中华植生藻的大量培养与营养成分分析

中华植生藻(Richelia sinica)是最近分离和培养发现的一个蓝藻新种,它具有能固氮、生长快、培养方法简便,蛋白含量高等特性。为进一步证实中华植生藻的应用价值与前景,对该藻进行了大量培养研究,并对其营养成分进行了分析。为开发利用中华植生藻作为一种新的微藻蛋白资源提供依据。     

不同光质对毛地黄叶愈伤组织培养的影响

本文通过五种不同光质诱导毛地黄叶愈伤组织的生长和继代培养,20天后测定不同光质诱导的愈伤组织中次生代谢产物的含量,进一步探讨植物组织培养中光质的调控作用。     

植物盐胁迫应答蛋白质组学分析

土壤盐渍化是限制植物生长和分布的关键因素之一,揭示植物盐胁迫应答的分子机理是借助分子生物学手段提高植物耐盐性的基础.近年来,人们利用高通量蛋白质组学技术分析了拟南芥、水稻等19种植物的盐胁迫应答蛋白质表达图谱.从植物类群(盐生植物和甜土植物)、组织器官(根、地上部分/茎、胚根和胚轴、叶片、花序和配子体)、细胞(悬浮培养细胞、愈伤组织细胞和单细胞生物)和亚细胞结构(叶绿体、质膜和质外体)几方面整合分析了植物盐胁迫应答蛋白质组表达模式特征,主要特征包括:(1)盐生植物通过全面调节细胞骨架重塑、离子转运和区隔化、渗透平衡、活性氧(ROS)清除、信号转导、光合作用和能量代谢等信号与代谢网络体系,获得相对较高的抗/耐盐能力;(2)植物地上部分(叶片、茎、配子体)或光合组织细胞(悬浮培养细胞、愈伤组织细胞和单细胞盐藻)通过调节参与光合作用、碳和能量代谢、ROS清除过程蛋白质的表达模式应对盐胁迫环境;(3)植物地下部分(根、胚根)通过调控信号转导和离子转运相关蛋白质感知/传递盐胁迫信号并维持离子平衡;(4)花序中参与渗透调节、转录调控、蛋白质加工和ROS清除的蛋白质在盐胁迫条件下变化显著;(5)叶绿体通过调控参与光合作用、蛋白质加工和周转,以及氧化还原系统平衡等过程应对盐胁迫;(6)质外体中参与细胞壁代谢、胁迫防御和信号转导过程的蛋白质受盐胁迫影响明显;(7)细胞膜中参与维持膜结构稳定、物质/离子运输和信号转导过程的蛋白质对植物盐胁迫应答具有重要作用.这些分析为深入研究植物耐盐的分子机制提供了重要信息.     

两种微藻在光生物反应器中的生长和胞内多糖含量研究

利用气升式光生物反应器就光照周期、光质和通气速度对湛江叉鞭金藻和盐藻的生长和胞内多糖含量进行了研究。结果表明：(1)湛江叉鞭金藻和盐藻在亮暗比分别为12L：12D和18L：6D时生长最快,在18L：6D下两种微藻多糖含量较高;(2)不同光质比较,叉鞭金藻在蓝光、红光下,盐藻在红光、白光下有较高的生长速率和多糖含量;(3)600ml／min的通气速度可以获得较好的培养效果。     

在供给氮源和光暗条件下满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)的荧光光谱特性

生长在氮培养介质的满江红鱼腥藻藻丝表现藻蓝素638nm荧光发射峰;而生长在无氮培养介质的藻丝主要表现藻蓝素642nm荧光发射峰。生长在无氮培养介质的藻丝藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对叶绿素a 678nm所吸收的光激发荧光强度的比值较生长在有氮培养介质的藻丝为高,表明生长在无氮培养介质的藻丝有更高的激发能传递效率。生长在有氮和无氮培养介质的藻丝移置暗处40小时,藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对678nm叶绿素a所吸收的光激发荧光强度的比值增大;随着暗处理时间增长,比值逐趋增大,表明暗处理降低叶绿素a的激发能传递。暗处理的藻丝再移置光下,藻丝的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ叶绿素a的荧光发射强度增强;藻胆色素所吸收的光激发荧光强度对678nm叶绿素a所吸收的光激发荧光强度的比值显著地下降,表明暗处理后的藻丝在光下迅速恢复叶绿素a激发能传递的活跃状态。可能表明蓝绿藻色素间激发能传递的调节是适应变化着环境的一种有效方式。     

转基因鱼腥藻中hTNF-α基因表达与光合作用间的相关性研究

分析了培养光强对转基因鱼腥藻生长和hTNF-α基因表达的影响,以及转基因鱼腥藻IB02的光合放氧活性、光系统Ⅰ及光系统Ⅱ活性。发现光强对转基因鱼腥藻IB02的生长和hTNF-α基因表达都有促进;hTNF-α基因在鱼腥藻中的表达率与真正光合、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ活性存在一定的联系。hTNF-α基因表达同时对宿主的光合放氧特性也产生了显著的影响,与正对照相比转基因藻光呼吸速率增强68%,饱和点降低66%,说明转基因鱼腥藻的代谢负荷增加,并在低光强下生长比野生型快。     

