不同氮源对布朗葡萄藻生长、总脂和总烃含量的影响

以能源微藻布朗葡萄藻Botryococcus braunii 764和Botryococcus braunii 765为实验材料,采用实验室一次性培养的方法,研究了不同氮源及浓度对其生长、总脂和总烃含量的影响.结果表明,B. braunii 764和B. braunii 765的最适氮源均为硝态氮,且均能够利用硝态氮、亚硝态氮、铵态氮和尿素进行生长,但是不同氮源及其浓度对这两株藻的生长、总脂和总烃含量的影响不同.B. braunii 764生长速度较B. braunii 765缓慢,但是B. braunii 764的总脂和总烃含量均高于B. braunii 765,最高分别达27.61%和34.21%.以硝态氮为氮源时,B. braunii 764的细胞OD值、生物量、总脂和总烃含量分别为1.38、1.81 g/L、27.61%和34.21%,均显著高于其它试验组,而以尿素为氮源时,B. braunii 765的最大OD值为1.87,以硝态氮为氮源时,其生物量(2.15 g/L)和总烃含量(27.89%)最高,而铵态氮对二者生长的促进作用以及总脂和总烃含量的影响不明显.综合考虑,硝态氮是两株葡萄藻较为理想的氮源,而B. braunii 764可以作为一种较有潜力的能源微藻进行开发利用.     

共培养对布朗葡萄藻764、765株生长的影响

以布朗葡萄藻(Botryococcus braunii )764 株(B764 )和765 株(B765 )为实验材料,研究了株间共培养(接种比例为纯B764 、1 :9 、3 :7 、5 :5 、7 :3 、9 :1 、纯B765 )对藻细胞生物量、总烃含量、总脂肪酸含量的影响,以及添加另一株的藻滤液对其生长的影响.结果表明:两株布朗葡萄藻的混合培养能够增加藻细胞群体的生物量,且布朗葡萄藻764 株占主体,同时存在一定量765 的混合培养群体生物量明显高于纯培养的布朗葡萄藻(P＜0.05);布朗葡萄藻株间共培养可以发生互利促进效应, 低浓度的布朗葡萄藻765 藻滤液对布朗葡萄藻764 的生长具有显著促进作用(P＜0.05).布朗葡萄藻能够向胞外培养液中释放化感物质,藻滤液中的低浓度的化感物质可以对受体微藻产生一定促进作用.     

富营养废水中碳氮磷浓度对布朗葡萄藻总脂和总烃的影响

以经过二次过滤的富营养化鱼塘养殖污水为培养液,添加外源的碳、氮、磷元索,研究了污水中不同的外源无机碳、总氮和总磷浓度对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)生物量、总脂和总烃含量的影响.结果表明:(1)以NaHCO3作为碳源,布朗葡萄藻的生物量和总脂含量在外源无机碳浓度为5～10 mg/L时最高,总烃含量在外源无机碳浓度为15mg/L时最高.(2)以KNO3作为氮源,布朗葡萄藻的生物量在总氮浓度为15mg/L时最高,总脂含量在总氮浓度为2mg/L时最高,总烃含量在总氮浓度为20mg/L时最高.(3)以KH2 PO4作为磷源,布朗葡萄藻生物量在总磷浓度为2mg/L时最高,总脂含量和总烃含量在总磷浓度为1.5 mng/L时最高.     

布朗葡萄藻的培养基选择及其产物代谢规律

通过对布朗葡萄藻分别在Chu13、Chu13×2和BG-11培养基中培养结果的比较,发现在气升式光照生物反应器中Chu13培养基最有利于布朗葡萄藻的生长和烃的合成,培养15d后,其生物量和粗烃质量分数分别为1.82g/L和58.7%;棕榈酸、油酸和亚麻酸是布朗葡萄藻的主要脂肪酸组成,Chu13培养获得的藻体不饱和脂肪酸比例最高。Chu13培养基中布朗葡萄藻代谢规律的研究表明:粗烃含量随着生物量的增加而逐渐增大,15d后粗烃产量达到最大值1.07g/L,不同生长周期烃的组成保持一致,布朗葡萄藻的烃主要由C33H56和C34H58组成;在布朗葡萄藻生长周期中,不饱和脂肪酸的比例显著上升,培养15d达到64%以上。     

