小球藻生物技术研究应用现状及展望

本文概述了小球藻的培养技术和小球藻生物活性物质、小球藻天然药物及其它小球藻天然产物的开发利用现状,介绍了小球藻基因工程和利用生物技术将小球藻作为能源开发以及利用小球藻生物技术治理环境污染的最新进展,并对小球藻生物技术的研究应用提出了展望。     

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本文概述了小球藻的培养技术和小球藻生物活性物质、小球藻天然药物及其它小球藻天然产物的开发利用现状,介绍了小球藻基因工程和利用生物技术将小球藻作为能源开发以及利用小球藻生物技术治理环境污染的最新进展,并对小球藻生物技术的研究应用提出了展望。     

生物技术研究引领中国微藻产业发展的六十年:回顾与展望

微藻是单细胞放氧光合作用微生物.据记载,早在1500年前的晋代,中国人就有食用微藻的传统,并尝试将其作为中药治疗疾病. 1959～1962年的三年困难时期,党和国家鼓励科学家开展小球藻替代粮食的研究,微藻生物技术开始得到发展. 20世纪80年代的"把螺旋藻作为全民蛋白质的补充"国家战略,为微藻生物技术的进步注入了创新活力.随着藻种选育技术、跑道式和管道式反应器的进步,以及微藻培养方式的根本性创新,我国的螺旋藻、小球藻、雨生红球藻和裸藻生物量接连取得根本性的突破,中国成为世界最大的微藻生产国.我国微藻生物技术研究将在引领产业降低生产成本、提高生产规模和效益的同时,引导建立微藻精准应用及环境治理的生物经济新模式.     

基于文献计量学的微藻生物技术发展趋势

微藻作为一类单细胞光合生物,具有光能利用率高、生长速度快、生物活性成分和储能物质含量高等特点,在食品、饲料、生物能源、碳减排和废水处理等领域具有广阔的应用前景。本文系统查阅了近年来国内外微藻领域发表的相关文献和专利,藉此对微藻生物技术领域的研究进展及存在问题进行了梳理和分析,并对我国微藻生物技术的科技布局、重要成果及发展瓶颈进行了概述,最后对微藻生物技术的发展趋势予以展望。     

微藻藻种的筛选和育种及基因工程改造

正利用微藻油脂、烷烃或微藻淀粉生产生物柴油或生物酒精已成为国际生物能源研究领域的前沿和各个国家尤其是西方发达国家能源科技竞争的热点。然而,微藻生物燃料面临用于大规模工业化培养的微藻品种较少、生产成本高而难于商业化应用的问题。文章深入研究微藻生物技术的发展,对目前微藻藻种筛选、育种和基因工程技术改造进行分析,为进一步发掘筛选新的微藻生物资源、获得富含生物燃料原料成分及多种生物活性成分的优良藻种提供指导,加快微藻的生物产品和生物燃料商业化生产。     

小球藻用于生物柴油生产的研究进展

目的:对小球藻(Chlorella)生产生物柴油的研究做一综述。方法:查阅近年来国内外小球藻用于生物柴油生产的相关文献,并进行综合分析。结果:微藻生物柴油是具有广泛发展前景的生物柴油,小球藻是目前研究较深入、非常有吸引力的、用于生产生物柴油的微藻藻种,是优质的生物柴油原料,具有其他生物柴油原料不可比拟的优势。随着工程技术的发展和研究的不断深入,探索适宜的小球藻规模化培养方法以期获得质与量兼得的高品质油脂成为研究目标,相信该目标在不久的将来就会实现。结论:小球藻在生物柴油生产领域具有广阔的发展前景。     

盐藻与β—胡萝卜素

微藻生物技术是近年来新兴的生物技术之一,至今有三种微藻已大规模生产,包括小球藻、螺旋藻与盐生杜氏藻(简称盐藻)。由于盐藻能生产出干重高达10％的β-胡萝卜素,现已成为微藻中占有最大市场的种类。关于盐藻养殖生物学、盐藻β-胡萝卜素的生产及应用,已成为各国科学家研究的焦点。1983年召开的第十一届国际海藻会议将盐藻及β-胡萝卜素列入大会的专题讨论,1990年世界营养学会的主题是β-胡萝卜素,1991年美联社将β-胡萝卜素的作用选为世界十大科技新成就之一。     

营养强化时褶皱臂尾轮虫对饵料微藻的摄食

选取适宜浓度利用单种微藻和混合微藻对轮虫进行营养强化,采用实验生态学方法研究了轮虫滤水率和摄食率的动态变化.结果表明:微藻浓度、微藻种类和培养时间均对轮虫的滤水率和摄食率有显著影响;轮虫对几种单种微藻的滤水率和摄食率均随培养时间的延长而下降,在实验条件下,6h内轮虫对3种微藻的滤水率大小顺序为小球藻＞球等鞭金藻＞牟氏角毛藻,12h内轮虫对3种和,微藻的滤水率大小顺序则为球等鞭金藻＞小球藻＞牟氏角毛藻;轮虫在混合微藻中的选择顺序为球等鞭金藻＞小球藻＞牟氏角毛藻.     

