微藻生物质成分检测方法评述

不断发展的微藻产业需要统一可信的生物质检测方法体系来评估微藻研究、培养及生产中的各种生物质指标。对目前常用的微藻生物质组成的检测方法进行综述及评估,以期推动微藻产业的生物质分析平台标准化。     

利用外源γ-氨基丁酸调控海洋绿藻亚心形四爿藻淀粉积累

微藻被看作第三代生物质能源的来源。微藻淀粉结构与高等植物的高度相似性使其可以作为粮食作物的替代,在生物能源领域有广泛的应用。γ-氨基丁酸(GABA)被认为是一种信号分子,可以调节植物细胞的生长代谢。本研究在缺氮培养条件下添加外源GABA调控海洋绿藻亚心形四爿藻生理代谢和淀粉积累。结果表明,添加外源GABA可以抑制细胞生长,降低光合作用效率;OJIP实验显示,GABA的添加增强了光合器官能量耗散,降低了光能利用效率,阻碍了电子传递,造成额外胁迫,从而促使细胞将碳流更多地分配到淀粉积累,导致藻细胞的淀粉含量、淀粉产量和淀粉产率提高。添加10 mmol/L GABA获得最大淀粉含量39%DW,比未添加GABA的对照组淀粉含量提高39%;同时获得最大淀粉产量和产率为1.72 g·L^-1和0.36 g·L^-1·d^-1,分别比未添加GABA的对照组提高39%和50%。以上结果表明在缺氮条件下添加外源GABA是一种调控亚心形四爿藻细胞代谢并提高其淀粉生产的有效方法。     

利用乙醇发酵副产CO2培养富含淀粉亚心型四爿藻作为其补充原料

建立了乙醇发酵耦联微藻培养系统,研究了利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae乙醇发酵副产CO2为碳源,培养富含淀粉的亚心形四爿藻Tetraselmis subcordiformis,作为乙醇发酵补充原料的可行性。在连续光照培养条件下,间歇式培养7 d,反应器中藻细胞密度达到2.0 g/L左右,胞内淀粉含量约45％。微藻细胞收集后,经超声处理和酶法水解,葡萄糖释放量为胞内淀粉总量的71.1％。S. cerevisiae发酵微藻生物质水解液生产乙醇,其得率达到理论值的87.6％。表明乙醇发酵耦联微藻培养可行,既减少了CO2向环境的排放,又收获了富含淀粉的微藻生物质作为乙醇发酵的补充原料,节省粮食类淀粉质原料的消耗。     

两株筛自大规模生产跑道池的节旋藻性能比较研究

温度是影响节旋藻大规模培养中生物质产率的重要因素。筛选高产和耐受温度胁迫的优良藻株对提高节旋藻产量具有重要意义。从生产规模跑道池中分离到形态特征差异显著而亲缘关系很近的两株节旋藻Arthrospira sp.DICP-D(D)和Arthrospira sp.DICP-F(F),对其生物质积累性能和对低温、高温胁迫的耐受能力进行了评估。结果显示,尽管藻株D和藻株F在正常条件下拥有相似的生物质组成,在N胁迫和低温胁迫下拥有相同的碳水化合物积累能力,然而藻株D的生物质产率比相同条件下的藻株F高33%~230%。藻株D对高温胁迫的耐受能力是藻株F的2.1倍。藻株D在41℃和15℃下的生物质产率分别维持在正常温度下的73%和61%,显示其对温度胁迫的良好耐受能力。藻株D比藻株F拥有更有效的光保护机制,使其能够更好地适应胁迫环境。藻株D在生物质产率和胁迫耐受能力上的优良性状使其在户外大规模培养中具有良好的应用前景。     

使用BODIPY荧光染料快速测定微藻油脂含量方法

使用BODIPY505/515荧光染料,通过荧光分光光度法测定藻细胞中的油脂含量。结果表明：BODIPY505/515的最佳染色条件为二甲基亚砜（DMSO）体积分数2%,BODIPY505/515最终质量浓度0.25μg/mL,染色时间30min,染色温度35℃。在最佳染色条件下,微藻油脂含量与荧光强度呈线性相关（R2=0.976 4）。通过测定BODIPY505/515染色的不同种属微藻的荧光强度,应用该关系计算其油脂含量,与质量法测定的结果相比没有显著差异。该方法较为普适,比传统方法相比具有简便快捷,试样用量少的特点,与尼罗红荧光染料相比具有较窄的发射波谱范围,不会与微藻的自身荧光相互干扰,更适于过程监控及高含油藻株的筛选。     

生长速度快且油脂产率高的湛江等鞭金藻诱变株的筛选

【目的】筛选生长速度快的高产油湛江等鞭金藻诱变株。【方法】利用常压室温等离子体射流诱变技术对湛江等鞭金藻进行诱变,通过96孔板、摇瓶和反应器培养对诱变株进行筛选。【结果】传至第13代,600 m L反应器培养7 d,诱变株IM110020最大比生长速率、细胞密度和油脂产率可分别达0.72 d-1、16 750×104 cells/m L、109.8 mg/(L·d),分别比野生株提高12.5%、20.8%和17.9%。【结论】获得了一株生长速度快且油脂产率高的诱变株IM110020,且经过多次传代性质稳定。