三角褐指藻在磷营养限制胁迫下的补偿生长效应

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,设置了5个磷营养限制处理:磷营养分量分别设为f/2培养基的1/20(P₁)、1/10(P₂)、1/8(P₃)、1/4(P₄)、1/2(P₅),以f/2为对照(P_ck),在磷限制胁迫下培养10d,然后均以相同密度(2.5×10⁵cells·mL^-1)接种在f/2条件下恢复培养16d,测定了三角褐指藻在磷限制胁迫下和恢复培养阶段的生长状况。结果表明,三角褐指藻在受到磷限制胁迫后,细胞密度、蛋白质和可溶性糖含量都显著低于对照(p<0.05);恢复阶段,P₁、P₂和P₃处理组的细胞密度、平均相对生长率及生物量在恢复培养的中前期显著高于对照(p<0.05),最高平均相对生长率分别为0.73、0.70、0.68d^-1,显著高于对照(0.55d^-1)(p<0.05);P₄处理组的细胞密度和生物量与对照无显著差异;P₅处理组的细胞密度和生物量在恢复培养的中前期显著低于对照(p<0.05);随着培养时间的推移,各处理组与对照之间的差异逐渐缩小,处理组和对照的细胞密度、生物量、蛋白质和可溶性糖含量等均无显著差异。     

采用PCR-RFLP技术在不同水平上鉴定大豆根瘤菌

采用16S rRNA基因PCR扩增与限制性酶切片段多态性分析(RFLP)技术对选自弗氏中华根瘤菌(S.fredii)、大豆慢生根瘤菌(B.japonicum)和埃氏慢生根瘤菌(B.elkanii)的19株代表菌进行了比较分析,根据用3种限制性内切酶的RFLP分析结果,可将供试菌株分为S.fredii,B.japonicum, B.elkanii Ⅱ和B.elkanii Ⅱa等4种基因型。各类菌株之间没有交叉,因此本研究采用的PCR-RFLP技术不失为一种快速鉴别大豆根瘤菌的新方法。采用本技术已将分离自中国的22株快生菌和19株慢生菌分别鉴定为S.fredii和B.japonicum。对供试参比菌株和野生型菌株进行的16S～23S基因间隔DNA(IGS)的PCR-RFLP分析结果表明：S.fredii和B.japonicum菌株的IGS长度不同,所有供试S.fredii菌株的IGS为2.1 kb,而供试B.japonicum菌株则为2.0 kb。依据RFLP的差异,可将来自中国两个不同地区的S.fredii株区分为2个基因型,而来自中国东北黑龙江地区的19株B.japonicum菌株则可分为11个基因型。对上述野生型菌株还进行了REP-PCR和ERIC-PCR分析并确定其具有菌株水平的特异性。     

紫外诱变对微绿球藻生长和营养成分的影响

微绿球藻是一种海洋单细胞微藻,含有丰富的EPA、DHA等活性代谢产物,为了获得生长快、高产EPA的优良藻株,利用紫外诱变技术对微绿球藻进行诱变,筛选出生长较快的突变株2株（MN-1和MN-2）,并与出发株就生物量、粗蛋白、多糖、总脂及脂肪酸进行了比较。结果表明：突变株MN-1与出发株相比,生长速率增加21．08％,生物量增加14．55％,粗蛋白含量增加2．54％,总脂含量增加9．81％,EPA增加1．81％,SFA增加2．70％;突变株MN-2的生长率增加6．25％,生物量增加5．62％,多糖增加13．26％,总脂增加7．93％,SFA增加28．9％。     

N、P营养盐胁迫对两株布朗葡萄藻生长的影响

采用批次培养方法,在光照强度60、110mol/m2s下分别设置了7个不同的氮、磷浓度(N:0-3500g/L,P:15-775g/L),研究两株布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)对氮、磷胁迫的敏感性差异,筛选高营养利用效率的优良藻株。结果表明:两株藻对氮磷营养胁迫的耐受性存在差异,B.braunii764株对氮胁迫具有较高耐受性,而B.braunii765株对磷胁迫具有较高耐受性。光照强度110mol/m2s,不同氮浓度下B.braunii764株其平均生长速率均显著高于其他各处理组;不同磷浓度下B.braunii765株其平均生长速率显著高于B.braunii764株。在试验设定的光照强度条件下,适当增加光照强度能够显著降低氮胁迫对布朗葡萄藻生长的抑制效应。在光照强度110mol/m2s下,氮浓度3500g/L时两株布朗葡萄藻平均生长速率与在正常Chu-10培养基条件下无显著差异。磷浓度775g/L时两株布朗葡萄藻的平均生长速率均显著低于正常Chu-10培养基条件,增加光照强度对磷胁迫下藻细胞的生长无显著作用。两株布朗葡萄藻在第2天时磷吸收与初始磷浓度呈正相关关系,氮吸收在3500g/L时出现饱和现象。布朗葡萄藻的生长更容易受到培养基中磷营养胁迫的影响。       