加快推进微藻能源(固碳)产业化进程——访华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室李元广教授

正李元广,"973"计划能源领域微藻能源项目首席科学家。1994年博士毕业于清华大学化工系。现为华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教授,二级教授,博导,海洋生化工程研究室主任。长期从事微藻生物技术和微生物农药等方面的研发工作,在国内外独创了一项微藻培养领域崭新的平台技术——"异养-稀释-光诱导串联培养",解决了制约微藻产业发展的     

热带普通小球藻培养模式的筛选及其培养基的优化

【背景】从海南热带海区中分离得到一株微藻,其生长速度快、适应力强,经鉴定该微藻为普通小球藻。【目的】提高热带普通小球藻的生长速率。【方法】以"宁波大学3#微藻培养液配方"为基础培养液,分别添加有机碳(C6H12O6和CH3COONa)对热带普通小球藻进行自养、兼养及异养培养,获得促进热带普通小球藻快速生长的培养方式。在"宁波大学3#微藻培养液配方"的基础上对热带普通小球藻的兼养培养基配方进行优化,并用优化兼养培养基与"宁波大学3#微藻培养基"对比培养热带普通小球藻。【结果】添加6 g/L CH3COONa的兼养模式促进热带普通小球藻生长效果最好;优化的兼养培养基配方为:6 g/L CH3COONa,20 mg/L(NH4)2SO4-N,5 mg/L Na H2PO4-P,3 mg/L Fe SO4-Fe,1 mg/L Vitamin B1和0.000 5 mg/L Vitamin B12。对比培养实验结果显示,培养第6天,兼养培养液收获的生物量(细胞密度)达4.20×107 cells/m L,是"宁波大学3#配方微藻培养液"的2.30倍。【结论】兼养培养模式为热带普通小球藻的最佳培养模式,优化的兼养培养基极显著地提高了热带普通小球藻的生物量(P0.01)。     

小球藻的营养及药用价值

微藻因具有丰富的营养价值和产油能力,因而已被广泛研究。小球藻属于单细胞绿藻,分布广泛,种类多达十余种,在食品、医药、饲料、能源和环保等多个领域具有广泛的应用价值。小球藻不仅可以光自养生长,还可以利用有机碳源进行异养生长。小球藻细胞壁坚厚,胞内含有丰富的蛋白质、必需氨基酸、多糖、色素、脂肪酸,并富含多种维生素,以及铁、钙、锌、钾等矿物元素,具有全面而均衡的营养价值。小球藻属中的蛋白核小球藻已被我国卫生部列为新资源食品。小球藻特有的促生长因子（CGF）具有提高免疫力、抗肿瘤等多种特殊功效,近年来研究证明小球藻在临床上可作为治疗多种疾病的辅助药物,被认为是绿色天然的营养保健食品。本文从小球藻的生物学特性、营养价值、药理和保健作用等方面进行了论述。     

微藻生物技术新进展

微藻生物技术是较新的生物技术领域之一。藻的生物技术本质上与农业相同,即利用光合成机制生产生物量,用作食物、饲料、化学药品和能源。 培养微藻作生物量的主要优点为: 1.藻是很有效的生物系统,是以太阳能通过光合成生产有机化合物的。     

小球藻的分子生物学研究进展

单细胞真核藻类—小球藻是一种重要的微藻资源。近年来,随着藻类生物技术的迅速发展,有大量关于小球藻的研究工作被报道。在分子生物学领域,研究则集中在小球藻的核基因组和叶绿体基因组、重要功能基因的克隆和分析以及以小球藻为载体的基因工程研究等方面,本文仅就此方面的进展作一综述。Abstract: Unicellular green alga Chlorella is a kind of important eukaryotic microalga. A lot of work about Chlorella was reported in recent years with the rapid development of algal biotechnique. In the area of molecular biology, studies of Chlorella focus on the nuclear and chloroplast genome, cloning and analysis of important genes and genetic engineering using Chlorella as vector. This review reports the research progress in these aspects.     

