初始硝酸钠浓度对魏氏真眼点藻的生长、形态和油脂积累的影响

为了确定不同初始氮供应水平对产油微藻魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri)生长、形态和油脂积累的影响, 本研究通过在改良的BG-11培养基中设置4种不同的初始硝酸钠浓度(17.6、11.7、5.9和3.0 mmol/L)对魏氏真眼点藻(E. vischeri)进行培养。观察结果表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)的营养细胞为一具裂叶状叶绿体、细胞质中有一红色素体和许多振动颗粒及光滑细胞壁的球形单细胞; 细胞繁殖方式主要是形成二分裂和四分裂的似亲孢子。在低氮条件下, 随着培养时间的延长, 细胞内油体逐步形成, 至培养末期占据细胞的大部分空间, 同时培养物的颜色也由绿色向黄绿色转变, 最终呈橙黄色。实验结果表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)生物质浓度在17.6 mmol/L组获得最大值为9.14 g/L; 总脂、中性脂和总脂肪酸三者占干重的含量随着初始硝酸钠浓度的降低而升高, 在3.0 mmol/L组获得最高值, 分别为60.81%、56.59%和53.47%; 三者的单位体积产率均在5.9 mmol/L组获得最高值, 分别为0.24、0.21和0.20 g/(Ld); 主要脂肪酸组成为棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)和二十碳五烯酸(C20:53, EPA), 其中棕榈油酸的含量最高。上述研究表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)是一株适合于生产生物柴油和长链不饱和脂肪酸EPA的高产油微藻。       

不同氮源及氮浓度对真眼点藻纲微藻生长及油脂积累的影响

以真眼点藻纲8株微藻(类波氏真眼点藻(Eustigmatos cf. polyphem)、大真眼点藻(Eustigmatos magnus)、波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem)、魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri)、斧形魏氏藻(Vischeria helvetica)、点状魏氏藻(Vischeria punctata)、星形魏氏藻(Vischeria stellata)和眼点拟微绿球藻(Nan-nochloropsis oculata))为研究材料, 用3种氮源(硝酸钠、碳酸氢铵或尿素)和4种氮浓度(18、9、6和3 mmol) 在改良的BG-11培养基中对藻细胞进行培养。比较分析这8株微藻在不同培养条件下的藻液pH、生物量、油脂含量、脂肪酸组成的差异, 从而筛选出适合该类微藻生长和油脂积累的最适氮源与最佳氮浓度。结果表明, 这8株微藻均能在3种氮源中生长, 但是随着培养时间延长, 以碳酸氢铵和尿素为氮源时藻液pH逐渐降低, 其变化范围为5.0—6.0, 而以硝酸钠为氮源时藻液pH保持在7.0—8.0, 变化不大。当以尿素为氮源培养时, 能获得较高的生物量, 但是不同藻株在不同尿素浓度时达到最高生物量。最高生物量是波氏真眼点藻(E. polyphem)在9 mmol时达到, 为10.96 g/L。总脂含量分析发现, 在低氮浓度下均能促进8株微藻油脂的积累, 真眼点藻属中的魏氏真眼点藻(E. vischeri)在8株藻中获得最高油脂含量, 达到59.24%。进一步对脂肪酸分析发现, 8株微藻总脂肪酸含量为细胞干重的50%—58%, 主要脂肪酸组成为豆蔻酸(C14鲶0)、棕榈酸(C16鲶0)、棕榈油酸(C16鲶1)、油酸(C18鲶1)和二十碳五烯酸(C20鲶5), 其中拟微绿球藻(N. oculata)细胞中棕榈酸的含量最高占总脂肪酸50%左右; 其他7株微藻细胞中棕榈油酸的含量较高, 其占总脂肪酸含量范围在40%—60%。8株微藻均表现出较高的生物量与油脂积累能力, 以尿素为氮源, 氮浓度为6 mmol时更有利于该类微藻生物量和油脂的积累。总体来说, 真眼点藻纲的微藻是一类极具潜力适合于微藻生物燃料生产的微藻, 而真眼点藻属藻株表现更为明显的优势。     

