不同磁处理方式对小球藻生长的影响

目的：利用恒定均匀磁场研究了不同磁处理方式和磁感应强度对小球藻生长的影响,探索磁处理技术应用于微藻培养的可能。方法：用t检验考察静止磁处理、循环磁处理和磁处理水三种不同的磁处理方式对小球藻生长的影响。结果：静止磁处理和循环磁处理分别在5．15mT和10．35mT范围促进小球藻生长,并且随磁感应强度增强分别从45mT与200mT开始表现出显著抑制生长作用．相同的磁感应强度下静止磁处理比循环磁处理的影响显著。未发现磁处理水对小球藻的生长有显著影响。结论：不同的磁处理方式对小球藻生长有不同的刺激与抑制的强度闽值;0．8T和1．2T磁感应强度处理下比生长速率下降的差别并不明显,说明磁处理的影响在此强度范围趋于稳定;磁处理水无显著影响说明磁场直接对小球藻细胞产生影响。     

化学吸收剂单乙醇胺强化小球藻生长代谢及固碳效应的研究

近年来,为应对化石燃料燃烧造成的CO_(2)过度排放及由此带来的全球变暖和能源枯竭等问题,微藻固碳联产高值产品的CO_(2)减排策略备受关注,尤其是基于化学吸收法耦合能源微藻固碳的培养体系已成为新的研究热点。本文以优良CO_(2)耐受小球藻Chlorella sp.为试验藻株,探究添加不同质量浓度化学吸收剂单乙醇胺(MEA)在体积分数为20%的CO_(2)和通气比为0.33的条件下对小球藻生理生化特性及固碳效应的影响。结果表明,添加MEA可缓解由高浓度CO_(2)造成的培养基酸化对微藻的生长抑制,且适宜质量浓度的MEA可以有效提高小球藻的生长代谢、CO_(2)固定效率及光合活性。在50 mg/L MEA的条件下,小球藻的生物量、CO_(2)固定率和油脂含量达到最大值,分别为3.07 g/L、0.55 g CO_(2)(/L·d)和23.5%,与无MEA的对照相比分别提高了43.7%、45.6%和21.7%。综上所述,50 mg/L质量浓度的MEA作为CO_(2)吸收剂用于微藻培养体系可以显著提升小球藻在高浓度CO_(2)条件下的生物量、油脂积累以及固碳效率。以上结果可为微藻CO_(2)生物减排及清洁能源开发提供理论依据。     

铀对两种小球藻生长和光合作用的影响

为了探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标,本试验采用不同浓度铀（0、0.5、1、5、10、20mg U·L-1）分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻两种来自不同生境的微藻,在处理后的第3、5、7、10、14d进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。结果表明：（1）0.5mg·L-1低浓度铀处理显著促进两种小球藻的生长和光合作用效率,表现为两种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统II最大光化学量子产量Fv/Fm、实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、相对电子传递速率rETR等叶绿素荧光参数等指标均显著高于对照, 而5-20 mg·L-1高浓度铀处理则显著抑制两种小球藻的生长和光合作用;（2）黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1mg·L-1处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以用来作为水体铀污染生物监测的指示生物;（3）回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(II)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标的变化,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。     

磁处理对小球藻生长及抗氧化系统的影响

摘要：研究恒定均匀磁场对小球藻生长及其抗氧化系统的影响,磁处理在0.01T表现出促进生长的显著作用,从0.2T~1.2T表现出显著的抑制作用;抗氧化酶系统的关键酶SOD,CAT,POD酶活性在较低磁感应强度时应激性升高,然后随磁感应强度的升高而降低;非酶体系的GSH对磁处理响应不明显,Caro含量普遍有较为明显的降低,可见磁处理造成了小球藻中的活性氧伤害,影响了小球藻的生长。     