横岗水库浮游植物种类组成与时空分布

于2005年5月和11月调查了横岗水库的水质和浮游植物,对浮游植物群落结构进行了分析.两次采样期间,浮游植物群落数量组成与种类结构发生明显变化.5月份浮游植物平均细胞数量高达275.41×10⁶cells·L^-1,平均生物量为31.07mg·L^-1;其中优美平裂藻(Oscillatoria.elegans)和银灰平列藻(Oscillatoria.glauca)为绝对优势种,占总细胞数的90%;平裂藻的大量出现导致浮游植物生物量由球体等效半径在10～20μm的种类占主导,但0～5μm区间的小型藻类仍维持较高的生物量.11月份,浮游植物平均细胞数量降低到12.69×10⁶cells·L^-1,平均生物量为20.78mg·L^-1.蓝藻门有16种,优美平裂藻、银灰平列藻的优势度明显下降;绿藻种类数量增加到48种,在新出现的25个种类中,鼓藻科(Desmidiaceae)、盘星藻属(Pediastrum)和栅藻属(Scenedesmus)有较高的细胞数;优势种类没有变化;大细胞种类的生物量明显增加,特别是等效半径大于20μm的种类.整体上看,浮游植物数量和生物量从河流入水口到大坝处有递减趋势,这种趋势在11月份更为明显,这与采样时期水库水动力过程的梯度相一致.     

富油能源微藻的筛选及产油性能评价

为了筛选具有产油潜力的能源微藻,以实验室保藏的20株淡水和海洋微藻(绿藻门18株,真眼点藻纲1株,硅藻纲1株)为研究对象,利用光径为3 cm柱状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:20株微藻的生物量和总脂含量分别在1.81~7.88g/L和16.0%~55.9% dw(% Dry weight)之间,筛选得到具有产油潜力的微藻9株,分别是栅藻(Scenedesmus sp.)(6.34g/L,55.9% dw)、麻织绿球藻(Chlorococcum tatrense)(5.93g/L,46.9% dw)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)(7.88g/L,35.0% dw)、油面绿球藻(Chlorococcum oleofaciens)(5.58g/L,45.9% dw)、多形拟绿球藻(Pseudochlorococcum polymorphum)(6.10g/L,40.0% dw)、八月衣藻(Chlamydomonas augustae)(5.78g/L,40.5% dw)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)(5.56g/L,40.7%dw)、椭圆绿球藻(Chlorococcum ellipsoideum)(5.41g/L,38.0% dw)、雪绿球藻(Chlorococcum nivale)(5.55g/L,36.3% dw),其中最具产业化潜力的微藻为栅藻(Scenedesmus sp.),其总脂收获量和单位体积总脂产率分别为3.5 g/L和218.7mg/L·d。     

能源微藻葡萄藻的研究进展

在石油资源日趋枯竭、能源需求量日益扩大和油品结构性矛盾长期存在的多重压力下,寻找和开发柴油替代能源对保障我国的能源安全、促进国家经济社会可持续发展具有重要战略意义。葡萄藻是一种世界性分布的淡水或微咸水单细胞微藻,富含烃类、油脂和其它化学物质,而且含烃量可高达细胞干重的86%,是一种潜在的能源微藻。论文综述了近年来有关葡萄藻研究的各个方面的进展,主要内容包括葡萄藻的分类学地位、葡萄藻的细胞学特征、烃类的合成途径、葡萄藻产烃的调控因素以及葡萄藻的收集和烃类的回收途径等,期望为葡萄藻的合理开发利用提供参考。     

Hydrocarbon productivities in different <Emphasis Type="Italic">Botryococcus</Emphasis> strains: comparative methods in product quantification

Six different strains of the green microalgae Botryococcus belonging to the A-race or B-race, accumulating alkadiene or botryococcene hydrocarbons, respectively, were compared for biomass and hydrocarbon productivities. Biomass productivity was assessed gravimetrically upon strain growth in the laboratory under defined conditions. Hydrocarbon productivities were measured by three different and independent experimental approaches, including density equilibrium of the intact cells and micro-colonies, spectrophotometric analysis of hydrocarbon extracts, and gravimetric quantitation of eluted hydrocarbons. All three hydrocarbon-quantitation methods yielded similar results for each of the strains examined. The B-race microalgae Botryococcus braunii var. Showa and Kawaguchi-1 constitutively accumulated botryococcene hydrocarbons equivalent to 30% and 20%, respectively, of their overall biomass. The A-race microalgae Botryococcus braunii, varieties Yamanaka, UTEX 2441 and UTEX LB572 constitutively accumulated alkadiene hydrocarbons ranging from 14% to 13% and 10% of their overall biomass, respectively. Botryococcus sudeticus (UTEX 2629), a morphologically different green microalga, had the lowest hydrocarbon accumulation, equal to about 3% of its overall biomass. Results validate the density equilibrium and spectrophotometric analysis methods in the quantitation of botryococcene-type hydrocarbons. These analytical advances will serve in the screening and selection of B. braunii and of other microalgae in efforts to identify those having a high hydrocarbon content for use in commercial applications.     