不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸分布的影响

富含多不饱和脂肪酸的产油微藻是开发高值微藻油的理想原料,一株产油微藻是否具有高值油脂开发潜力需要评估其油脂产量、中性脂比例与多不饱和脂肪酸分布等指标。低氮胁迫是研究微藻油脂积累理想的方式之一,以一株产油绿球藻(Chlorococcum sp.)为实验材料,以硝酸钠(NaNO_3)为氮源,设置17.6 mmol/L、5.9 mmol/L和3.5 mmol/L三种氮浓度,跟踪测定产油绿球藻生长、脂类组成及多不饱和脂肪酸分布的时相变化。结果显示,3.5 mmol/L和5.9 mmol/L氮浓度条件下,产油绿球藻取得了2.55 g/L和2.51 g/L的总脂产量,远高于17.6 mmol/L氮浓度组的总脂产量(1.43 g/L);降低氮浓度可以提高中性脂比例,3.5mmol/L氮浓度组取得最高的中性脂比例,为88.6%总脂质(Total lipid,TL),高于5.9 mmol/L氮浓度组(86.3%TL)和17.6 mmol/L氮浓度组(80.5%TL);降低氮浓度可以改变产油绿球藻的脂肪酸在不同脂类分子中的分布,促进脂肪酸更多分布于中性脂中,其中,3.5 m mol/L TL氮浓度组培养结束时,α-亚麻酸在中性脂的比例由接种时的33.9%提高到86.5%。适宜氮浓度对于提高产油绿球藻总脂产量、中性脂比例而多不饱和脂肪酸分布具有重要作用,产油绿球藻积累的α-亚麻酸在低氮条件下更倾向于分布在中性脂中,是一株具有高值化微藻油开发价值的藻株。     

高、低氮浓度对2株真眼点藻的生长和油脂积累的影响

【目的】研究氮浓度对真眼点藻纲(Eustigmatophyceae)的2株高产油微藻大真眼点藻(Eustigmatos magnus,EM)和波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem,EP)的细胞形态、生长、总脂含量、脂质组成和脂肪酸组成与含量的时序变化规律。【方法】利用高氮(18.0 mmol/L NO3?-N)和低氮(3.6 mmol/L NO3?-N)浓度培养微藻。【结果】形态观察结果表明,大真眼点藻(E. magnus)和波氏真眼点藻(E. polyphem)营养细胞具有1个周生的裂叶状叶绿体,细胞质中有液泡,内含能够振动的颗粒物,以及一个较为明显的红色色素体;生殖方式通过形成2个D形或4个四角形的似亲孢子;随着培养周期的延伸和营养盐的消耗,细胞中油体逐步形成,其数量不断增加,体积不断增大。实验结果表明,初始氮浓度对2种微藻的总脂积累及生长均有显著影响(P<0.05),低氮浓度下2种微藻的生物质浓度分别为9.0 g/L和8.5 g/L,均低于高氮浓度下的生物质浓度。而低氮浓度下2种微藻的总脂、中性脂和总脂肪酸的含量以及总脂、中性脂与总脂肪酸的单位体积产率均明显高于高氮浓度组,其最高值分别为：59.10%、51.90%、46.95%和0.28、0.24、0.22 g/(L·d) (EM);64.20%、56.80%、50.01%和0.32、0.28、0.25 g/(L·d) (EP)。脂肪酸分析结果表明,两种微藻的脂肪酸主要成分均为棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)和二十碳五烯酸(C20:5,EPA),四者的总含量(占总脂肪酸)分别达到85.83%和85.48%,其中棕榈油酸的含量最高。【结论】低氮浓度胁迫有利于大真眼点藻和波氏真眼点藻细胞内油脂的积累,两种微藻均为适合于生产生物柴油的油脂生产藻株。     