不同营养方式对普通小球藻生长代谢及生化组分的影响

摘要:【目的】系统研究自养、混养和异养3种营养方式对真核模式微藻———普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长特性、细胞生化组分和碳代谢途径关键酶活性的影响。【方法】以C．vulgaris为研究对象,通过设置光合自养、混养和异养3 种营养方式,采用光谱学、色谱学方法,研究不同营养方式对C．vulgaris从生长特性、细胞组分合成和碳代谢等方面的影响。【结果】C．vulgaris依次经自养至混养和异养的培养方式转变中,藻细胞的可溶性糖和油脂含量显著提高,油脂中C16、C18不饱和脂肪酸的相对含量降低,而饱和脂肪酸的含量升高;蛋白质含量、光合色素含量显著下降,18种氨基酸的相对含量也呈下降趋势;葡萄糖的添加可抑制藻细胞吸收和积累除碳元素以外的其他测试元素。在添加葡萄糖的前提下,光照可促进藻细胞的生长量、不饱和脂肪酸和氨基酸,以及除碳元素以外的其他测试参数增加。对微藻胞外碳酸酐酶和核酮糖-1,5-二磷酸 羧化酶的活性分析结果表明,异养和混养直接影响C．vulgaris的碳代谢途径。【结论】光源和葡萄糖的供给与否直接影响C．vulgaris的生长代谢和生化组分合成,葡萄糖的添加在显著促进藻细胞生物量积累的同时,刺激碳素(糖类和油脂)生化成分的合成,而抑制氮素成分(蛋白质和光合色素)的合成;在光照条件下培养基质中葡萄糖的浓度和消耗水平直接决定藻细胞主营自养或异养生长。添加有机碳源葡萄糖的混养(光照)和异养(暗处理)培养可促进藻细胞的生长,异养和自养的生物量之和接近于混养,表明混养是最佳的藻细胞营养生长方式。     

几种化学物质对小球藻生长和蛋白含量的效应

研究了不同有机和无机碳源及生长素对小球藻生长量及叶绿素和蛋白质含量的效应。葡萄糖、蔗糖、乙酸钠和碳酸氢钠及萘乙酸均能提高小球藻的生长量和叶绿素含量,对小球藻具有明显的促生效应。培养基加入乙酸钠和萘乙酸小球藻细胞蛋白质含量由对照的43．4％提高到46．9％和52．5％。     

PP333用于藻类培养影响异养小球藻的生长及蛋白质含量

用植物生长物质PS333处理异养小球藻,研究了PP333对异养小球藻的生长及蛋白质含量的影响,实验结果表明,PP333能抑制异养小球藻的生长,同时也能显著提高小球藻的蛋白质含量,选取适当浓度的PP333处理异养小球藻可达到小球藻的细胞密度较高,其蛋白质含量又接近自养水平的目的。用50mg/L PP333处理异养小球藻,摇瓶批次培养时,小球藻的蛋白质含量与生物量分别为47.88%和3.60g/L,而对照的分别为37.34%和4.21g/L,摇瓶分批流加培养时,小球藻的蛋白质含量与生物量分别为50.96%和6.97g/L,而对照的分别为38.56%和10.99g/L,蛋白质量促进率和生物量抑制率摇瓶批次培养时分别为28.2%和14.5%,摇瓶分批流加培养时分别达32.2%和36.6%。     

重要理化因子对小球藻生长和油脂产量的影响

本文采用通气培养的方法研究了N、P、Fe3 、盐度、光照强度、温度对小球藻(Chlorella sp. XQ-200419)生长速率、生物量和油脂产量的影响。主要结果如下：N浓度对小球藻的生长和油脂产量均有显著的影响,在KNO3浓度0.05—0.3g/L范围内,小球藻生长速率随N浓度的增加而提高,并积累更多的生物量,而油脂含量随之递减,KNO3浓度为0.3g/L时,油脂产量最高。小球藻对P浓度变化的适应范围很大,K2HPO4浓度在10—160mg/L范围内,对小球藻的生长和油脂产量都没有显著影响。在小球藻培养后期补加不同浓度Fe3 对其生长速率没有显著影响,总脂含量随着Fe3 浓度升高呈现上升的趋势,均比对照有极显著提高,Fe3 浓度为0.75mmol/L时油脂产量最高。盐度对小球藻的生长有一定的抑制作用;油脂含量先随着盐度的增大而提高,当NaCl浓度达到0.6mol/L, 油脂含量又显著降低;油脂含量和油脂产量均在盐度为0.2mol/L时最高。光照强度对处于生长后期的小球藻的生长影响不大,但影响其油脂积累,小球藻的油脂含量和产量随光照强度的增大而显著提高,当光照强度增至280μmolm-2s-1时,油脂含量和油脂产量最高。温度对小球藻的生长速率、生物量、油脂含量和油脂产量都有显著的影响,在15-40℃范围内,随着培养温度的升高,生长速率、生物量、油脂含量和油脂产量都经历了一个先上升然后下降的过程,适合小球藻生长、积累油脂的温度范围是20-35℃,30-35℃时油脂产量最高,40℃时生物量、油脂含量和产量都最低。理化因子对生长和油脂含量的影响分为两种情况：1. 温度、光强、铁浓度和盐度的影响表现为在适宜生长的条件下提高油脂含量,这种模式可以称为“适宜模式”;2. 氮浓度的影响表现为在不利于生长的条件下提高油脂含量,这种模式可以称为“胁迫模式”。两种模式都可以提高油脂含量,但是,只有适宜模式才可以提高油脂产量。在筛选小球藻优良产油藻种时要注意,只有在适宜的培养条件下油脂含量高的藻种才具有高产油潜力。     

