不同来源小球藻对岩溶水Ca2+、HCO3-利用的初步研究

以外源小球藻和岩溶区筛选出的土著小球藻为研究对象, 在封闭体系中比较研究了两种不同来源小球藻对典型岩溶水中Ca2+、HCO3-的利用、藻细胞数量与其对Ca2+、HCO3-的利用率的关系和体系pH的变化。结果表明, 土著小球藻利用Ca2+、HCO3-的能力强于外源小球藻, 但外源小球藻对Ca2+的利用量高于土著小球藻, 而二者对HCO3-的利用量相同, 并且外源小球藻能够以胞外CaCO3形式产生沉淀, 而土著藻则不能形成沉淀。其次两体系中pH的变化显示, 两种小球藻光合作用都是先以水体中CO2为光合作用碳源, 然后利用HCO3-。外源小球藻能将岩溶水中29.648%的HCO3-吸收, 而土著藻能将40.625%的HCO3-通过其在食物链中的初级生产地位将岩溶碳汇转化进入到生态系统, 表现为净碳汇效应。       

利用啤酒废水小球藻异养培养

摘要：【目的】利用小球藻异养培养技术处理啤酒废水,旨在为啤酒废水资源化利用和降低小球藻生产成本提供一个途径。【方法】在含有10 g/L葡萄糖的基本培养基进行异养小球藻高效藻株的筛选,并用于啤酒废水的资源化处理。【结果】从5株小球藻中得到2株适合高密度异养培养的藻株（Chlorella pyrenoidosa 15-2070 和 Chlorella vulgaris 15-2075）,在啤酒废水的资源化处理过程中这2株小球藻得到非常接近的试验结果。利用由废水配制含10 g/L葡萄糖的基本培养液培养Chlorella pyrenoidosa 15-2070获得了5.3 g/L藻细胞;并且在此过程中,啤酒废水得到有效利用,几种主要污染物最高去除率为：CODcr,92.2 %;BOD5,95.1 %;NO3--N,98.5 %;NH4+-N,92.3 %。【结论】啤酒废水中的重要环境污染物在培养小球藻的过程中可以得到有效地清除,并从中可以获得具有商业价值的小球藻细胞。     

pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合作用、生长和产油的影响

以一种生长快、油脂含量高的小球藻(Chlorella sp. XQ-200419)为实验材料, 利用测定净光合放氧速率的方法研究了pH对其光合作用的影响; 使用改良的BG-11培养基在微藻环形培养池模拟系统中进行分批培养, 培养周期为8d, 培养过程中使用 pH控制仪在线监测藻液的pH, 根据pH变化, 自动接通、关闭CO2通气管道, 将藻液pH分别控制在5.06.0, 7.08.0, 8.09.0, 9.010.0, 10.011.0内, 研究pH对生长速率、生物质面积产率、总脂含量和总脂面积产率的影响。主要结果如下: 藻液pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率都有显著影响, 适宜的pH范围是7.09.0, 在此范围内, 光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率均保持较高水平, 且pH的影响不显著; pH低于7.0, 高于9.0, 其光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率都显著降低。这表明pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合作用的影响和对生长、产油的影响是一致的。pH 7.08.0, 小球藻的生物质平均面积产率和总脂平均面积产率都达到最大值, 分别是8.9 g/(m2d)和2269.5 mg/(m2d); 当藻液pH超过10.0, 生物质平均面积产率和总脂平均面积产率分别降低42.1%和60.0%。适合于小球藻生长的pH也有利于其积累油脂, 所以, pH对小球藻产油的影响是一种适宜模式, 而非胁迫模式。规模化培养小球藻Chlorella sp. XQ-200419, 通过补充CO2将藻液pH控制在7.09.0内, 可以获得高生物质产率和总脂产率。研究结果反映出pH对小球藻光合作用、生长和产油影响的规律, 也为规模化培养小球藻生产微藻油脂过程中合理控制藻液pH提供了依据。       