聚球藻7942混养培养中碳代谢与能量利用

为了考察聚球藻7942在混养条件下的能量利用效率,分别以葡萄糖和乙酸为碳源开展了聚球藻7942的混养培养研究,并在此基础上利用代谢通量分析方法对聚球藻7942混养条件下的碳代谢和能量利用进行了探讨。结果表明:葡萄糖和乙酸均能促进藻细胞生长,且乙酸促进藻细胞生长的作用更为明显;葡萄糖利用可明显增加藻细胞糖酵解途径中碳代谢流量,而乙酸利用则导致糖酵解途径中碳代谢流量减小,两种有机碳源均增加了柠檬酸循环中碳代谢流量;有机碳源导致藻细胞光化学效率下降,而葡萄糖较之乙酸降低藻细胞光化学效率更为明显。虽然混养条件下光能的贡献率要小于光自养,但基于能量的细胞得率和能量转换率均高于光自养,光自养和以葡萄糖、乙酸为碳源的混养中基于ATP生成的能量转换效率分别为6.81%、7.43%和8.77%。     

光生物反应器培养大型海藻细胞或组织

许多大型海藻含有具潜在重要药用价值的次生代谢物质,通常这些物质在藻体中含量极微,大型海藻体本身也不像微藻那样易在短期内大量获取,并且这些物质化学结构复杂,这使得直接提取或者人工合成极为困难。利用光生物反应器培养大型海藻细胞或组织,可以经济、无限量和资源循环再利用的方式,在植物体外合成生产重要的海洋植物次生代谢物质。光生物反应器所提供的可调控和工程优化的培养环境有望成为优化次生代谢物生物合成的有效手段。光生物反应器培养大型海藻细胞或组织也是大型海藻养殖业育苗技术发展的一个重要方向。综述了近10年来光生物反应器培养大型海藻细胞或组织在培养条件以及生长动力学模型方面国内外的研究进展,并对该领域未来可能的研究方向作一展望。     

光、温限制后铜绿微囊藻和斜生栅藻的超补偿生长与竞争效应

研究了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)低温和低光照限制后的超补偿效应,以及共培养条件下的竞争效应。结果表明,低温和低光照均显著抑制微藻的生长发育,但低温对铜绿微囊藻的抑制效应更强,而斜生栅藻则对低光胁迫更敏感。经过低光和低温培养后,铜绿微囊藻和斜生栅藻在恢复正常培养时藻细胞密度短期内都表现出超补偿增长效应,但不同藻类超补偿模式不同,斜生栅藻补偿生长时间不超过1周,而铜绿微囊藻的补偿效应可以持续10天;此外,统计结果表明铜绿微囊藻细胞密度对低温限制解除表现出更显著的补偿生长,斜生栅藻则在低光解除后表现出更强的超补偿效应。微藻叶绿素a指标在光恢复条件下都表现出显著的补偿效应,但温度恢复过程中叶绿素a含量与藻密度增长不同步,低温胁迫对恢复正常培养后微藻叶绿素a的形成产生了一定的负效应;铜绿微囊藻产毒株(912)在两种恢复模式下脱氢酶活性显著高于对照,产毒株(912)脱氢酶活性的补偿响应明显高于其它两种材料。共培养实验结果表明斜生栅藻同铜绿微囊藻产毒株(912)相比处于竞争劣势,而在同无毒株(469)的共培实验中,尽管连续正常培养情况下两者竞争能力差异不显著,但在恢复培养条件下斜生栅藻竞争能力显著高于后者。因此产毒型铜绿微囊藻低温和低光后的补偿生长效应以及对斜生栅藻的竞争优势可能是蓝藻爆发的内源性机制之一。     

氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响

【背景】雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞能合成积累具有超强抗氧化活性的虾青素,是生产高值天然虾青素的优异藻种。【目的】解析不同氮源对雨生红球藻生长的效应,以期建立优化氮素营养提高雨生红球藻生物量和虾青素产量的技术体系。【方法】选用Na NO3和NH_4Cl为氮源、辅以pH缓冲液Hepes,培养雨生红球藻藻株797,测试2种不同氮源对雨生红球藻藻液pH、营养生长期(绿色生长期)藻细胞生长、叶绿素含量和生物量等的影响。【结果】以Na NO3为氮源培养的雨生红球藻细胞的比生长速率、生物量、叶绿素a和叶绿素b含量均高于以NH_4Cl为氮源培养的藻细胞。不同氮源对雨生红球藻培养液的pH值有显著影响,NH_4Cl氮源导致培养液pH值降低,然而Na NO3氮源则导致培养液pH值上升。添加pH缓冲液Hepes能有效稳定培养液的pH值,并促进雨生红球藻的生长,尤以NH_4Cl为氮源添加Hepes的效果更显著。不同氮源导致雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量等差异主要源于不同氮源引起藻液pH的变化。【结论】添加pH缓冲液Hepes可有效控制藻液pH,进而显著促进以Na NO3和NH_4Cl为氮源的雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量积累。