布朗葡萄藻的培养基选择及其产物代谢规律

通过对布朗葡萄藻分别在Chu13、Chu13×2和BG-11培养基中培养结果的比较,发现在气升式光照生物反应器中Chu13培养基最有利于布朗葡萄藻的生长和烃的合成,培养15d后,其生物量和粗烃质量分数分别为1.82g/L和58.7%;棕榈酸、油酸和亚麻酸是布朗葡萄藻的主要脂肪酸组成,Chu13培养获得的藻体不饱和脂肪酸比例最高。Chu13培养基中布朗葡萄藻代谢规律的研究表明:粗烃含量随着生物量的增加而逐渐增大,15d后粗烃产量达到最大值1.07g/L,不同生长周期烃的组成保持一致,布朗葡萄藻的烃主要由C33H56和C34H58组成;在布朗葡萄藻生长周期中,不饱和脂肪酸的比例显著上升,培养15d达到64%以上。     

6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应

探讨了6种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应。采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量,分别研究了硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应。结果表明,光密度法可应用于布朗葡萄藻生物量的测定,可间接测定絮凝效应,且最佳测定波长为680nm;6种无机絮凝刺的絮凝时间为60min,同时6种无机试剂对布朗葡萄藻均有明显的絮凝效应,硫酸铝、硫酸铝钾、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应较硫酸铝铵、硫酸镁、硫酸铁明显（P〈0．05）。硫酸铝浓度控制在1．1g／L,硫酸铝钾浓度控制在0．45g／L以内,氯化铁浓度控制在0．9g／L。     

布朗葡萄藻在不同培养基中的生长效应

研究了布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)764株和765株在3种培养基Chu10、Chu13×2和SE中的生长效应.结果表明:(1)B.braunii764在Chu10中的细胞密度、生物量、总脂含量和总烃含量均高于Chu13×2和SE;B.braunii765在Chu10中的细胞密度、生物量和总脂含量高于Chu13×2和SE,而总烃含量在Chu13×2中较高.(2)B.braunii764的总脂和总烃含量分别为19.4%、23.4%,显著高于B.braunii765.     

N、P营养盐胁迫对两株布朗葡萄藻生长的影响

采用批次培养方法,在光照强度60、110mol/m2s下分别设置了7个不同的氮、磷浓度(N:0-3500g/L,P:15-775g/L),研究两株布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)对氮、磷胁迫的敏感性差异,筛选高营养利用效率的优良藻株。结果表明:两株藻对氮磷营养胁迫的耐受性存在差异,B.braunii764株对氮胁迫具有较高耐受性,而B.braunii765株对磷胁迫具有较高耐受性。光照强度110mol/m2s,不同氮浓度下B.braunii764株其平均生长速率均显著高于其他各处理组;不同磷浓度下B.braunii765株其平均生长速率显著高于B.braunii764株。在试验设定的光照强度条件下,适当增加光照强度能够显著降低氮胁迫对布朗葡萄藻生长的抑制效应。在光照强度110mol/m2s下,氮浓度3500g/L时两株布朗葡萄藻平均生长速率与在正常Chu-10培养基条件下无显著差异。磷浓度775g/L时两株布朗葡萄藻的平均生长速率均显著低于正常Chu-10培养基条件,增加光照强度对磷胁迫下藻细胞的生长无显著作用。两株布朗葡萄藻在第2天时磷吸收与初始磷浓度呈正相关关系,氮吸收在3500g/L时出现饱和现象。布朗葡萄藻的生长更容易受到培养基中磷营养胁迫的影响。       

富油微藻布朗葡萄藻分子生态学研究进展

分子生态学是研究生命系统与环境系统相互作用机理及其分子机制的科学,可以从宏观和微观结合的角度真实反映生态现象的本质。简述产烃布朗葡萄藻形态与化学种等生理生态特征的基础上,综述了近年来国内外布朗葡萄藻分子生态学研究的新进展,主要包括分子系统发育学及其与化学种、基因组、地理来源等之间的关系。经典分类学上,关于布朗葡萄藻属于绿藻门(Chlorophyta)还是黄藻门(Xanthophyta)存在争议,而基于18S核糖体核糖核酸(18S ribosomal ribonucleic acid,18S rRNA)序列的分子系统发育学研究结果将布朗葡萄藻界定为绿藻门、共球藻纲(Trebouxiophyceae)。依据藻株的产烃种类和化学结构特征,可将布朗葡萄藻划分为A、B和L 3个化学种,而布朗葡萄藻的分子系统学进化关系与化学种间高度统一。在基因组大小上,位于同一大亚聚群中的化学种B与L间却存在明显差异,而进化关系较远的化学种B与A间则更相近。不同地理来源布朗葡萄藻的18S rRNA序列和内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)多态性较高,提示不同地缘藻株间存有较高的遗传多样性。探讨了布朗葡萄藻分子生态学研究尚待解决的问题,并对今后相关研究做了展望。     

