南美白对虾精养塘浮游微藻动态研究

2006年4月30日～2006年8月31日,对舟山市马岙镇的旭旺无公害对虾精养基地水体的浮游微藻群落结构进行调查分析.结果表明:精养塘中共检出常见浮游微藻5门16种,其中蓝藻4种,绿藻5种,硅藻5种,裸藻1种,甲藻1种.主要蓝藻有微小平裂藻(Merismopedia tenuissima.)、小席藻(Phorimidium sp.)、螺旋藻(Spirulina sp.)等;常见绿藻有小球藻(Chlorella sp.)、衣藻(Chlamydomonas sp.)等;常见硅藻有舟形藻(Navicula sp.)、尖针杆藻(Synedra acus)等.养殖早期3门9种,蓝藻门与裸藻门的微藻未检查到,且浮游微藻细胞数量为0.8×10⁷cells·L^-1,香浓多样性指数平均为0.445.养殖后期4门12种,多甲藻未出现了,浮游微藻细胞数量为1.5×10⁷ cells·L^-1,香浓多样性指数平均为0.375.浮游藻类多样性指数总体表现为养殖前期高后期低的特征.     

三种海洋微藻和三种淡水微藻脂肪酸组成特征的比较分析

比较了3种海洋微藻：简单角刺藻(Chaetoceros simplex)、绿色巴夫藻(Pavlova viridis)、扁藻(Platymonas sp.)和3种淡水微藻：蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquua)、极大螺旋藻(Spirulina maxima)的脂肪酸组成。结果表明：海洋微藻的饱和脂肪酸种类相对比淡水微藻多,前者的碳链长度在14碳到20碳之间,后者主要有C16：0和C18：0。二者单不饱和脂肪酸均是以C16：1ω7和C18：1ω9为主。多不饱和脂肪酸中,海洋微藻以二十碳五稀酸(EPA)和二十二碳六稀酸(DHA)为主,其中,绿色巴夫藻含有24．34％的EPA和11．48％的DHA,简单角刺藻含有13．24％的EPA;淡水微藻以18碳为主,其中,极大螺旋藻含有24．02％的γ-亚麻酸(GLA)。     

海洋微藻脂肪酸去饱和酶

海洋微藻中富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),在部分微藻中ω3 PUFA的量可达其总脂肪酸的30%～50%。而且微藻油具有鱼油所不可比拟的健康优势,也是唯一得到美国食品与药物管理局(FDA)认可的儿童DHA(二十二碳六烯酸)补充剂来源。由于用培养微藻来提取、纯化PUFA受到现有生产工艺的限制,使微藻油在国际食品(尤其是高质量食品)及保健品市场上供不应求。微藻脂肪酸去饱和酶(fatty aciddesaturase,FAD)是微藻PUFA合成的关键酶类,所以对微藻FAD的深入研究无疑将促进PUFA资源的合理开发和利用。     

开放式和封闭式反应器的微藻生物质产率评估

从微藻中提取生物柴油原料的思路源于20世纪50年代,但最初养藻的目的仍是供人类食用,我国20世纪60年代也曾提倡过用小球藻养猪或食用小球藻来消除浮肿等"三年自然灾害"疾病①.但迄今为止,微藻并没有被作为食品.虽然近年来把微藻作为营养品食用的人在增多.微藻中含有近一半蛋白质,所以如果实现了大规模养殖,微藻对生物燃料的贡献不会亚于对人或动物的食物(饲料)链的贡献②③.不过,也有学者指出食用微藻可能对人类健康有害,所以选择藻种时,不能忽视④.从20世纪70年代第一次能源危机开始,人们对微藻有了新期望.     

UV-B辐射增强对三种赤潮微藻DNA的伤害效应

运用生态毒理学和生物化学方法研究了UV-B辐射增强对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻DNA的伤害作用.结果表明,3种赤潮微藻的生长状况对UV-B辐射增强的敏感性不同;对UV-B辐射增强的敏感性由高到低依次是赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻.随着UV-B辐射剂量的增加,3种赤潮微藻的DNA损伤程度提高,而且赤潮异弯藻DNA的损伤程度明显高于亚历山大藻和中肋骨条藻,亚历山大藻DNA的伤害程度又远远高于中肋骨条藻.UV-B辐射处理解除后,损伤DNA可明显恢复.赤潮异湾藻和亚历山大藻恢复培养6d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05);而中肋骨条藻恢复培养3d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05),说明3种赤潮微藻的DNA损伤水平不适合作为指示UV-B辐射增强的生物学指标.     

