理化因子对谷皮菱形藻细胞密度及中性脂含量的影响

以高脂微藻谷皮菱形藻(Nitzschia palea NY025)为实验材料,探讨了利用光密度法和尼罗红荧光染色法测定细胞生长和细胞中性脂含量的可行性,进而研究了温度、光强及培养基中N、P、Si含量对藻细胞生长和中性脂积累的影响。结果表明:(1)谷皮菱形藻在675nm处存在最大吸收峰,细胞密度与OD675之间存在良好的线性关系,利用光密度法和尼罗红荧光染色法表征谷皮菱形藻生物量和中性脂含量操作简单,适用于高通量样品的测定;(2)谷皮菱形藻在20℃,光强160μmol m-2s-1时生长最快,在20℃,光强200μmol m-2s-1时,有利于中性脂积累;(3)培养基中N、P、Si浓度分别为80、120、100 mg/L时,有利于谷皮菱形藻细胞生长,其中,N元素影响最大,其次是P、Si,且N、P、Si三因子以及交互作用N×P与P×Si对藻株生长作用均为显著。培养基中N、P、Si浓度分别为80、120、50 mg/L时,利于中性脂积累,其中,N元素影响最大,其次是Si、P,且因子N、Si及交互作用N×P、N×Si作用均为显著;(4)可采用两步培养法,先使谷皮菱形藻细胞大量增殖,而后适当改变培养条件,以增加脂质合成。     

八株海洋微藻Nannochloris sp.生长及生化性状评价

通过对从南海海域筛选分离纯化的8株Nannochloris sp.海洋微藻进行生长和生化特性分析,评估该属微藻的生产应用潜力。采用干重法、索氏提取法、凯氏定氮法、苯酚硫酸法、气相色谱质谱联用分别测定微藻生长以及油脂、蛋白质、多糖含量及脂肪酸组成。结果表明,8株微藻的最大生物量干重为0.39-0.91 g/L,生长最快的为SCS-761藻株;总脂含量为(19.06-33.67)%,其中SCS-249、SCS-589、SCS-655藻株总脂含量超过25%,且SCS-655藻株油脂产率高达22.23±0.71 mg/(L·d);SCS-249、SCS-325、SCS-355、SCS-640、SCS-769藻株蛋白质含量超过30%,其中SCS-640藻株蛋白质含量最高(36.70±2.20)%;而各株藻的多糖含量介于19.23%-29.34%,其中SCS-761最高,SCS-655最低。另外,脂肪酸组成分析结果显示8株微藻的脂肪酸组成结构相似,主要为C16饱和脂肪酸和C18系脂肪酸。不饱和脂肪酸以亚油酸相对含量最高,SCS-249、SCS-355、SCS-761藻株亚油酸相对含量超过40%。海洋微藻Nannochloris生物活性物质资源丰富,含有较高的脂质、蛋白质和亚油酸含量,应用潜力可观,应对该属微藻进行更为深入的研究开发,为该属微藻高值化综合性开发奠定基础。     

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。     

一株产油微藻的筛选及分子鉴定

利用通气培养系统, 对10株经过初步生长筛选的微藻进行培养, 以总脂单位体积产率为主要指标, 筛选具有产油潜力的优良藻种。结果表明, 10株微藻的生物质干重、总脂含量分别为0.81.6 g/L、14.8%39.7%, 总脂单位体积产率大于30 mg/(Ld)的有6株, 其中藻株HY-6总脂单位体积产率达到最高的50.8 mg/(Ld), 是一株具有潜力的产油微藻。运用形态学特征和18S rDNA及ITS系统学分析相结合的方法对藻种HY-6进行分类鉴定。依据形态学特征, HY-6为球状单细胞, 具有1个明显的蛋白核, 杯状色素体周生, 从而初步判断该藻株可能属于小球藻属(Chlorella)或拟小球藻属(Parachlorella); 18S rDNA及ITS系统学分析表明HY-6与小球藻属分为两个不同的进化支, 但与凯氏拟小球藻(Parachlorella kessleri)的亲缘关系较近, 且具有较高的自展支持率, 因此将其鉴定为凯氏拟小球藻(P. kessleri)。研究结果将为产油微藻资源的收集、筛选及后续研究提供基础。       