向日葵细胞质雄性不育基因的研究

向日葵是重要的油料作物之一,其亚油酸含量高于其它食用油,有助于人体心血管健康。在欧洲,向日葵油消耗量在食用油中占首位。目前,限制我国油用向日葵生产的主要因素是其产量及含油量等。培育高产、高含油量向日葵品种的最有效途径是利用杂种优势,一般采用三系配套,即不育系、保持系和恢复系。对三系的分子生物学研究将有助于对细胞质雄性不育产生机制的认识,为进一步更有效地利用杂种     

Fe~(3+)对小球藻的生长及油脂含量的影响

传统化石能源储量日益减少,生物柴油因其环保可再生性成为优质的石化柴油替代品。利用小球藻生产生物柴油速度快、油脂含量高,受到了广泛关注。为进一步提高小球藻生产生物柴油效率,分别探究了Fe3+的浓度及添加时间对自养和异养小球藻生长及产油的影响,获得最优Fe3+培养条件为:自养小球藻延滞期添加10-3 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达2.80 g/L及30.90%;异养小球藻指数期添加10-5 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达3.30 g/L及29.05%。经脂肪酸分析,以上条件获得的微藻油脂均可作为生物柴油生产原料。     

菌藻共生提高小球藻生物量和产油率

微藻规模化养殖常伴随着细菌的影响,存在于微藻藻际的细菌对微藻生长的影响及藻菌共生的机理尚缺乏深入研究。为建立有益的菌藻共生体系和提高微藻生物质产量,以埃氏小球藻(Chlorella emersonii)为试材,分离藻际微环境的菌群,并运用16S rDNA测序进行鉴定。通过藻菌(1∶1)共培养筛选优势促生菌。人工构建不同比例的菌藻共培养体系,分析优势促生菌对微藻生长和生物质产量的影响。结果显示,从埃氏小球藻藻株SXND-25藻际分离到6个菌种,属于菠萝泛菌属(Pantoea)、假单胞菌属(Pseudomonas)、鹑鸡肠球菌属(Enterococcus gallinarum)和大肠杆菌属(Escherichia coli)四个菌属。其中假单胞菌(Pseudomonas)和菠萝泛菌(Pantoea)为优势促生菌。与其他不同比例菌藻共培养相比,埃氏小球藻与菠萝泛菌1∶5共培养的促生效果突出,埃氏小球藻在第8天生物量达5.86 g/L,藻细胞含油量为26.88%,总油脂产量为1.575 g/L且单不饱和脂肪酸(MUFA)高达554-564mg/L。另一优异组合为埃氏小球藻与假单胞菌1∶1共培养,埃氏小球藻第8天生物量为4.12 g/L,藻细胞含油量达29.50%,总油脂产量提高到1.215 g/L,但MUFA含量低(168-175 mg/L)。研究表明在埃氏小球藻培养过程中,适量添加促生菌,可同时提高埃氏小球藻生物质和油脂产量,这为探究藻菌互作效应以及有益藻菌共生体系应用于微藻规模化生产提供参考依据。     

小球藻的甲基磺酸乙酯诱变及产EPA的条件研究

小球藻是海水养殖系统中常用的单细胞微藻,繁殖能力强,易于规模化培养,且可合成不饱和脂肪酸EPA、DHA等多种活性物质,在医疗和保健品开发中具有很高的应用价值。目前商业化培养的藻种多从自然界中直接获得,活性物质的产量较低且藻种易退化。为了获得EPA产量更高的藻种,该研究利用0.6%EMS对小球藻进行诱变,利用尼罗红染色法进行初筛并通过单细胞分离技术得到1株突变株EC1,通过气象色谱测定其EPA产量。结果表明:与出发藻株相比,突变株EPA(二十碳五烯酸)产量提高了8.97%。根据单因素试验确定突变株生长及产EPA的合适培养条件,再通过正交试验筛选出培养条件的优化组合,表明突变藻EC1株产EPA的较适条件为NaNO_375 mg·L~-1,p H7.5,昼夜温度17~15℃,接种量为12%,在此条件下培养7d其EPA的产量可达25.38 mg·g~-1,传代实验表明突变藻株具有较好的遗传稳定性。该研究结果为进一步利用小球藻规模化生产EPA奠定了基础。     