共培养对布朗葡萄藻764、765株生长的影响

以布朗葡萄藻(Botryococcus braunii )764 株(B764 )和765 株(B765 )为实验材料,研究了株间共培养(接种比例为纯B764 、1 :9 、3 :7 、5 :5 、7 :3 、9 :1 、纯B765 )对藻细胞生物量、总烃含量、总脂肪酸含量的影响,以及添加另一株的藻滤液对其生长的影响.结果表明:两株布朗葡萄藻的混合培养能够增加藻细胞群体的生物量,且布朗葡萄藻764 株占主体,同时存在一定量765 的混合培养群体生物量明显高于纯培养的布朗葡萄藻(P＜0.05);布朗葡萄藻株间共培养可以发生互利促进效应, 低浓度的布朗葡萄藻765 藻滤液对布朗葡萄藻764 的生长具有显著促进作用(P＜0.05).布朗葡萄藻能够向胞外培养液中释放化感物质,藻滤液中的低浓度的化感物质可以对受体微藻产生一定促进作用.     

成油藻——布朗葡萄藻的研究

葡萄藻(Botryococcus braunii)是一种温带普生性种类。主要分布于淡水水体中。藻体是由几十到几百个细胞组成的,大小在30—500μm左右。含有较丰富的油类物质4,一般占藻体干重的25—40%,最高可达85%。葡萄藻可形成水华。       

不同氮源对布朗葡萄藻生长、总脂和总烃含量的影响

以能源微藻布朗葡萄藻Botryococcus braunii 764和Botryococcus braunii 765为实验材料,采用实验室一次性培养的方法,研究了不同氮源及浓度对其生长、总脂和总烃含量的影响.结果表明,B. braunii 764和B. braunii 765的最适氮源均为硝态氮,且均能够利用硝态氮、亚硝态氮、铵态氮和尿素进行生长,但是不同氮源及其浓度对这两株藻的生长、总脂和总烃含量的影响不同.B. braunii 764生长速度较B. braunii 765缓慢,但是B. braunii 764的总脂和总烃含量均高于B. braunii 765,最高分别达27.61%和34.21%.以硝态氮为氮源时,B. braunii 764的细胞OD值、生物量、总脂和总烃含量分别为1.38、1.81 g/L、27.61%和34.21%,均显著高于其它试验组,而以尿素为氮源时,B. braunii 765的最大OD值为1.87,以硝态氮为氮源时,其生物量(2.15 g/L)和总烃含量(27.89%)最高,而铵态氮对二者生长的促进作用以及总脂和总烃含量的影响不明显.综合考虑,硝态氮是两株葡萄藻较为理想的氮源,而B. braunii 764可以作为一种较有潜力的能源微藻进行开发利用.     

布朗葡萄藻：从二氧化碳固定到烷烃、烯烃与萜烯的生物合成

高效生物生产碳氢化合物是解决石油等液体燃料短缺的有效手段之一,而微藻油是生产可持续生物燃料的可靠选择。布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)是一种由单细胞组成的不定形群体绿藻,能够积累大量碳氢化合物,最高含量可达其干重的75%,因而受到广泛关注。近年来随着对葡萄藻生物学特性和生长生理的不断深入研究,提高了其规模化培养及其碳氢化合物工业化生产的可行性。从生物学特性、碳氢化合物合成途径及调控因子、多组学研究和规模化培养技术几方面简单叙述了布朗葡萄藻作为新型产油微藻生产碳氢化合物的潜力,为探索利用布朗葡萄藻大规模工业化生产生物燃料提供参考,从而加速该微藻资源的开发利用。     

富营养废水中碳氮磷浓度对布朗葡萄藻总脂和总烃的影响

以经过二次过滤的富营养化鱼塘养殖污水为培养液,添加外源的碳、氮、磷元索,研究了污水中不同的外源无机碳、总氮和总磷浓度对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)生物量、总脂和总烃含量的影响.结果表明:(1)以NaHCO3作为碳源,布朗葡萄藻的生物量和总脂含量在外源无机碳浓度为5～10 mg/L时最高,总烃含量在外源无机碳浓度为15mg/L时最高.(2)以KNO3作为氮源,布朗葡萄藻的生物量在总氮浓度为15mg/L时最高,总脂含量在总氮浓度为2mg/L时最高,总烃含量在总氮浓度为20mg/L时最高.(3)以KH2 PO4作为磷源,布朗葡萄藻生物量在总磷浓度为2mg/L时最高,总脂含量和总烃含量在总磷浓度为1.5 mng/L时最高.     