不同培养模式下魏氏真眼点藻生长和产油特性的研究

为了解魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri Hibberd)的生物学特性,探究"批量法"、"两步法"、"补料法"和"添加碳酸氢盐"4种不同培养模式对魏氏真眼点藻生长和油脂积累的影响,本文分别采用不同初始浓度的硝酸钠供应、更换培养基、分次少量补加硝酸钠及添加低浓度Na HCO3或NH4HCO3等方法培养魏氏真眼点藻。结果显示,"批量"培养下,硝酸钠浓度为3.0 mmol/L时藻细胞生物量达到8.41 g/L,油脂最高可达到65.16%,油脂产率为0.30 g·L-1·d-1。"两步法"和"补料法"培养对藻细胞油脂积累没有显著影响,而通过"添加碳酸氢盐"培养对该藻细胞生长和油脂积累的效果最显著,其中Na NO3+NH4HCO3组生物量达到11.56 g/L,油脂最高达60.92%,与相同氮浓度"批量"培养相比,生物质浓度提高了1.0 g/L,总脂含量提高了10%,大大提高了该藻的总脂产率(达到0.39 g·L-1·d-1)。因此,魏氏真眼点藻是一株高产油藻株,当添加低浓度碳酸氢铵时最有利于促进该藻生物质浓度和总脂含量的提高,这是一种最佳的培养模式,具有潜在的开发和利用价值。     

营养盐初始组合浓度对类波氏真眼点藻生长和油脂积累的影响

为了研究培养基中主要营养元素氮、磷、硫初始组合浓度对类波氏真眼点藻(Eustigmatos cf.polyphem D.J.Hibberd)生长、油脂积累和脂肪酸组成的影响,分别以NaNO_3、K_2HPO_4、MgSO_4为氮、磷、硫源,设置不同的营养盐初始组合浓度对其进行培养,采用干重法、重量法、气相色谱分析法、元素分析仪等依次对生物量、总脂、脂肪酸组成和细胞内元素含量进行测定。结果显示,氮、磷、硫三者的初始组合浓度变化对类波氏真眼点藻的生长和油脂积累具有明显的影响,9 mmol/L NaNO_3、0.92 mmol/L K_2HPO_4、0.3 mmol/L MgSO_4营养条件下其生物量达到最大值,为9.19 g/L;低氮、低磷胁迫或二者共同胁迫均促进其油脂积累,但低硫胁迫对油脂的积累影响不大,最大油脂含量出现在3 mmol/L NaNO_3、0.029 mmol/L K_2HPO_4、0.3 mmol/L MgSO_4条件下,为68.7%(DW)。此外,类波氏真眼点藻富含棕榈油酸,占总脂肪酸含量的最大值达60.88%。选择合理的氮、磷、硫初始组合浓度能够有效促进其生长或油脂及棕榈油酸的积累。     

不同氮源及其浓度对标志链带藻合成淀粉和油脂的影响北大核心CSCD

【目的】以标志链带藻(Desmodesmus insignis)为实验材料,研究不同氮源及其浓度对该藻生长、总脂和淀粉(碳水化合物)含量的影响,为该藻在生物能源方面的应用提供一定的理论依据。【方法】以硝酸钠、碳酸氢铵或尿素为氮源,5个氮浓度(3、6、9、12和18 mmol/L)的BG-11培养基培养标志链带藻,采用干重法测定生物质浓度、重量法测定总脂、苯酚-硫酸法测定、总碳水化合物和淀粉的含量。【结果】标志链带藻在3种氮源下均能很好的生长。最高油脂含量出现在3 mmol/L硝酸钠实验组,达到32.61%(d.w)。当18 mmol/L碳酸氢铵作为氮源时,总碳水化合物与淀粉的含量以及产率都达到最高,分别为56.54%(d.w)和55.33%(d.w)、0.24和0.23 g/(L·d)。以尿素为氮源时,其生物质浓度和各组分含量与其它氮源实验组差别不大,均有利于该藻的生长及各生化组分含量的积累。【结论】以该藻种生产生物能源的成本等综合考虑,以18 mmol/L碳酸氢铵和尿素为氮源培养标志链带藻最优。     