一株富含碳水化合物微藻的筛选和分子鉴定

微藻生长快,单位体积碳水化合物产率高,是发酵生产生物乙醇的理想原料。本研究采用通气培养系统,对初筛得到的10株微藻进行分批培养,以单位体积碳水化合物产率为主要指标,筛选富含碳水化合物的优良藻种。研究结果显示：10株微藻的生物质干重、可溶性糖含量、碳水化合物含量和碳水化合物产率变化范围分别在0.922~1.965 g/L、4.42%~19.23%、26.8%~60.9% 和36.17~149.67 mg·L-1·d-1之间,其中藻株GZ-57的碳水化合物产率和可溶糖含量最高,分别为149.67 mg·L-1·d-1 和19.23%,表明藻株GZ-57是一株具有培养潜力的高产碳水化合物微藻。进一步对其进行形态特征及基于18S rDNA、ITS序列的分子系统学分析,发现藻株GZ-57与栅藻科（Scenedesmaceae）链带藻属（Desmodesmus）的极大链带藻（Desmodesmus maximus）亲缘关系较近,因此将其鉴定为极大链带藻（Desmodesmus maximus）。     

九种海洋微藻总脂含量及脂肪酸组成分析

从广东沿海分离出9 种海洋微藻(包括6 种绿藻, 2 种金藻, 1 种硅藻), 在低氮并持续通入二氧化碳(1% CO2)条件下测试其总脂含量, 对其中总脂含量超过其干重45%的海洋微藻进行脂肪酸组成分析并优化反应条件。结果表明,9 种海洋微藻的总脂含量存在着明显差异, 介于8.9%-55.77%之间。其中, 海洋小球藻Chlorella sp.、眼点拟微绿球藻Nannochloropsis oculata、绿色巴夫藻Pavlova viridis 和微拟球藻Nannochloropsis sp.的总脂含量超过干重的45%, 而且, 这4 种富油海洋微藻的C16 和C18 脂肪酸含量丰富, C16:0、C16:1(n-7)、C18:1(n-9)含量较高, C14-C18 长链脂肪酸的含量超过总脂肪酸含量的80%。4 种高脂微藻在30 ℃高温培养条件下比生长速率均超过1.0 d−1。研究结果可为高温富油海洋微藻的工业化培养提供参考依据。     

基于尼罗红染色分析金藻总脂动态积累

通过尼罗红荧光染色对一株富油微藻金藻Isochrysis sp. CCMM5001建立和完善了一种方便快捷且能准确定量金藻油脂含量的方法,利用该方法探索了不同培养条件对金藻生长和总脂积累的影响。结果表明:经尼罗红染色后,金藻的单细胞荧光强度与其总脂含量呈良好的线性关系;金藻最适生长的氮浓度、光照强度和温度分别为1323 mol/L、148.0 mol/（m2s）、25℃;最适总脂积累的氮浓度、光照强度和温度分别为441 mol/L、92.5 mol/（m2s）、15℃;优化培养条件并采用两阶段培养法后总脂含量和油脂产率都有大幅提高,可分别高达63.3%和22 mg/（Ld）。       

一株杜氏藻的分子鉴定与耐盐特性

杜氏藻属（Dunaliella）是绿藻门的一类极端耐盐的单细胞藻。本文通过核基因ITS序列和叶绿体基因rbcL序列确定了一株分离自舟山群岛的杜氏藻D3的分类地位,并比较了4种NaCl浓度对该藻的生长、蛋白质含量、总脂含量和叶绿素荧光参数的影响,以期为该藻在今后的科研与应用提供基础资料。结果表明,该藻与23株杜氏藻的ITS序列之间的遗传距离在0．026—0．136之间,与21株同属藻rbcL序列之间的遗传距离在0．005～0．060之间,由遗传距离和聚类图推断该杜氏藻D3属于D．viridis。不同NaCl浓度对该藻D3生长影响表明1．00mol·L^-1NaCl培养藻生长最快,培养至10d时,0．44mol·L^-1、2．00mol·L^-1和3．00mol·L^-1NaCl培养藻细胞数分别是它的85．9％、93．2％和80．7％;该藻可溶性蛋白含量在1．00mol·L^-1 NaCl培养最高;藻细胞总脂含量在0．44-2．00mol·L^-1NaCl浓度范围内随盐度升高总脂含量增加,2．00mol·L^-1 NaCl培养最高（占干重的22．3％）;叶绿素荧光参数（F√Fm、ФPSII qp）在高盐（3．00mol-LL^-1 NaCl）培养显著降低,而NPQ则升高。     