3种海洋赤潮微藻蛋白质和核酸合成对UV-B辐射增强的响应

应用同位素标志法, 研究了赤潮异弯藻 (Heterosigmaakashiwo) 、亚历山大藻 (Alexandriumtamarense ) 和中肋骨条藻 (Skeletonemacostatum) 核酸和蛋白质合成对紫外线B波段 (UV_B, 2 80~ 32 0nm) 辐射增强的响应变化。结果表明 :1) 按照由高到低的顺序, 3种海洋赤潮微藻对UV_B辐射增强的敏感性依次是赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻。 2 ) UV_B辐射增强抑制赤潮异弯藻的生长和脱氧核糖核酸 (DNA) 的合成, 而低剂量的UV_B辐射对中肋骨条藻和亚历山大藻的生长与DNA的合成表现出刺激作用, 高剂量则表现出抑制作用。 3) 随着UV_B辐射的增强, 3种海洋赤潮微藻核糖核酸 (RNA) 和蛋白质的合成速度下降, 其中赤潮异弯藻合成速度的下降幅度明显大于中肋骨条藻和亚历山大藻, 表明赤潮异弯藻RNA和蛋白质的合成对UV_B辐射增强的敏感性高于中肋骨条藻和亚历山大藻。     

高、低氮浓度对2株真眼点藻的生长和油脂积累的影响

【目的】研究氮浓度对真眼点藻纲(Eustigmatophyceae)的2株高产油微藻大真眼点藻(Eustigmatos magnus,EM)和波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem,EP)的细胞形态、生长、总脂含量、脂质组成和脂肪酸组成与含量的时序变化规律。【方法】利用高氮(18.0 mmol/L NO3?-N)和低氮(3.6 mmol/L NO3?-N)浓度培养微藻。【结果】形态观察结果表明,大真眼点藻(E. magnus)和波氏真眼点藻(E. polyphem)营养细胞具有1个周生的裂叶状叶绿体,细胞质中有液泡,内含能够振动的颗粒物,以及一个较为明显的红色色素体;生殖方式通过形成2个D形或4个四角形的似亲孢子;随着培养周期的延伸和营养盐的消耗,细胞中油体逐步形成,其数量不断增加,体积不断增大。实验结果表明,初始氮浓度对2种微藻的总脂积累及生长均有显著影响(P<0.05),低氮浓度下2种微藻的生物质浓度分别为9.0 g/L和8.5 g/L,均低于高氮浓度下的生物质浓度。而低氮浓度下2种微藻的总脂、中性脂和总脂肪酸的含量以及总脂、中性脂与总脂肪酸的单位体积产率均明显高于高氮浓度组,其最高值分别为：59.10%、51.90%、46.95%和0.28、0.24、0.22 g/(L·d) (EM);64.20%、56.80%、50.01%和0.32、0.28、0.25 g/(L·d) (EP)。脂肪酸分析结果表明,两种微藻的脂肪酸主要成分均为棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)和二十碳五烯酸(C20:5,EPA),四者的总含量(占总脂肪酸)分别达到85.83%和85.48%,其中棕榈油酸的含量最高。【结论】低氮浓度胁迫有利于大真眼点藻和波氏真眼点藻细胞内油脂的积累,两种微藻均为适合于生产生物柴油的油脂生产藻株。     

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。     

微藻叶绿素荧光值与传统生长指标的关联性研究

利用TD-700型叶绿素荧光仪测定了6种不同海洋和淡水微藻,即锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)、四列藻(Tetraselmis tetrethele)和雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的叶绿素荧光值,同时采用经典方法同步测定其细胞密度和叶绿素a含量。统计分析结果显示,微藻细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光值三者之间具有显著或极显著的正相关关系。因此,利用叶绿素荧光仪测定微藻生物量的方法是切实可行的,具有快捷方便、灵敏度高的优点。     

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。