一株耐盐真眼点藻（Eustigmatos sp.）的户外培养及油脂提取工艺研究

真眼点藻(Eustigmatos)具有生长速率快、可以积累高含量油脂等特性,受到藻类学家的关注,评价它的户外生产性能和探索油脂提取工艺是实现其产业化的关键。利用自制的平板光生物反应器,通过测定生长、脂类积累及脂肪酸组成,评价一株分离自宁夏地区的耐盐真眼点藻(Eustigmatos sp. SCSIO-45821)的户外生长特性及乙醇提油可行性。结果显示,真眼点藻SCSIO-45821可以利用户外平板光生物反应器进行培养,6 cm光径反应器有利于生物质和二十碳五烯酸积累,平均生物质和二十碳五烯酸产率分别为93.5 mg/L·d和0.6 mg/L·d,而在促进油脂积累方面,4 cm光径反应器更加具有优势,平均油脂产率达到22.0 mg/L·d。利用100%乙醇、常温下提取真眼点藻油脂可以获得94.3%的提取率,所提油脂含有超过70%的中性脂与4.0%的EPA,但藻油需要进行精炼和脱色处理。户外平板光生物反应器是一种较理想的真眼点藻培养装置,但需要根据目标产物选择合适的光径,乙醇可以作为真眼点藻的油脂提取溶剂。     

氮源及其浓度对三角褐指藻生长和脂肪酸组成的影响

为了研究氮源的类型和浓度对微藻脂肪酸组成的影响 ,用含有不同浓度NO3 -、NH4 、NH2 CONH2 的培养基 ,对三角褐指藻 (Phaeodactylumtricornutum)进行了培养 ,并测定了其生长和脂肪酸组成。结果表明 ,培养基中不添加氮源时 ,三角褐指藻生长缓慢 ,但多不饱和脂肪酸 (PUFAs)和C18脂肪酸 (C18∶0 ,C18∶2 (n -6) ,C18∶3 (n -6) )占总脂肪酸的比例较高 ;氮浓度较低 (<1 8mmol/L)时 ,三角褐指藻以NH4 为氮源 ,生长较快 ;氮浓度较高 (>3 5mmol/L)时 ,以NH2 CONH2 为氮源 ,生长较快。以NH4 或NH2 CONH2 为氮源时 ,EPA(Eicosapentaenoicacid)和PUFAs占总脂肪酸的比例随着其浓度的增加而上升 ;而以NO3 -为氮源时 ,EPA和PUFAs随着NO3 -浓度增加先上升后下降 ,最适NO3 -浓度为 1 8mmol/L ,此时的EPA占总脂肪酸的比例为 16 7%。EPA占干重 (w/w)的比例 ,不管是哪种氮源 ,均随着氮浓度的增加而升高 ,但是在 0 9— 3 5mmol/L之间 ,3种氮源间EPA含量差异不显著。当氮源浓度为 7 0mmol/L时 ,以NH2 CONH2 为氮源 ,EPA和PUFAs含量最高 ,分别为 2 6 %和 4 4 %。PUFAs占干重的比例随着NO3 -浓度增加而下降 ,随NH2 CONH2 浓度增加而升高 ,而受NH4 浓度变化的影响不显著。     

光强及氮浓度对丝状绿藻双星藻生长及生化组成的影响

[背景]环境因子和营养因子对微藻的生长和生化组成都有显著的影响,其中光强和氮浓度是最重要的两个条件。[目的]研究不同光强和初始氮浓度对丝状绿藻-双星藻(Zygnema sp.)生长及生化组成的影响。[方法]采用改良的BBM培养基,设置了两组光强[100μmol/(m^2·s)和300μmol/(m^2·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15和18 mmol/L)在柱状光生物反应器中对双星藻进行培养。[结果]在高光强条件下[300μmol/(m^2·s)],12 mmol/L初始氮浓度最有利于双星藻生物质的积累,其最高生物量可以达到6.60 g/L,而初始低氮浓度(3 mmol/L)则促进了油脂和脂肪酸的积累,油脂最高含量占干重的32.13%,且脂肪酸组成主要包括棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3),其中油酸含量最高达到总脂肪酸含量的55.01%;在低光强条件下[100μmol/(m^2·s)],初始氮浓度为18 mmol/L时,总蛋白质和总碳水化合物的含量达到最高,分别占干重的16.35%和37.70%,而总脂含量仅占干重10.16%。[结论]光强和初始氮浓度对双星藻生长具有较大影响,通过调节光强和初始氮浓度可有效提高双星藻目标代谢产物的积累。     