富碳培养对海洋富油微藻油脂积累特性的影响

实验针对三株海洋富油微藻:球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）、一种等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）和一种微拟球藻（Nannochloropsis sp. CCMM7001）,研究了它们在通入0.03%（空气）、5%、10%三个浓度CO2培养条件下的生长特性,同时考察了其总油脂及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于这三株海洋微藻的生长,但最适生长的CO2浓度不同。球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）和等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）在通入10% CO2时具有最大产率,分别达到（182.287.07） mg/（Ld）和（164.227.10） mg/（Ld）,而微拟球藻在通入5%时具有最大产率,达到（122.251.17） mg/（Ld）,随着CO2浓度的增加,三株海洋微藻的总脂含量和中性脂含量有明显提高。在通入10% CO2条件下,球等鞭金藻（Isochrysis galbana CCMM5001）、等鞭金藻（Isochrysis sp. CCMM5002）和微拟球藻（Nannochloropsis sp. CCMM7001）的总脂含量分别达到（45.154.03）%、（47.151.20）%和（41.201.69）%;从中性脂的累积规律来看,三株藻均在平台期的累积达到最大,脂肪酸分析结果表明三株藻种适合制备生物柴油的C14-C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。       

基于尼罗红染色分析金藻总脂动态积累简

通过尼罗红荧光染色对一株富油微藻金藻Isochrysis sp.CCMM5001建立和完善了一种方便快捷且能准确定量金藻油脂含量的方法,利用该方法探索了不同培养条件对金藻生长和总脂积累的影响。结果表明:经尼罗红染色后,金藻的单细胞荧光强度与其总脂含量呈良好的线性关系;金藻最适生长的氮浓度、光照强度和温度分别为1323μmol/L、148.0μmol/(m2·s)、25℃;最适总脂积累的氮浓度、光照强度和温度分别为441μmol/L、92.5μmol/(m2·s)、15℃;优化培养条件并采用两阶段培养法后总脂含量和油脂产率都有大幅提高,可分别高达63.3%和22 mg/(L·d)。     

Enhancement of neutral lipid productivity in the microalga Isochrysis affinis Galbana (T-Iso) by a mutation-selection procedure

Microalgae offer a high potential for energetic lipid storage as well as high growth rates. They are therefore considered promising candidates for biofuel production, with the selection of high lipid‐producing strains a major objective in projects on the development of this technology. We developed a mutation‐selection method aimed at increasing microalgae neutral lipid productivity. A two step method, based on UVc irradiation followed by flow cytometry selection, was applied to a set of strains that had an initial high lipid content and improvement was assessed by means of Nile‐red fluorescence measurements. The method was first tested on Isochrysis affinis galbana (T‐Iso). Following a first round of mutation‐selection, the total fatty acid content had not increased significantly, being for the wild type (WT) and for the selected population (S1M1). Conversely, fatty acid distribution among the lipid classes was affected by the process, resulting in a 20% increase for the fatty acids in the neutral lipids and a 40% decrease in the phospholipids. After a second mutation‐selection step (S2M2), the total fatty acid content reached with a fatty acid distribution similar to the S1M1 population. Growth rate remained unaffected by the process, resulting in a 80% increase for neutral lipid productivity. Biotechnol. Bioeng. 2012; 109: 2737–2745. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长及主要活性成分含量的影响

以来源于安徽亳州和山西运城的菘蓝（Isatis indigotica Fort.）幼苗为实验材料,对100 mmol·L-1NaCl胁迫条件下喷施50.0、25.0、16.7、12.5和0.0 mg·L-15-氨基乙酰丙酸（ALA）后幼苗部分生长指标、叶片中靛蓝和靛玉红含量以及根中表告依春含量的变化进行了研究。结果表明：在100 mmol·L-1NaCl单一胁迫条件下,来源于安徽亳州的幼苗单株叶鲜质量和叶片中靛蓝和靛玉红含量均低于对照,单株根鲜质量、根冠比以及根中表告依春含量均高于对照;来源于山西运城的幼苗单株叶和根鲜质量、叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均低于对照,根冠比和叶片中靛蓝含量均高于对照。在NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长和有效成分的积累均有不同效应。其中,喷施25.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗单株叶和根鲜质量均最高且显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗单株叶和根鲜质量均较高但与NaCl单一胁迫处理组无显著差异。喷施50.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.376 mg·g-1）,喷施25.0 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量最高（9.977 mg·g-1）,喷施16.7 mg·L-1ALA后其根中表告依春含量最高（0.229 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.282 mg·g-1）,喷施12.5 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均最高（分别为4.526和0.301 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组。研究结果表明：喷施适宜浓度ALA能够有效减轻NaCl胁迫对菘蓝幼苗生长的影响、提高其体内药用活性成分的含量;总体上看,产自安徽亳州的菘蓝幼苗的耐盐性较强,且不同种源适宜的ALA浓度也有一定差异。     

