光发酵强化三角褐指藻生产岩藻黄素

本研究旨在建立光发酵培养三角褐指藻高效生产岩藻黄素的技术体系。在5 L光发酵罐中,系统研究了兼养条件下初始光强、氮源种类和浓度以及光质对于三角褐指藻生物量浓度和岩藻黄素积累的效果。结果表明,在初始光强为100μmol/(m²·s)红蓝(R:B=6:1)混合光、含氮量为0.02 mol/L的胰蛋白胨和尿素混合氮源(1:1, N mol/N mol)优化条件下,三角褐指藻生物量浓度、岩藻黄素含量和产率分别达到了最大值3.80 g/L、13.44 mg/g和4.70 mg/(L·d),比优化前分别提高了1.41、1.33和2.05倍。本研究开发了强化三角褐指藻光发酵生产岩藻黄素的关键技术,促进了海洋天然产物开发。     

温、光、盐对硅藻STR01生长、总脂、脂肪酸的影响

为了优化新分离STR01的生态培养条件, 采用单因子试验和正交试验研究了不同温度、光照强度、盐度和温、光、盐三因素三水平对该藻的生长、总脂和脂肪酸组成影响。结果表明: 温、光、盐对STR01的生长、总脂和脂肪酸组成影响显著(P<0.05)。生长的适宜温度为15—35℃, 最适25—30℃(K值达0.679—0.682), 总脂含量积累的最适温度是25℃(总脂可达17.23%), 温度20℃时有利于该藻PUFA的积累, 可达34.23%。STR01生长的适宜光照强度为40—120 μmol/(m2·s), 最适光强为60 μmol/(m2·s), 光照强度40 μmol/(m2·s)有利于该藻的PUFA积累, 可达34.29%。STR01生长的适宜盐度为10—35, 最适盐度25, 盐度25时PUFA含量较高(43.42%)。正交试验结果表明温度对STR01的平均相对生长速率和总脂含量影响显著, 生长的最优组合: 温度30℃、光照强度60 μmol/(m2·s)、盐度25, 该组合下的生长速率达0.756; 总脂含量积累的最优组合: 温度30℃、光照强度60 μmol/(m2·s)、盐度20, 该组合下的总脂含量为20.00%。PUFA的最优组合: 温度25℃、光照强度60 μmol/(m2·s)、盐度20, 该组合下PUFA的含量为35.37%。综上所述: 该藻生长迅速, 总脂含量较高, PUFA丰富, 是一种可开发利用的耐高温浮游硅藻。     

硅藻金色奥杜藻色素的HPLC分析与超临界CO2萃取研究

以硅藻金色奥杜藻(Odontella aurita)为实验材料,利用高效液相色谱法分析了其色素组成与含量,采取超临界CO2萃取技术研究了从干藻粉内提取岩藻黄素的条件。结果表明,该藻主要含有岩藻黄素、硅甲藻黄素、β-胡萝卜素、硅藻黄素等类胡萝卜素以及叶绿素a和叶绿素c1,其中岩藻黄素为该藻含量最高的类胡萝卜素。色素的萃取率与压强、温度、夹带剂含量以及萃取时间呈正相关,夹带剂含量对萃取率影响最大,CO2流速的影响最小;与有机溶剂法相比,超临界CO2萃取岩藻黄素效率略低,而更利于岩藻黄素的选择性萃取及分离提纯;岩藻黄素的SFE-CO2适宜条件为压强400 bar、温度50℃、CO2流速0.2 L/min、夹带剂比例10%、萃取时间2～3 h。     

温度、光照和盐度对2株曼氏骨条藻生长及脂肪酸组成的影响

研究温度、光照、盐度对2株曼氏骨条藻（Skeletonema munzelii）SM-1、SM-2生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响,以确定其生长及油脂、多不饱和脂肪酸积累的最适生态条件。在实验室智能光照培养箱内不充气培养控制条件下,采用单因子试验分别研究了不同温度（10、15、20、25和30℃）、光照强度（20、40、60、80、100和120μmol/m2·s）、盐度（10、15、20、25、30、35和40）对2株藻的生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响。结果表明：不同温度、光照强度及盐度对2株藻的生长、总脂及脂肪酸含量影响均有显著影响（P〈0.05）。藻株SM-1生长的最适温度为25℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）,低盐度（盐度15）更有利于总脂及PUFA的积累。SM-2生长的最适温度为20℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）更有利于其总脂及PUFA的积累,低盐（盐度15）则更有利于PUFA的积累。因此在实际生产中,2株藻可先在最适条件下培养以增加生物量,后转至利于PUFA积累的条件下提高PUFA产量。     

武汉东湖光合色素与叶绿素a代谢产物的HPLC研究

用高效液相色谱（HPLC）法研究了武汉东湖周年及围隔实验水柱颗粒物色素的组成及变化。共检测到约20种色素,类胡萝卜素含量较高的有硅藻的标志色素岩藻黄素,隐藻的异黄素,蓝绿藻的黄体素,玉米黄素及胡萝卜素。东湖叶绿素a的代谢产物主要为脱植基叶绿素a(全湖年均约占叶绿素a的5%）,而非脱镁叶绿素a或脱镁叶绿酸a。围隔实验结果表明：叶绿素a与总浮游植物（r=0.84)。叶绿素b与绿藻（r=0.77)。岩藻黄素与硅藻（r=0.68),异黄素与隐藻生物量（r=0.83)之间具显著的相关性。表明用HPLC分析色素快速,简捷,是研究浮游植物群落组成及动态变化的有力辅助工具。     