葡萄藻冷冻保藏的研究

为给微藻大规模培养生产生物燃料提供稳定可靠的种质资源,本研究以葡萄藻为研究对象,建立了一套葡萄藻快速高效冷冻保藏的方法.通过对不同冷冻保护剂二甲基亚砜(DMSO)、甲醇(MeOH)、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)和甘油(Gly)的毒性测试和冷冻保藏效果的比较,结果表明在以6% MeOH作为冷冻保护剂的条件下葡萄藻的存活...     

利用烟道气培养产烃葡萄藻的可行性研究

对烟道气培养产烃葡萄藻的可行性进行了研究,重点考察了SO2和NOx的水溶形态对葡萄藻的影响。结果表明,亚硫酸氢盐浓度低于0．8mmol／L时,对葡萄藻生长没有明显抑制作用,可以提供葡萄藻生长的硫源,但高浓度(大于2mmol／L)时抑制细胞生长;当亚硝酸盐浓度小于8mmol／L时,可以作为葡萄藻生长的唯一氮源,亚硝酸盐的去除主要是由微藻利用所致。当起始浓度为2mmol／L和4mmol／L时,亚硝酸盐的去除率分别为100％和99．7％。     

Improved algal oil production from Botryococcus braunii by feeding nitrate and phosphate in an airlift bioreactor

To improve biomass and microalgal oil production of Botryococcus braunii, fed‐batch culture was investigated in an airlift photobioreactor. The optimal feeding time of the fed‐batch culture was after 15 days of cultivation, where 1.82 g/L of the microalgal biomass was obtained in the batch culture. Nitrate nutrient was the restrictive factor for the fed‐batch cultivation while phosphate nutrient with high concentration did not affect the microalgal growth. The optimal mole ratio of nitrate to phosphate was 34.7:1, where nitrate concentration reached the initial level and phosphate concentration was one quarter of its initial level. With one feeding, the biomass of B. braunii reached 2.56 g/L after 18 days. Two feedings in 2‐day interval enhanced the biomass production up to 2.87 g/L after 19 days of cultivation. The hydrocarbon content in dry biomass of B. braunii kept at high level of 64.3% w/w. Compared with the batch culture, biomass production and hydrocarbon productivity of B. braunii were greatly improved by the strategic fed‐batch cultivation.     

Toxicity and bioremediation of As(III) and As(V) in the green microalgae Botryococcus braunii: A laboratory study

Worldwide threats of fuel shortages in the near future and climate change because of greenhouse gas emissions are posing severe challenges and therefore it is vital to search for sustainable ways of preventing the consequences. The dual use of microalgae for phycoremediation and biomass production for sustainable biofuel production is a viable choice. Phycoremediation of As(III) and As(V) ions using microalgae was investigated in a two-staged batch reactor. Accumulation and toxicity of inorganic arsenic forms (As(III) and As(V)) to green microalgae Botryococcus braunii depend on environmental factors. Dissolved oxygen and pH cycles did not significantly differ due to the absence or presence of arsenic (either As(III) or As(V)) ions in the culture. Monod model was utilized for representing the growth kinetics of microalgae in pure media containing various concentrations of nitrate ions. Maximum specific growth rate and saturation constant were found to be 0.14788 d^?1 and 0.00105 g/L, respectively. With the increase in concentration of phosphate in growth medium, the growth of microalgae increased. Media with NaCl (1.0 g/L) and NaHCO₃ (1 g/L) resulted in higher maximum biomass concentration. Effect of coexisting ions on phycoremediation of As(III) and As(V) ions using microalgae was studied.     

几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、 pH值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响.B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在800 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2 mol/L,最适盐度0.1mol/L.B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在400 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH 7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降.两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度.对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据.2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有促进作用,表明B.braunii UTEX 572在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据.     

Botryococcus braunii: A Renewable Source of Hydrocarbons and Other Chemicals

ABSTRACT:?

Botryococcus braunii, a green colonial microalga, is an unusually rich renewable source of hydrocarbons and other chemicals. Hydrocarbons can constitute up to 75% of the dry mass of B. braunii. This review details the various facets of biotechnology of B. braunii, including its microbiology and physiology; production of hydrocarbons and other compounds by the alga; methods of culture; downstream recovery and processing of algal hydrocarbons; and cloning of the algal genes into other microorganisms. B. braunii converts simple inorganic compounds and sunlight to potential hydrocarbon fuels and feedstocks for the chemical industry. Microorganisms such as B. braunii can, in the long run, reduce our dependence on fossil fuels and because of this B. braunii continues to attract much attention.