6种微藻对氯霉素和硫酸新霉素敏感性研究

目的:探讨3种真眼点藻(点状魏氏藻(Visderia punctata)、波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem)、魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri))和3种绿藻(栅藻(Scnedesmus sp.)、斜生栅藻(Scenedesmus obliqulis)、爪哇栅藻(Scenedesmus jaoaensis))对2种抗生素的敏感性.方法:采用藻液细胞计数法和藻细胞固体平板培养法研究了氯霉素和硫酸新霉素对6种微藻生长的影响.结果:液体培养,3种绿藻对氯霉素敏感性均高于硫酸新霉素,10μg·mL-1氯霉素即可明显抑制3种绿藻的生长(P＜0.05),而硫酸新霉素在浓度为200 μg·mL-1时才显示出明显抑制作用:3种真眼点藻对2种抗生素都不敏感.固体培养,除波氏真眼点藻外,其它5种微藻对氯霉素的致死浓度均为50μg·mL-1;波氏真眼点藻、栅藻、斜生栅藻和爪哇栅藻对硫酸新霉素的致死浓度分别为100 μg·mL-1、200μg· mL-1、50μg·mL-1和50μg·mL-1.结论:氯霉素可作为选育6种微藻抗性突变株的筛选剂.     

氮源类型和水平对3株球状绿藻生长、油脂和花生四烯酸积累的影响

【背景】缺刻叶球藻(Lobosphaera incisa Reisigl)是一种单细胞球状绿藻,是已知花生四烯酸(Arachidonic acid,AA)含量最丰富的植物资源之一。然而目前其分类和命名仍然较为混乱。【目的】明确3株球状绿藻(SAG2468、SAG2043、H4301)的分类地位及在不同氮源(硝酸钠、尿素、碳酸氢铵、碳酸铵、硝酸铵、氯化铵和硫酸铵)和氮浓度(18mmol/L,3mmol/L)条件下油脂和AA积累的特性。【方法】通过分子系统学和形态观察的方法对3株球状绿藻进行分类界定;采用干重法、重量法和气相色谱分析的方法分别对其生物量、油脂含量、脂肪酸组成及AA含量进行测定。【结果】3株球状绿藻均隶属于叶球藻属(Lobosphaera),SAG2468原定名为缺刻缘绿藻(Parietochloris incisa),现修订为缺刻叶球藻(Lobosphaera incisa),与H4301为缺刻叶球藻的不同地理株系。SAG2043原定名为双隔蚁形藻(Myrmecia bisecta),现修订为双隔叶球藻(Lobosphaera bisecta)。3株微藻在高氮(18 mmol/L)和低氮(3 mmol/L)浓度的硝酸钠和尿素培养条件下均可良好生长,铵盐对藻细胞生长普遍有抑制作用,且浓度越高抑制作用越显著。低氮胁迫能显著促进油脂和AA的积累(P0.05),SAG2043在3 mmol/L硝酸钠条件下油脂和AA产率最高,分别为142.15mg/(L·d)和35.51mg/(L·d),明显高于另外2株微藻(P0.05)。此时SAG2043对应获得的生物量为4.9 g/L,油脂含量为43.49%,AA含量高达干重的10.86%,占总脂肪酸含量的31.75%。【结论】SAG2043是一株更具AA开发潜力的微藻。     

氮源种类及浓度对眼点拟微绿球藻生长密度、油脂产率和二十碳五烯酸含量的影响

氮源是影响微藻生长和油脂积累的重要因素,文中通过单因素试验比较了NaNO3、CO(NH2)2、NH4Cl、CH3COONH4及其浓度对眼点拟微绿球藻生长密度、生长速率、油脂产率、二十碳五烯酸(EPA)含量的影响。结果表明：NH4+更易被眼点拟微绿球藻利用,能更好地促进微藻生长和油脂积累;氮浓度的增加有利于微藻的生长和藻油脂肪酸的去饱和,但不利于微藻油脂的积累。在实验考察的氮源种类和浓度范围内,CH3COONH4是促进眼点拟微绿球藻生长和油脂积累、EPA生成的适宜氮源,其适宜的浓度为5.29 mmol/L。     

囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下特殊的油脂积累规律

对不同初始氮浓度条件下囊状黄丝藻(Tribonema utriculosum SAG22.94)的生长状况、油脂含量和脂肪酸组成与含量进行研究。结果显示,囊状黄丝藻在氮浓度为3.0 mmol/L时,获得生物质浓度最高,为6.39 g/L;氮浓度为18.0 mmol/L时获得总脂和总脂肪酸含量最高,分别为细胞干重的44.62%和42.21%;上述3个指标单位体积的产率均在氮浓度3.0 mmol/L时达到最高值,分别为0.538、0.209和0.206 g·L~(-1)·d~(-1)。在4种初始氮浓度条件下,囊状黄丝藻油脂和脂肪酸含量可随着氮浓度增加而增加。脂肪酸含量分析结果显示,该藻的主要脂肪酸为豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈油酸(C16∶1ω7)、花生四烯酸(C20∶4ω6)和二十碳五烯酸(C20∶5ω3,EPA)。其中棕榈油酸含量最高,占总脂肪酸含量的36.53%~50.08%。研究结果表明囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下具有特殊的油脂积累规律,是一株具有重要应用价值的产油丝状微藻。     

不同氮素水平对产油尖状栅藻生长及光合生理的影响

在300μmol photons·m^-2·ｓ^-1光照下,以不同初始氮素营养条件的改良BG-11培养基为基础培养基,在Ø6 cm的玻璃柱状光生物反应器通气(加富1.5% CO₂)培养绿藻尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus),分析探讨藻细胞的生长及光合生理与氮素营养的关系。结果表明,不同氮素实验组藻细胞的最大生物量有差异,氮浓度为6mmol/L实验组的生物量最高,为5.19g/L。与初始氮浓度18 mmol/L相比,较低的氮浓度9 mmol/L、和 6 mmol/L 在培养前期对尖状栅藻的生长具有明显的促进作用。藻细胞叶绿素a、b及总类胡萝卜素含量与培养液的氮素营养水平呈正相关。低氮条件有利于总脂积累,总脂含量和单位体积总脂产率显著高于全氮组(P<0.05),3.6 mmol/L实验组的总脂含量最高,为干重的54%,比全氮组高17%(P<0.05)。培养后期随着藻细胞总脂的积累,总碳水化合物和总蛋白含量明显下降(P<0.05)。PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)均随氮素限制而显著下降(P<0.05),光合速率在不同生长阶段呈先上升后下降的趋势,呼吸速率在培养周期内缓慢上升,说明藻的生长、油脂的积累与细胞光合生理状况以及氮素营养水平直接相关。     

不同缺氮营养水平对金色奥杜藻生长及光合生理的影响

采用了Φ6 cm柱状光生物反应器,在不同氮素营养条件(17.6 mmol/L N、8.8 mmol/L N、5.87 mmol/L N、0 mmol/L N)下通气培养硅藻金色奥杜藻[Odontella aurita(Bacillariophyceae;Centricae)],分析探讨藻细胞的光合生理及生长状况与氮素营养水平的关系。结果表明,不同氮素实验组藻细胞达到最大生长的时间明显差异,与对照组(17.6 mmol/L)相比,氮限制(5.87mmol/L N、8.8 mmol/L N)在培养的前期对金色奥杜藻的生长具有促进作用,氮饥饿(0 mmol/L)显著抑制藻细胞生长(P<0.05)。氮限制实验组藻细胞总碳水化合物的含量显著增加(P<0.05),而总蛋白含量明显下降(P<0.05)。藻细胞叶绿素a、c及总类胡萝卜素含量与培养液的氮素营养水平呈正相关。藻细胞最大光合放氧速率Pm随氮浓度下降而降低,呼吸速率Rd呈现相反趋势,PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)、潜在活性(Fv/Fo)以及相对电子传递效率(ETR)均随氮素限制而显著下降(P<0.05),说明藻细胞的表观光合生理状况与氮素营养水平直接相关。     

