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。     

微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略

随着石油资源的日益减少及实现低碳经济的迫切需要,微藻能源已成为世界各国重点研究与发展的战略方向。微藻能源关系国家能源重大战略储备,因此我国迫切需要自主开发微藻能源产业化技术。文中分析了我国发展微藻能源的优势,及目前微藻能源产业化中存在的瓶颈和亟待解决的问题,既包括基础科学研究内容,也包括产业化进程中亟需攻克的关键技术问题。在此基础上,提出微藻能源的发展思路和策略,指出了其产业化中的主要环节的技术发展方向,展望了产业化进程。     

尼罗红荧光法快速检测培养过程中湛江等鞭金藻的中性脂

研究一种快速准确测定微藻中中性脂的方法。湛江等鞭金藻是一种中性脂含量高且具有开发潜力的能源微藻。以湛江等鞭金藻为实验对象,首先优化尼罗红染色的条件。当二甲基亚砜体积分数为2.0%、尼罗红质量浓度为1.00μg/m L、细胞密度为1.0×106个/m L、激发波长为480 nm、检测波长为580 nm时,优化的染色时间为10min。其次测定了背景荧光对检测的影响。结果表明,在不同细胞状态下,背景荧光强度大约是微藻内荧光强度的20%左右,可以忽略。最后比较了尼罗红荧光法和重量法。结果表明,荧光强度与中性脂含量的相关系数R2=0.946 8,虽然两者相关性并不十分高,但作为一种快速测定微藻中中性脂的方法,尼罗红荧光法依然是研究微藻培养过程中中性脂含量变化的有效方法。     

不同放养和管理模式下三角帆蚌养殖水体中的浮游生物和初级生产力

通过围隔实验研究了3种放养(单养三角帆蚌,蚌与鲢、鳙混养,蚌与银鲫混养)和2种管理(施肥、投饵兼施肥)模式下养殖水体的浮游生物和初级生产力.结果表明:围隔内浮游植物主要为＜20 μm粒级的种类,其中蓝藻、绿藻和裸藻占优势,硅藻、隐藻、黄藻和甲藻的数量和质量较低;实验期间,围隔内浮游植物数量和质量平均值分别为0.35×109～1.26×109 ind·L-1和32～86 mg·L-1,其中三角帆蚌与鲢、鳙混养的围隔内浮游植物数量和质量较高,蓝藻和硅藻数量和质量明显高于其它围隔;围隔内浮游动物数量以原生动物最多,其质量则以轮虫占优势,枝角类和桡足类等大型浮游动物的数量较少;单养蚌的围隔内浮游动物质量最高;与混养围隔相比,单养蚌的围隔内轮虫质量在浮游动物中的比例较低,桡足类的比例相对较高;蚌与鲢、鳙混养围隔内浮游动物数量最多,原生动物数量在浮游动物中的比例分别高于单养蚌和蚌、银鲫混养的围隔,而轮虫的比例低于后者;实验期间,围隔内初级生产力平均值为4.11～5.45 g O2·m-2·d-1,水呼吸为2.39～4.12 g O2·m-2·d-1,初级生产力与水呼吸的比值为1.25～1.99;单养蚌的围隔内初级生产力最高,蚌、银鲫混养的围隔内初级生产力最低.结果表明:三角帆蚌养殖水体内浮游植物和浮游动物均表现出小型化的趋势;较高的浮游植物数量和质量,特别是较高的硅藻数量和质量,可能是三角帆蚌与鲢、鳙混养围隔内二龄蚌生长较好的原因之一;浮游植物种类组成较初级生产力对蚌生长的影响更大.     

HPLC-ELSD快速测定微藻中性脂

溶剂法提取微藻油脂不同于植物种子油脂,它是全细胞的提取物,成分非常复杂,存在与甘油三酯(TAG)在色谱保留性质上相近的低极性物质,干扰TAG的测定。建立了基于二醇基柱及蒸发光检测器、正己烷-异丙醇为流动相的快速测定微藻中性脂的方法。对该方法进行评价,结果显示,测定的TAG、游离脂肪酸(FFA)、甘油二酯(DAG)、甘油一酯(MAG)线性相关系数均大于0.99,方法重复性好。湛江等鞭金藻及微拟球藻样品中TAG加标回收率为96.2%~113.1%,相对标准偏差(RSD)为0.46%~4.8%。将本方法测定湛江等鞭金藻及微拟球藻中TAG的含量并与传统的固相萃取(SPE)及常用的TLC/GC测定TAG的方法进行比较,相比上述两种方法,该方法前处理简单、灵敏度高,可快速准确测定微藻中TAG的含量。     

以异养细胞作为种子的椭圆小球藻产油脂光自养培养优化

异养细胞种子/光自养培养方法是一种可异养培养的能源微藻培养的有效方法,但已有文献尚未从工艺优化角度考察其发展潜力。为了获得较高细胞密度的用于光自养培养的种子和提高光自养培养的细胞密度与油脂产率,对异养细胞种子/光自养培养的培养基和培养条件进行了优化。结果表明,采用优化后的培养基,椭圆小球藻在摇瓶中异养培养的最高藻细胞密度可达11.04 g/L,比在初始培养基条件下提高了28.0%,在5 L发酵罐中异养培养的藻细胞密度达到73.89 g/L;在2 L柱式光生物反应器中光自养培养的藻细胞密度、油脂含量和油脂产率分别达1.62 g/L、36.34%和6.1 mg/(L·h),油脂成分主要为含C16-C18碳链的脂肪酸,是制备生物柴油的理想原料。经过优化,异养细胞种子/光自养培养这一方法能够显著地提高椭圆小球藻产油脂的能力,这进一步表明异养细胞种子/光自养培养方法有望成为可异养的能源微藻的高效培养方式。