利用微藻生产单不饱和脂肪酸——棕榈油酸

正棕榈油酸(C16:1Δ9)具有重要的营养和医药价值,进行相应产品的开发已是势在必行。目前棕榈油酸主要来源于生物合成。大田栽培的普通油料作物中棕榈油酸含量很低,而棕榈油酸含量高的野生植物存在资源少的问题,因此利用棕榈油酸含量高且能够规模培养的微藻来进行棕榈油酸的生产已成为生物技术和可再生资源研究的一个热点领域。文章介绍了棕榈油酸的原料来源,并结合笔者实验室对黄丝藻棕榈油酸的研究,综述了微藻棕榈油酸的优势及其合成途径,最后初步展望了微藻棕榈油酸研究的发展方向。     

国内简讯

适宜藻类细胞工程培养的大型封闭式管道光生物反应器研制成功中国科学院海洋研究所生物技术中心成功研制出适宜藻类细胞工程培养的大型封闭式管道光生物反应器,解决了限制微藻资源开发利用产业化的瓶颈。     

微藻规模化培养研究进展

微藻作为地球上最古老的物种之一,其诞生可追溯到35亿多年前。微藻的种类十分丰富,形态也多种多样。微藻一般都含有叶绿体,因此可进行光合作用,有研究表明微藻固定CO_2的能力是陆地植物的10倍。微藻以其丰富的代谢产物及独特的生理特性在可再生能源、生物医药、食品工业和环境监测等方面有着广泛的应用。然而如何在控制成本的前提下对微藻进行规模化培养成为困扰微藻应用行业的一大难题。为此,本文将从微藻的生化特点及其在各领域中的应用、微藻的规模化培养和微藻的采收3个方面对微藻的规模化培养近十年的研究进展进行综述,旨在为微藻高效培养、低成本采收的研究开发提供参考。     

微藻生产油脂培养新技术

近年来,随着全球性能源短缺和环境污染等问题日益严重,利用微藻开发绿色、清洁的生物能源已成为了研究热点。但是微藻油脂的低合成速率和高成本限制了微藻油脂的大规模生产。为了有效开发利用微藻资源,双阶段及共培养技术被发展并取得了显著进展。此外,除了改变培养条件,更为简单的添加生长代谢调节因子的策略也被证明是一种有效的提高微藻油脂的技术。对各种新发展的微藻培养技术及其技术原理进行了详细介绍,在此基础上,初步展望了微藻产油研究的未来发展方向。     

利用絮凝进行微藻采收的研究进展

微藻可生产不饱和脂肪酸及色素等多种高附加值产品,同时也可用来生产可再生清洁能源如生物柴油等,具有良好的应用前景。但是,目前微藻细胞的采收成本高居不下,已成为限制微藻生物技术大规模应用的重要因素之一。与其他方法相比,絮凝采收成本低、操作简便,是很有应用前景的采收方法。本文综述了国内外利用化学絮凝、物理絮凝及生物絮凝等方法对不同微藻细胞进行采收的研究,重点对生物絮凝方法进行了总结。利用微生物絮凝剂及微藻细胞的自絮凝进行微藻生物量的回收,是微藻采收技术中环境友好、低成本和行之有效的新方法之一。     

基于微藻的水产养殖废水处理技术研究进展

摘要：利用微藻处理水产养殖废水是一项污水资源化生物技术。近年来,国内外开展了大量有关藻类培养和废水处理的研究,发展了藻类处理技术,包括藻类塘、活性藻、固定化藻类、光生物反应器。本文综述了微藻净化水产养殖废?水的原理、研究成果及应用实例,并对今后的研究方向提出了建议。     

代谢调控在微藻油脂积累中的作用

矿物能源的无节制使用,引起了日益严重的环境问题.随着全球石油耗竭及其价格的上涨,大力发展生物质能源、寻求可再生性新能源,对经济的可持续发展、缓解能源压力、控制环境污染具有重要的战略意义.微藻以其生长周期短,含油量高而引起了人们的广泛关注.但由于对藻类脂肪代谢中的调节机制了解不多,以及微藻基因组研究的相对滞后,极大的限制了微藻生物质能源的大规模开发利用.随着现代生物技术的发展,通过基因工程、代谢工程的方法,调控微藻脂类代谢,提高藻类含油量和生物量已成为可能.该文综述了影响微藻生长和油脂积累的生理生态因素及其调控的研究进展,探讨了代谢调控在微藻油脂积累中的作用及其在生物质能开发中的应用前景.