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。     

氨基酸在黄东海食物网关键种——鯷鱼（Engraulis japonicus）食物链中的传递

采用活体饵料对黄东海生态系统食物网关键种食物链的中下营养层次"浮游植物-中华哲水蚤(Calanus sinicus)-鯷鱼(Engraulis japonicus)"进行了室内模拟实验研究,以了解氨基酸在该食物链中的传递过程.通过76 d的培养实验,对采集样品做了14种氨基酸含量的定量分析.结果表明,在3个营养层次中中华哲水蚤起着十分关键的承上启下作用,它不仅将小球藻的植物性蛋白转化为动物性蛋白,大幅度地提高了赖氨酸的含量,而且将氨基酸总含量从小球藻的6.10%提高到24.16%.作为该食物网主要经济鱼类重要饵料的鯷鱼则进一步将氨基酸含量提高到27.06%.中华哲水蚤的氨基酸相对组成与小球藻有明显的相关性(r=0.606,p＜0.05),其中7种必需氨基酸的相关性相对较弱,而非必需氨基酸的相关性明显较强.鯷鱼的食性由合成饵料转变为活体中华哲水蚤时,其氨基酸量也随饵料的改变而有所变化,从与合成饵料相关转为与中华哲水蚤有更紧密的相关.鯷鱼排泄粪便中的氨基酸含量主要由新陈代谢的生理过程所决定.     

光照强度、温度、pH、盐度对小球藻(Chlorella)光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH、盐度对小球藻(Chlorella sp.XQ-200419)和海洋小球藻(Chlorella marina NJ-016)光合作用的影响。小球藻(Chlorella sp.XQ-200419)的适宜光照强度范围为100～1600μmo·lm-2·s-1,光饱和点在500μmo·lm-2·s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为6.5～9.0,最适pH值为7.0;对盐度的适应范围较广,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度的升高,净光合放氧速率有下降趋势。海洋小球藻(Chlorella marina NJ-016)的适宜光照强度范围为400～1600μmol·m-2·s-1,光饱和点在1400μmo·lm-2.s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为5.0～9.0,最适pH值为8.0;对盐度有很好的适应性,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度升高,净光合放氧速率明显上升。小球藻和海洋小球藻的净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明了两种小球藻的基本生理生态学特性:能适应较强的光照强度、较高的温度、中性偏碱的环境和较高的盐度。研究结果有助于小球藻培养条件的优化。两种小球藻对光照强度、温度、pH值和盐度变化的反应也有所不同:与小球藻(Chlorella sp.XQ-200419)相比,海洋小球藻(Chlorella marina NJ-016)对光照强度有更好的适应性,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有明显的促进作用。这表明海洋小球藻(Chlorella marina NJ-016)在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据。     

光照强度、温度、pH、盐度对小球藻（Chlorella）光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH、盐度对小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）和海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）光合作用的影响。小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）的适宜光照强度范围为100～〉1600μmo·lm-2·s-1,光饱和点在500μmo·lm-2·s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为6.5～9.0,最适pH值为7.0;对盐度的适应范围较广,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度的升高,净光合放氧速率有下降趋势。海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）的适宜光照强度范围为400～〉1600μmol·m-2·s-1,光饱和点在1400μmo·lm-2.s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为5.0～9.0,最适pH值为8.0;对盐度有很好的适应性,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度升高,净光合放氧速率明显上升。小球藻和海洋小球藻的净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明了两种小球藻的基本生理生态学特性：能适应较强的光照强度、较高的温度、中性偏碱的环境和较高的盐度。研究结果有助于小球藻培养条件的优化。两种小球藻对光照强度、温度、pH值和盐度变化的反应也有所不同：与小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）相比,海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）对光照强度有更好的适应性,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有明显的促进作用。这表明海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据。     

