转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长潜力分析

以野生聚球藻7002为对照,从室温吸收光谱、光合放氧速率、生长动力学参数以及气升式光生物反应器中的生长特性阐述了转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002的生长优势和培养潜力.结果表明:转MT聚球藻室温可见光光谱吸收峰比野生藻略高;最大净光合速率和饱和光强比野生藻高,呼吸速率和补偿光强比野生藻低;转MT聚球藻摇瓶培养的最大细胞浓度为野生藻的1.74倍,具有较高的细胞生长速率;气升式光生物反应器有利于转MT基因聚球藻生长潜力的发挥.     

聚球藻7002在光生物反应器中的光自养培养

通过对聚球藻7002在光生物反应器中的培养,研究了光强在聚球藻7002培养液中的衰减规律,得到了培养过程光强随藻细胞浓度和光程距离变化的关系式,即I=I₀exp［-(-0.0239+0.0777OD₇₅₀)·L］。并对培养过程特性及培养温度、外加CO₂浓度和光照强度对藻细胞生长的影响进行了较为详细的研究,得到了反应器中较为适宜的聚球藻7002的培养条件,藻细胞培养密度达到3.4g/L(干重),体积产率达到0.57g/(L·d)的较高水平。     

利用响应面方法优化转小鼠金属硫蛋白-I基因聚球藻7002的培养基成分

为实现转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002的高密度培养, 并将其应用于实际的重金属废水处理过程, 首先需要对培养基的成分进行优化。本文利用响应面这一多因素过程优化的有效工具, 通过全因子实验、最陡爬坡实验和中心组合实验, 对转小鼠金属硫蛋白基因-I聚球藻7002培养基的主要成分以及初始pH进行了优化。优化后的培养基组成为: NaHCO3 1.696 g/L, NaNO3 8.57 g/L, 初始pH为8.57, 其他成分同Medium A。优化条件分别在2 L和20 L气升式光生物反应器中得到了验证, 最大细胞浓度分别达到每升4.16 g干重和每升3.12 g干重, 分别比优化前提高了9倍和7倍, 从而为其产业化应用打下基础。     

转人源胸腺肽α1基因聚球藻7942及其野生藻的培养

探讨光照强度、光照时间、接种量和不同碳氮源对转人源胸腺肽α1基因聚球藻7942（转化藻）及其野生藻（聚球藻7942）生长的影响以及生长过程中pH的变化。研究发现,无论是野生藻还是转化藻的生长都表现出全天光照优于半天光照。三角瓶培养转化藻生长的最佳光照度为1500lx,野生藻生长的最佳光照度为2000lx;光反应器培养两种藻生长的适宜光照强度均随藻体浓度的变化而改变。为了尽量缩短延滞期,转化藻接种量OD730≥0.08,野生藻OD730≥0.05。两种灌体生长适宜的碳氮源为NaHCO3和KNO3,生长过程中pH值变化趋势基本相似。     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-a和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-a(hTNF-a)转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002.然而,转基因聚球藻的hTNF-a表达率很低,仅为可溶性蛋白的0.08%,这不利于进一步纯化.不同浓度的葡萄糖对转TNF-a聚球藻的生长、hTNF-a的表达和光合作用的影响.当葡萄糖浓度为125mmol/L,hTNF-a的表达率达到最高,是不合葡萄糖的6.57.此外,当葡萄糖浓度为75mmol/L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍.在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显.     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-α和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-α（hTNF-α）转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002。然而,转基因聚球藻的hTNF-α表达率很低,仅为可溶性蛋白的0．08％,这不利于进一步纯化。不同浓度的葡萄糖对转TNF-α聚球藻的生长、hTNF-α的表达和光合作用的影响。当葡萄糖浓度为125mmol／L,hTNF-α的表达率达到最高,是不含葡萄糖的6.57。此外,当葡萄糖浓度为75mmol／L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍。在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显。     

磁处理光生物反应器的研制及其应用研究

开发出一种新型气升式外环流磁处理光生物反应器,将其应用于钝顶螺旋藻的高细胞密度培养,并从光合作用的角度对磁致生物效应机理进行了初步探讨。光生物反应器主要由反应器主体（气升管道、下降管、除气室）、在线检测与控制系统,以及磁处理、光照、热交换和供所系统组成。结果表明,采用该生物反应器在０＜Ｈ＜３２０ｋＡ／ｍ的磁场强度范围内培养钝顶螺旋藻,不仅能显著加快藻细胞生长速度,而且可提高最大细胞干重浓度。钝顶螺     

有机碳源对转hTNF-α基因聚球藻生长和光合作用的影响

研究了不同有机碳源对转hTNF-α基因聚球藻7002细胞的生长及光合作用的影响.通过对混合营养培养初时及生长2 d后细胞光合放氧的比较,发现经过一个对有机碳利用的适应和诱导过程后,适宜的有机碳源可以显著促进细胞的光合作用及生长;同时还发现,有机碳源的加入抑制了低CO2浓度下培养的藻细胞的初始光合放氧;然而,当加入碳酸氢钠1 g/L后,以有机碳源为底物的藻的光合放氧速率大大提高.     

光质对工程聚球藻7002生长及psbA启动子的调控

工程聚球藻的psbA基因及其所用载体的启动子Ppsb A均受光质调控,利用该机制可通过光质调控提高聚球藻的光合效率及其外源基因表达率。以转vp28基因聚球藻7002为实验材料,通过优化光强、温度及pH,解除光限制因素并提高光能利用率。通过改变白光、红光及蓝光的比例,调控光质组成及单色光的光强,检测细胞生长、外源基因的表达及psb A基因的转录。研究结果表明:高比例蓝光下,vp28基因的表达率达到2.4%,是纯白光下的3倍,重组蛋白VP28的积累量提高至2倍。高比例红光抑制了psb AII、psb AIII基因及外源基因的表达,但促使生物量在3 d内突破1.5 g/L。本研究为蓝藻的生物制药和工程蓝藻代谢产物的产业化提供了理论基础。     

平板式光生物反应器中紫球藻培养条件的优化

研究了平板式光生物反应器中紫球藻(Porphyridium cruentumNaegeli)的培养条件,运用均匀设计法对光照强度、通气速率、装液量、接种密度以及pH等影响紫球藻生长的因素进行优化,获得了在平板式光生物反应器中培养紫球藻的最佳条件:光照强度10 000 lx、通气速率350 L.h-1、装液量6 L、藻细胞接种密度1.1×106mL-1、pH9.0。在最佳条件下藻体的生物量产率和生物量产量分别达到0.431 g.L-1.d-1和3.240 g.L-1,最大生长速率达0.652 g.L-1.d-1,胞外多糖含量高达0.665 g.L-1。另外,在培养过程中隔天补充培养液有利于紫球藻生物量的增加和胞外多糖的产生。