防御活性氧保护系统在黑豆抗旱生理中的响应

以黑豆幼苗为材料,研究了水分胁迫下其非酶促保护物质和保护酶系对活性氧的清除作用。结果显示:黑豆皮红色素(17.36%)对DPPH.的清除率高达93.6%,可溶性糖(7.227%)对O2-与.OH的清除率分别为47.71%与68.16%,谷胱甘肽(0.8033mg/g)对O2-与.OH有较明显的清除作用,三种非酶促保护物质随着浓度的升高其清除能力呈逐渐增强的趋势;在水分胁迫下,黑豆幼苗超氧化物歧化酶(33~14 U.mg-1.min-1.2~6d-1),过氧化氢酶(2.87~2.01 mg.mg-1.min-1.3~6d-1)与过氧化物酶(31~14 mg.mg-1.min-1.3~6d-1)三种保护酶活性呈现先升高后降低的变化趋势。研究表明:黑豆体内清除活性氧防御系统作用十分明显,且具有较强的抗氧化、抗衰老、抗逆能力。     

Cryopreservation of microalgae from desert environments of Qatar

The Qatar University Culture Collection of Cyanobacteria and Microalgae (QUCCCM) is a unique resource containing a diverse collection of microalgae and cyanobacteria, isolated from the Qatar desert environment. In order to ensure maximum preservation of this resource, a number of cryopreservation techniques were applied to various strains, and the preservation effectiveness (cell viability and lipid productivity) was determined. The conditions tested were direct, passive, and freeze-cooling cryopreservation (technique), dimethyl sulfate and methanol (cryoprotectant), and 5 and 10 % cryoprotectant concentrations over storage durations of up to 1 year. It was shown that the cryopreservation regime is strain dependent, and strains belonging to the same genera can have different requirements. On the other hand, neutral lipid estimation, via Nile red fluorescence determination of pre- and post-cryopreserved microalgae isolates, confirmed that the lipid production is affected by the applied cryopreservation method.     

水杉愈伤组织诱导及植株再生

通过愈伤组织诱导器官发生途径,建立了水杉（Metasequoia glyptostroboides）的植株再生体系,探讨了不同外植体（种胚、幼叶切块、茎段、根段）和植物生长调节剂对不定芽直接再生和愈伤组织诱导器官发生的影响。结果表明：以种胚、无菌苗叶片、茎段和根作为外植体,在MS补加2,4-D、NAA和6-BA不同组合的培养基上都能诱导得到愈伤组织,其中种胚诱导愈伤组织效果最好,诱导率可达100%,茎诱导效果次之,诱导率为97.1%。诱导愈伤组织效果较好的培养基有：MS＋1.0mg·L-12,4-D＋0.5mg·L-16-BA、MS＋0.1mg·L-16-BA＋1.0mg·L-1NAA、MS＋0.5mg·L-16-BA＋1.0mg·L-1NAA、MS＋1.0mg·L-16-BA＋1.0mg·L-1NAA、MS＋0.5mg·L-16-BA＋2.0mg·L-1NAA、MS＋1.0mg·L-16-BA＋2.0mg·L-1NAA和MS＋0.5mg·L-12,4-D＋0.5mg·L-1NAA。以愈伤组织在MS培养基上植株再生效果最好,再生率为62.5%。     