利用小球藻净化村镇生活污水的预处理研究

为提高小球藻(Chlorella vulgaris)净化村镇生活污水的效率, 基于原水、沉淀、活性炭过滤、秸秆粉过滤等8种方法对村镇生活污水进行预处理, 根据小球藻在不同预处理条件下的生长情况以及对污水中的TN、TP、COD和NH4+-N去除情况, 筛选出最佳预处理方法。结果表明: 经秸秆粉过滤之后, 小球藻比生长速率在第8天达到最大值, 为0.360 d-1, 并获得最高生物质干重, 为0.826 g·L-1, 同时对污水中TP的去除效果达到最好, 去除率为92.22%; 污水经灭菌预处理之后, 小球藻对COD和NH4+-N的去除率最高, 分别为93.41%和86.21%; 利用活性炭过滤之后, 小球藻对TN的去除效果最好, 去除率为93.94%。从去除效果和经济成本方面考虑, 最终选择秸秆粉过滤作为小球藻净化村镇生活污水的最佳预处理方法。     

诸葛菜的研究现状与开发前景

诸葛菜是一种十分珍贵的野生油料作物种源。从农艺性状、种子含油量、菜苔氨基酸含量、食用安全性等方面,概述了诸葛菜的研究现状。并提出了在我国开发诸葛菜系列产品,如：保健食用油、脱水保鲜菜苔、菜汁营养饮料,以及作为饲料添加剂的利用前景。     

紫苏种子脂肪酸组成及合成代谢研究进展

紫苏是一种新型油料作物,种子含油量为35%左右,紫苏籽油脂肪酸组成丰富,含有棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和α-亚麻酸(18:3)等,其中α-亚麻酸(ALA)含量高达60%,广泛用于功能性保健食品、药物及油脂化工业.介绍紫苏种子脂肪酸组成及合成代谢基本途径,对近年来脂肪酸合成代谢基因工程研究进行概述与展望.     

定向驯化对异养蛋白核小球藻硒的耐受性及富集能力的影响

硒(Se)是生物体必不可少的微量元素,硒缺乏会导致人产生克山病、大骨节病等疾病,缺硒也会给畜牧业带来巨大损失。目前的补硒产品存在硒含量和生物利用度低、安全性差等问题,而通过小球藻培养可获得生物利用度高、安全性好的有机硒,因此是非常有应用前景的补硒产品。首先,为了获得对硒的耐受性和富集能力更强的藻种,研究通过定向驯化的方式逐步提高培养基中Na₂SeO₃浓度来驯化蛋白核小球藻,并对驯化时间和驯化过程中Na₂SeO₃的浓度梯度进行了优化。结果表明,驯化后的藻种对硒的耐受性和富集能力明显提高。在5L发酵罐中,驯化后的藻株可以耐受40mg/L的Na₂SeO₃,胞内有机硒合成速率提高了175.6%。之后,在5L发酵罐中进一步优化了硒的补加方式,在异养培养过程中分批补料添加40mg/LNa₂SeO₃时,最终获得的蛋白核小球藻细胞干重达106.4g/L,有机硒含量为1227mg/kg,有机硒合成速率为1.36mg/(L·h)。研究结果与已有蛋白核小球藻异养富硒文献报道的最高细胞密度75g/L和最高有机硒含量560mg/kg相比分别提高了41.9%和119.1%。上述结果表明,通过定向驯化的方法,可大大提高蛋白核小球藻对硒的耐受性和富集能力。     

早实核桃脂肪积累与酶活性动态及其相关性

以绿岭和绿早2个早实核桃品种为试材,对开花50 d后不同发育时期核仁的脂肪含量与3种相关的酶活性动态进行研究,分析不同发育时期影响核桃脂肪含量的关键酶.结果表明: 2个品种的核仁脂肪积累动态一致,核仁在开花后50 d开始固化,花后60～90 d核仁脂肪含量迅速增加,花后90～120 d增长幅度变缓,花后120～130 d脂肪含量停止增长.利用Logistic模型对核桃脂肪积累进程进行拟合(P<0.01),绿岭脂肪积累盛期为开花后57.8～85.8 d,绿早为开花后67.4～92.1 d.乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)和丙酮酸激酶(PK)活性均在花后50～100 d呈上升趋势,随后酶活性呈下降趋势.核仁脂肪含量与ACCase活性呈显著正相关;脂肪积累速率与PK活性呈显著正相关;不同发育时期脂肪含量与酶活性的相关性不同.花后50～100 d是核桃核仁脂肪合成旺盛的时期,此时加强田间栽培管理可以提高脂肪含量.在核桃脂肪合成前期G6PDH是影响脂肪含量的主要酶,PK活性影响丙酮酸形成,从而间接影响脂肪的合成.ACCase活性影响了最终的脂肪含量,并在脂肪合成的各个时期均起到重要的调节作用,是影响核桃脂肪合成的关键酶.     