Influence of CO2 on growth and hydrocarbon production in Botryococcus braunii

Botryococcus braunii is a green colonial fresh water microalga and it is recognized as one of the renewable resources for production of liquid hydrocarbons. CFTRI-Bb-1 and CFTRI-Bb-2 have been reported for the first time and their performance with regard to growth and biochemical profile is presented here. The present study focused on effect of carbon dioxide (CO2) on biomass, hydrocarbon, carbohydrate production, fatty acid profile, and carotenoid content in various species of B. braunii (LB-572, SAG 30.81, MCRC-Bb, N-836, CFTRI-Bb-1, and CFTRI-Bb-2) at 0.5, 1.0, and 2.0% (v/v) levels using a two-tier flask. CO2 at 2.0% (v/v) level enhanced growth of the organism, and a two-fold increase in biomass and carotenoid contents was observed in all the B. braunii strains studied compared with control culture (without CO2 supplementation). At 1% and 2% (v/v) CO2 concentrations, palmitic acid and oleic acid levels increased by 2.5 to 3 folds in one of the strains of B. braunii (LB-572). Hydrocarbon content was found to be above 20% at 2% CO2 level in the B. braunii LB-572, CFTRI-Bb-2, CFTRI-Bb-1, and N-836 strains, whereas it was less than 20% in the SAG 30.81 and MCRC-Bb strains compared with control culture. This culture methodology will provide information on CO2 requirement for growth of algae and metabolite production. B. braunii spp. can be grown at the tested levels of CO2 concentration without much influence on culture pH.     

Studies on batch and continuous cultures of Botryococcus braunii: hydrocarbon production in relation to physiological state, cell ultrastructure, and phosphate nutrition

The growth of the hydrocarbon-rich alga Botryococcus braunii was studied under "air-lift" conditions using batch and continuous cultures. Large variations in the physiological state of B. braunii were achieved in batch cultures and in continuous cultures with various dilution rates. The possible effects of these variations upon hydrocarbons (nature, relative abundance, location, level, productivity) and also on the production of exocellular polysaccharides were examined. The relationships between the physiological state of B. braunii and its hydrocarbon and polysaccharide production were discussed and compared with those generally observed in unicellular algae. The factors giving rise to the transition from high to low productivity stages were considered. To this end we examined, at first, the variations in cell ultrastructure and the resulting degeneration occurring during batch cultures. Afterward the parallel changes in some parameters of the medium (pH, phosphate level) were determined and their possible relationships with B. braunii growth and hydrocarbon production were discussed. The main features of phosphate nutrition in B. braunii and its effects on hydrocarbons were finally examined.     

河南典型暖(热)性草地固碳特征及区域差异

通过野外调查取样与室内分析,研究了河南两种气候区内分布的典型草地(豫西北的暖性草丛和暖性灌草丛,豫南的暖性草丛、暖性灌草丛、热性草丛和热性灌草丛)植被与土壤碳密度特征及碳分布差异.结果表明: 豫西北与豫南地区草地植被地上平均生物量分别为327.4和221.4 g·m^-2,呈北高南低趋势,差异显著;而根系平均生物量分别为1.58×10³和1.94×10³ g·m^-2,呈南高北低趋势,且差异显著.豫西北和豫南地区地上平均碳密度分别为113.75和77.35 g C·m^-2.豫西北地区暖性草丛植被地上碳密度大于暖性灌草丛,但差异不显著;而豫南地区热性草丛活体碳密度显著低于其他3种类型草地.豫西北与豫南地区地下平均碳密度分别为6.35×10³和5.14×10³ g C·m^-2.豫西北地区2种类型草地根系碳密度和土壤碳密度差异均不显著;豫南地区热性灌草丛根系碳密度显著低于其他3种类型草地,而热性草丛土壤碳密度显著大于其他3种类型草地.豫西北和豫南地区草地生态系统平均碳密度分别为6.46×10³和5.22×10³ g C·m^-2,呈北高南低趋势,且土壤贡献最大(78%～90%).豫西北地区2种类型草地生态系统碳密度差异不显著;豫南地区热性草丛生态系统碳密度最高为9.70×10³ g C·m^-2,显著大于其他3种类型草地.本研究结果为准确计算河南不同类型草地生态系统碳储量及评估其固碳潜力提供基础数据.     

6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应

探讨了6种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应。采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量,分别研究了硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应。结果表明,光密度法可应用于布朗葡萄藻生物量的测定,可间接测定絮凝效应,且最佳测定波长为680nm;6种无机絮凝刺的絮凝时间为60min,同时6种无机试剂对布朗葡萄藻均有明显的絮凝效应,硫酸铝、硫酸铝钾、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应较硫酸铝铵、硫酸镁、硫酸铁明显（P〈0．05）。硫酸铝浓度控制在1．1g／L,硫酸铝钾浓度控制在0．45g／L以内,氯化铁浓度控制在0．9g／L。