值先维持不变后有下降趋势.     

铜绿微囊藻与小球藻对低温和黑暗的响应与恢复

研究以水华蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC 7806)与绿藻小球藻(Chlorella sp. FACHB-31)为研究对象, 探讨低温和黑暗对其生长、色素含量、最大光化学效率(F_v/F_m)、丙二醛(MDA)含量及过氧化氢酶活性的变化。结果表明, 30d的低温和黑暗处理, 显著降低了铜绿微囊藻和小球藻的叶绿素a浓度, 增加了单位细胞类胡萝卜素含量。在低温黑暗条件下, 铜绿微囊藻的MDA含量及CAT活性均显著增加, 而小球藻变化不明显。30d低温黑暗处理, 铜绿微囊藻的存活率为54.6%, 显著高于小球藻的31.3%。当恢复正常温度与光照, 2种藻均迅速生长。这些结果表明低温黑暗影响了微囊藻和小球藻的生理特性。在低温黑暗处理下, 微囊藻的F_v/F_m显著降低, 而小球藻则保持较为恒定的F_v/F_m, 表明微囊藻通过降低自身光合活性来渡过冬季低温黑暗的条件, 而小球藻在低温黑暗条件下仍保持较高的光合活性。     

有机物质对紫球藻生长的影响*

研究了有机碳、氮源及 B族维生素对紫球藻生长的影响。葡萄糖促生长作用最佳 ,添加 2 % (W/V)葡萄糖时 ,藻细胞生长速度比对照组明显提高 ,培养 10 d收获的生物量增加 92 .6 % ,培养液中的溶解氧含量和藻体叶绿素 a含量也有变化。有机氮源的利用率低 ,仅蛋白胨、酵母汁可被利用。维生素 B2 和 B12 也有促长作用。