新型工业油料作物亚麻荠油脂代谢工程

亚麻荠(Camelina sativa L.Crantz)是一种新型的"低投入、环保型"工业油料作物。种子含油量达43%,其中α-亚麻酸35%。种子油不仅可做食用油和动物饲料,亦可用于加工保健功能食品,以及生物燃油和高值油脂产品。重点分析亚麻荠主要农艺性状和优异油脂性状,论述应用基因工程技术对亚麻荠油脂品质的遗传改良研究,包括长链多聚不饱和脂肪酸,ω-7脂肪酸,中、短链脂肪酸和蜡酯生物合成,以及单一脂肪酸富集途径的代谢组装。分析和讨论了亚麻荠功能基因组学研究动向以及亚麻荠产业发展前景。     

不同营养条件下原始小球藻对蒽的富集和降解研究

研究了自养与异养条件下原始小球藻对蒽的降解和富集能力 .结果表明 ,自养条件下 ,浓度为1 0mg·L-1的蒽有 48.18%被降解 ,其中 2 8.81%属于自然光降解 ,仅有 19.37%被原始小球藻降解 .而异养条件下的原始小球藻对浓度为 2 .5mg·L-1的蒽降解率达到 33.5 3%,说明异养原始小球藻不仅能耐受高浓度蒽 ,而且表现出比自养原始小球藻更强的蒽降解能力 .两种条件下 ,80 %以上残留的蒽都被富集到藻细胞中 .虽然自养条件下原始小球藻对蒽的生物富集系数达 90 6 4,远大于异养条件下的生物富集系数(1899) ,但异养条件下藻对蒽的绝对富集量 (2 0 2 .2 9μg)远远高于自养条件下的 6 9.6 87μg .     

水胁迫下沙漠小球藻蛋白质组学分析

通过研究小球藻(Chlorella sp.)在干旱胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释小球藻对干旱胁迫的响应机理。以20%的PEG 6000胁迫处理0、6、12、18、24和30 d,提取小球藻总蛋白,利用双向电泳和质谱鉴定技术分析差异蛋白。共鉴定29个差异蛋白,按功能可分为7类:光合作用、能量合成和转化、物质代谢、抗氧化、转运和细胞结构、抗逆和功能未知蛋白质。这些蛋白的表达变化影响着沙漠小球藻的油脂积累,对干旱胁迫应答起到了至关重要的作用,并直接或间接地参与了沙漠小球藻细胞内的光合作用和油脂合成。     

小球藻高附加值生物活性物质“小球藻热水提取物”的研究现状与展望

小球藻是一种食用历史久、营养丰富的微藻功能食品,其中蛋白核小球藻已于2012年被我国批准为新资源食品,并成为国内外正在大力发展与培育的微藻能源及微藻固碳这一战略性新兴产业的主要藻种之一。在积累油脂的同时,小球藻自身还能合成高附加值生物活性物质,其合理利用可平衡微藻能源的高成本。小球藻热水提取物(CE),即商业上宣称的"小球藻生长因子(CGF)",是小球藻有别于其他微藻的主要生物活性物质,在促进生长、调节免疫等方面具有良好功效,且市场售价高。但迄今,有关CE的认识尚不清晰,尚未见CE方面的系统评述。本文对近年来CE的活性研究状况进行了系统的文献调查与梳理,综述了CE在增强免疫、抑制肿瘤、改善代谢综合征、清除自由基、抵御紫外损伤、螯合重金属以及保肝护肠等多个方面的功效,并分析了CE活性研究中存在的问题及CE的发展前景。