不同营养方式对小球藻FACHB 484生长的影响及其非自养生长机理研究

系统研究了小球藻FACHB 484在含有葡萄糖的不同营养方式下的生长情况,并通过抑制试验探讨葡萄糖在小球藻FACHB 484光异养和兼养生长条件下所起的作用以及小球藻FACHB 484是否存在氧化呼吸系统的关键酶类。结果表明:小球藻FACHB 484可利用葡萄糖进行化能异养、光激活异养、光异养及兼养生长,其生长速率大小为:兼养光异养光激活异养化能异养光合自养。兼养培养的最大生物量和比生长速率分别是自养培养的8.6和3.4倍,其比生长速率接近于光合自养和光异养培养下的比生长速率之和。葡萄糖主要作为小球藻FACHB 484兼养和光异养培养的碳源,而能量主要源自光。小球藻FACHB 484存在氧化呼吸链代谢途径,其细胞中有琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶。       

限氮培养对小球藻水分含量和叶绿素荧光参数的影响

限氮培养是提高小球藻油脂含量的一种方法,本研究探讨了小球藻限氮培养过程中藻细胞的生物量、水分含量和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:在限氮培养条件下,小球藻藻细胞的生物量和水分含量分别下降了18%和7%;藻细胞的最大光能转化效率(Fv/Fm),表观量子效率(α)和最大光合电子传递速率(rETRmax)在整个限氮培养过程中均快速下降,到培养末期下降至接近于0,显著低于对照;半饱和光强(Ek)在对数期迅速下降,到稳定期后显著上升;最小荧光(F0)在整个限氮培养过程中显著上升。可见,限氮培养显著影响了小球藻细胞光系统Ⅱ的结构和功能。     

定向驯化对异养蛋白核小球藻硒的耐受性及富集能力的影响

硒(Se)是生物体必不可少的微量元素,硒缺乏会导致人产生克山病、大骨节病等疾病,缺硒也会给畜牧业带来巨大损失。目前的补硒产品存在硒含量和生物利用度低、安全性差等问题,而通过小球藻培养可获得生物利用度高、安全性好的有机硒,因此是非常有应用前景的补硒产品。首先,为了获得对硒的耐受性和富集能力更强的藻种,研究通过定向驯化的方式逐步提高培养基中Na₂SeO₃浓度来驯化蛋白核小球藻,并对驯化时间和驯化过程中Na₂SeO₃的浓度梯度进行了优化。结果表明,驯化后的藻种对硒的耐受性和富集能力明显提高。在5L发酵罐中,驯化后的藻株可以耐受40mg/L的Na₂SeO₃,胞内有机硒合成速率提高了175.6%。之后,在5L发酵罐中进一步优化了硒的补加方式,在异养培养过程中分批补料添加40mg/LNa₂SeO₃时,最终获得的蛋白核小球藻细胞干重达106.4g/L,有机硒含量为1227mg/kg,有机硒合成速率为1.36mg/(L·h)。研究结果与已有蛋白核小球藻异养富硒文献报道的最高细胞密度75g/L和最高有机硒含量560mg/kg相比分别提高了41.9%和119.1%。上述结果表明,通过定向驯化的方法,可大大提高蛋白核小球藻对硒的耐受性和富集能力。     

绞股蓝提取液对蛋白核小球藻的化感效应及影响机理研究

以中草药植物绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.) Makino]为化感供体材料,研究其不同浓度的提取液(0、5、10、25、50 g/L)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidesa)生长及生理生化特征的化感效应。结果表明:(1)绞股蓝提取液对蛋白核小球藻生长均具有抑制作用,其抑制作用随提取液质量浓度增大和培养时间延长均呈增强趋势,且25 g/L绞股蓝提取液培养15 d时的抑制率达到最大(79.41%)。(2)各浓度绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞内的叶绿素a含量均低于对照组,且随着提取液浓度升高以及处理时间延长叶绿素a含量较对照的降低量越多,表明蛋白核小球藻光合作用受到的影响也越大。(3)绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞的膜透性(吸光度OD_(264))显著高于对照,且膜透性随着提取液浓度增大而增强;高浓度提取液处理下,藻细胞内部的可溶性蛋白质(OD_(280))及核酸(OD_(260))含量均显著高于对照,且随着处理时间延长,细胞膜透性增大,细胞内部的可溶性蛋白质及核酸向胞外渗透增多。研究发现,绞股蓝提取液能够抑制蛋白核小球藻生长,并随着提取液质量浓度增大而增强;绞股蓝提取液能促进藻细胞叶绿素分解、增加细胞膜透性,引起可溶性蛋白质和核酸向胞外渗透量升高,导致藻细胞结构受损,代谢功能紊乱,从而达到化感抑制作用。     