濒危植物佛手参种子的非共生萌发及种苗的快速繁殖

离体条件下对佛手参种子进行了非共生萌发研究,成功实现了种子萌发,并通过根状茎增殖和分化获得了大量再生种苗。结果表明,成熟佛手参种子难以萌发,而未成熟种子具有萌发能力,萌发率可达到20％,最适萌发培养基为：1／2MS＋1．0-2．0mg·L-1。KT＋0．1mg·L—NAA＋10．0mg·L-1腺嘌呤;根状茎增殖最适培养基为：1／2MS＋3．0mg·L。6-BA＋0．1mg·L-1 NAA＋10．0mg·L。腺嘌呤;芽分化最适培养基为：1／2MS＋I．0mg·L-1 KT＋10．0mg·L-1腺嘌呤。较高浓度的细胞分裂素（1．0mg·L。KT）与较低浓度类生长素（O．1mg·L-1 NAA）的配比对佛手参种子萌发、根状茎增殖及芽分化具有明显的促进作用;较高浓度的NAAA制种子萌发。根状茎与愈伤组织的增殖能力无明显差异,但前者的分化能力却显著高于后者。     

低浓度毒物对海洋微藻生长刺激效应的初步研究

1　引　　言毒物刺激效应又称毒物兴奋效应 ,是指毒物在较低的浓度下 ,对生物非但无害而且表现出刺激生长的现象 .Ｓｔｅｂ ｂｉｎｇ[10 ] 称这种现象为毒物刺激效应 (ｈｏｒｍｅｓｉｓ) .目前已有许多报道表明 ,低浓度的污染物或毒物普遍对海洋微藻的生长具有刺激效应 ,并被推测是导致赤潮产生的重要环节[5,7,13 ] .另外 ,已有文章报道 ,海洋微藻的生长繁殖与藻液中的微生物密切相关 .因此 ,推测低浓度毒物对海洋微藻的生长刺激效应与海洋微藻生活环境中的微生物也有着一定的关系 .但是 ,关于这方面的研究还未见报道 .在少有的有关毒物刺激…     

Investigation of biomass concentration,lipid production,and cellulose content in Chlorella vulgaris cultures using response surface methodology

The microalgae Chlorella vulgaris produce lipids that after extraction from cells can be converted into biodiesel. However, these lipids cannot be efficiently extracted from cells due to the presence of the microalgae cell wall, which acts as a barrier for lipid removal when traditional extraction methods are employed. Therefore, a microalgae system with high lipid productivity and thinner cell walls could be more suitable for lipid production from microalgae. This study addresses the effect of culture conditions, specifically carbon dioxide and sodium nitrate concentrations, on biomass concentration and the ratio of lipid productivity/cellulose content. Optimization of culture conditions was done by response surface methodology. The empirical model for biomass concentration (R² = 96.0%) led to a predicted maximum of 1123.2 mg dw L^?1 when carbon dioxide and sodium nitrate concentrations were 2.33% (v/v) and 5.77 mM, respectively. For lipid productivity/cellulose content ratio (R² = 95.2%) the maximum predicted value was 0.46 (mg lipid L^?1 day^?1)(mg cellulose mg biomass^?1)^?1 when carbon dioxide concentration was 4.02% (v/v) and sodium nitrate concentration was 3.21 mM. A common optimum point for both variables (biomass concentration and lipid productivity/cellulose content ratio) was also found, predicting a biomass concentration of 1119.7 mg dw L^?1 and lipid productivity/cellulose content ratio of 0.44 (mg lipid L^?1 day^?1)(mg cellulose mg biomass^?1)^?1 for culture conditions of 3.77% (v/v) carbon dioxide and 4.01 mM sodium nitrate. The models were experimentally validated and results supported their accuracy. This study shows that it is possible to improve lipid productivity/cellulose content by manipulation of culture conditions, which may be applicable to any scale of bioreactors. Biotechnol. Bioeng. 2013; 110: 2114–2122. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

外源赤霉素、6-苄基腺嘌呤及矿物质对水培绿豆芽生长的影响

以‘中绿一号’绿豆为原料用水培法制作豆芽,研究赤霉素、6-苄基腺嘌呤和矿物质对其生长的影响,优化绿豆芽营养液的配方。结果表明,使用由100mg·L-1赤霉素、5mg·L-16-苄基腺嘌呤、0.810g·L-1硝酸钾、0.950g·L-1硝酸钙、0.500g·L-1硫酸镁复配而成的营养液可以缩短豆芽生长周期,且培养出的绿豆芽芽长适宜（4.25cm±0.44cm）、根长较短（1.15cm±0.23cm）、轴径较粗（2.78cm±0.16mm）,芽体洁白而脆嫩。