氮限制对普通小球藻积累油脂过程中生化组成与光合生理的影响

以产油普通小球藻(Chlorella vulgaris Beijierineck)为材料,通过设置不同的初始硝酸钠浓度,研究不同程度的氮素限制对普通小球藻生长、生化组成及光合生理的影响。结果显示,在实验设置的4个氮素浓度下(18.0、9.0、4.5、3.6 mmol/L),普通小球藻生物量无显著差异,但较低的初始氮浓度明显促进了其油脂积累,其中4.5 mmol/L组藻细胞的总脂含量和总脂产率最高,分别达到干重的48.32%及0.0931 g·L-1·d-1,显著高于18.0 mmol/L的正常氮组(P0.05)。4个氮浓度组藻细胞内碳水化合物及可溶性蛋白的含量均有下降,油脂积累量逐渐升高,2个低氮组(4.5 mmol/L和3.6 mmol/L)在培养初期藻细胞内可溶性蛋白大量降解,油脂及碳水化合物有所积累,但碳水化合物随后逐渐转化为油脂。PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)在培养过程中均呈下降趋势,77 K低温荧光结果显示,培养初期,2个光系统之间存在光能调配和状态转化。代表固碳能力的Rubisco活性表现为在较高氮浓度组先上升后下降,而在2个低氮组呈下降趋势;4个氮浓度组Rubisco的活化程度均呈先下降后上升的趋势。该研究表明适宜氮素限制促进普通小球藻油脂积累的过程中碳素分配和光合生理存在协同调控。     

利用平板反应器大量培养高产油绿藻——尖状栅藻的生长和油脂积累规律

以新近分离的淡水绿藻--尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为研究对象,将改良的BG-11培养基中的初始NaNO₃浓度降低为6.0mmol/L和3.6mmol/L,利用新设计的内置拉筋平板式光生物反应器对尖状栅藻(S. acuminatus)进行大量培养。测定不同时相的生物量、总脂含量、脂组分含量及脂肪酸组成和含量,分析尖状栅藻(S. acuminatus)大量培养时的生长和油脂积累规律。当初始NaNO₃浓度为6mmol/L时其最高生物量(6.27g/L)明显高于初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时的生物量(5.30g/L);而最高的总脂含量在初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时获得为干重的56.6%,高于初始NaNO₃浓度为6mmol/L时的总脂含量(51.6%)。总脂经硅胶柱层析分级后得到三种类型的脂组分:中性脂、糖脂和磷脂,随着培养时间的延长中性脂含量逐渐增加,培养至18d后,中性脂的含量分别达到总脂的 90.9%(6 mmol/L NaNO₃)和 92.0%(3.6 mmol/L NaNO₃)及干重的 47.5%(6.0 mmol/L NaNO₃)和 51.4%(3.6 mmol/L NaNO₃)。主要脂肪酸组成为棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸和亚麻酸,这六种脂肪酸在不同时相的含量变化范围分别为89.92%~96.18%(占总脂肪酸)和12.5%~50.7%(占细胞干重)。总脂、中性脂及总脂肪酸单位体积产率分别为:0.18 g/L/d,0.16 g/L/d和0.15 g/L/d(6.0 mmol/L NaNO₃)及0.16 g/L/d,0.15 g/L/d和0.15 g/L/d(3.6 mmol/L NaNO₃)。研究结果表明,尖状栅藻(S. acuminatus)是一株易于规模化培养、脂肪酸组成适合于生物柴油生产的高产油微藻。     

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。     

产油微藻的分离、筛选及自养培养氮源、碳源的优化

从云南滇池的水样中分离筛选得到一株自养产油小球藻(Chlorella vulgaris,C.vulgaris),其油脂产率可达28.6mg/(L·d),进一步考察了不同氮源、氮源浓度和添加无机碳源对其自养生长和油脂积累的影响。结果表明,硝酸钠为优化氮源,氮元素的优化浓度为123mg/L,油脂含量随氮元素浓度升高而降低;添加NaHCO3显著提高了C.vulgaris生物量产率和油脂产率,其优化浓度为800mg/L。在氮源和碳源的优化浓度下,C.vulgaris的最大生物量产率和油脂产率可达332.8mg/(L·d)和100.2mg/(L·d),分别是对照组的3.6和3.4倍。