自养和兼养条件下蛋白核小球藻昼夜节律的响应

【目的】研究自养和兼养两种培养方式对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞分裂和生化组分积累的影响,探讨人工培养蛋白核小球藻的昼夜节律响应机制和优化技术。【方法】小球藻自养培养采用BG11培养基,兼养培养基在BG11培养基中添加4种不同浓度(1、5、10、20 g/L)的葡萄糖,培养周期为10 d。血球板计数法测定藻细胞浓度,干重法测定藻细胞生物量。显微观察藻细胞大小和分裂情况。脂染色法测定小球藻总脂的含量,藻细胞的叶绿素、蛋白和淀粉分别采用甲醇、氢氧化钠、硝酸钙浸提后通过紫外分光光度法定量测定。【结果】葡萄糖兼养培养对蛋白核小球藻具有显著的促生长效应,最适浓度为10 g/L。10 d收获时,兼养组(10 g/L葡萄糖)藻细胞浓度和干重分别是自养组的2.57倍和6.73倍。分析一昼夜中的藻细胞增殖规律可知,第2天和第5天时自养组中增殖的新生子细胞约有76.00%在黑暗期分裂产生,而兼养组中第2天和第5天光照期的新细胞增殖量占比分别达到40.90%和67.50%。一昼夜内藻细胞大小的迁移动态监测表明,第2天自养组藻细胞的体积变化静息期为8 h,兼养组只有4 h;第5天两组藻细胞大小迁移动态的昼夜节律明显,但兼养组黑暗结束后较大细胞(D6μm)占比显著高于自养组。第8天时,兼养组藻细胞已处于稳定期,总脂和蛋白含量均显著高于自养组,藻细胞总脂和色素含量在一昼夜中相对稳定,但蛋白和淀粉含量分别在光照8 h和12 h左右达到峰值。从第2天开始,对兼养组细胞每天进行2 h光延长,收获时藻细胞浓度和干重分别比对照组提高13%和11%。【结论】葡萄糖兼养培养能大幅提高蛋白核小球藻的生物量。蛋白核小球藻生长增殖与生化组分积累均受昼夜节律调控,自养条件下藻细胞以光照期生长黑暗期增殖为主。兼养培养提高藻细胞生物量的机制在于缩短藻细胞生长静息期,在昼夜节律中加速藻细胞生长并显著提高通过细胞周期检查点的细胞比例,光照期效应尤其明显。藻细胞蛋白和淀粉含量昼夜节律明显,最佳收获时间分别在光照8 h和12 h后。     

Isolation and characterization of brassinosteroids from algal cultures of Chlorella vulgaris Beijerinck (Trebouxiophyceae)

The brassinosteroids (BRs) occur ubiquitously in the plant kingdom. The occurrence of BRs has been demonstrated in almost every part of higher plants, such as pollen, flower buds, fruits, seeds, vascular cambium, leaves, shoots and roots. In this study, BRs were isolated and identified in the culture of wild-type Chlorella vulgaris. Seven BRs, including teasterone, typhasterol, 6-deoxoteasterone, 6-deoxotyphasterol, 6-deoxocastasterone, castasterone and brassinolide, were identified by GC–MS. All compounds belong to the BR biosynthetic pathway. The results suggest that early and late C6 oxidation pathways are operating in C. vulgaris. This study represents the first isolation of BRs from C. vulgaris cultures.     

不同碳源对小球藻Chlorella zofingiensis异养产虾青素的影响

研究了葡萄糖、蔗糖和果糖对小球藻(Chlorella zofingiensis)异养生长及产虾青素的影响,结果表明,在糖浓度为20g/L时,细胞生长较快,但干重较小,虾青素含量较低;在糖浓度为50g/L时,细胞生长较慢,但干重较大,虾青素含量较高。3种碳源中蔗糖和葡萄糖效果较好,在蔗糖浓度为50g/L时,虾青素含量和产量分别达到0.94 mg/g和9.61 mg/L。