带形蜈蚣藻盘丝体孢子的形成及温度和光照强度对其放散的影响

在实验室条件下, 首次发现了带形蜈蚣藻(Grateloupia turuturu)盘状体产生的丝状体能够形成孢子, 暂命名为“盘丝体孢子”。研究详细观察了该盘丝体孢子的形成过程, 并探讨了不同温度6、12、16、20、24和30℃及不同光照强度10、30、45、60、90和120 μmol/(m2·s)对盘丝体孢子放散的影响。结果表明: (1) 带形蜈蚣藻雌配子体的囊果释放果孢子, 果孢子发育形成盘状体, 盘状体经过诱导再生出单列细胞的丝状体, 丝状体形成多室孢子囊, 并放散出大量盘丝体孢子; (2) 温度和光照强度均对丝状体中盘丝体孢子的放散产生显著影响。在温度为16℃、光照强度为60 μmol/(m2·s)时盘丝体孢子放散量有最大值; (3) 在温度低于12℃或高于24℃时, 盘丝体孢子的放散受到影响, 数量明显减少; (4) 在光照强度低于30 μmol/(m2·s)或高于90 μmol/(m2·s)时, 盘丝体孢子的放散明显受到抑制。研究结果补充了带形蜈蚣藻无性繁殖过程, 为其种质保存、人工育苗及养殖提供更为丰富的理论依据, 为探讨带形蜈蚣藻的起源与演化提供新思路。     

白色LED复合光谱对4种淡水微藻的影响

利用光效高、耗能小的LED光谱作为光源培养微藻能够降低微藻培养的成本,促进微藻培养实现工业化。比较了6种已市场化的,具有不同光强、不同光谱组成的白色LED复合光谱(1号,光强2 162 lx;2号,光强2 227lx;3号,光强2 794 lx;4号,光强4 587 lx;5号,光强5 356 lx;6号,光强6 244 lx)对4种淡水微藻生长情况和叶绿素含量的影响。结果发现:四尾栅藻在5号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为2.89 g/L和0.32g/(L·d)(以细胞干质量计);钝顶螺旋藻在4号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为5.05 g/L和0.33 g/(L·d);布朗葡萄藻在6号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为1.22 g/L和0.25g/(L·d);而集胞藻在光强较小的光源下生长较好,当光强为2 162 lx时,生物质质量浓度和比生长速率分别为3.05 g/L和0.22 g/(L·d)。在光强较低的情况下,光质的红蓝比对四尾栅藻和布朗葡萄藻的生长没有显著影响(p0.05);与蓝光相比,红光更利于集胞藻和钝顶螺旋藻的生长,分别在红蓝比(R/B)为11.7的1号光源和4号光源下有最大藻细胞密度3.05和5.05 g/L。四尾栅藻、钝顶螺旋藻和布朗葡萄藻的单位水体内叶绿素含量与比生长速率成正比,而单位质量干藻细胞内的叶绿素含量随光强的增大而有所降低。     

铜绿微囊藻光合活性对LED光短期暴露的响应

为探究LED光对蓝藻光合活性的影响,以铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa PCC 7806为对象, 25μmol photons/(m²·s)白色荧光灯为对照,检测了不同光质光强LED处理2h的光合活性。结果表明,与对照相比,25—50μmol photons/(m²·s) LED红光和蓝光、25—100μmol photons/(m²·s) LED白光和绿光处理下,细胞光合活性(F_v/F_m)显著提高。大于100μmol photons/(m²·s)的LED红光和蓝光、大于200μmol photons/(m²·s)的LED白光及大于500μmol photons/(m²·s)的LED绿光处理对光合活性有显著抑制作用,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率F_v/F_m、电子传递速率ETR(Ⅱ)、光量子产量Y(Ⅱ)、光系统Ⅰ(PSⅠ)电子传递速率ETR(Ⅰ)、...     

多次补氮和增强蓝光促进三角褐指藻积累岩藻黄素

本研究旨在优化多次补氮和增强蓝光模式，以促进光发酵三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)积累岩藻黄素。结果表明，在摇瓶中将含有胰蛋白胨和尿素的混合氮源(1:1,Nmol/Nmol；总氮浓度为0.02 mol/L)分6次加入培养系统是最佳的多次补氮模式；在5 L发酵罐中实施两阶段调光模式培养，在第二阶段增强蓝光(R:G:B=67.1:16.7:16.3)后，细胞密度、生物量生产率以及岩藻黄素的含量、产量和生产率分别达到1.12×108cells/mL、330mg/(d·L)、19.62mg/g、69.71mg/L和6.97mg/(d·L)。与红蓝光(R:G:B=70.9:18.3:10.9)下分6次补氮的一阶段培养相比，岩藻黄素含量显著提高了7.68%(P<0.05)，但生产率无显著差异(P>0.05)；与红蓝光(R:G:B=70.9:18.3:10.9)下一次性加入氮源的一阶段培养相比，岩藻黄素含量和生产率显著提高了45.98%和48.30%(P<0.05)。因此，本研究开发的多次补氮和增强蓝光的两阶段培养模式，有效促进了岩藻黄素积累、提高了...     

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)。     

洱海沉水植物的光合特性与分布水深的关系

为研究沉水植物光合特性与其分布水深的关系,选取黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、水蕴草(Egeria densa)、大茨藻(Najas marina)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、光叶眼子菜(Potamogeton lucens)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)等15种洱海常见沉水植物,测定其光合作用参数。结果表明:光合速率为2.8—18.1μmol O₂/(g DW·h)、暗呼吸速率为0.3—2.0μmol O₂/(g DW·h)、光补偿点为6.3—63.8μE/(m²·s)、光饱和点为55.6—441.5μE/(m²·s),不同沉水植物间光合作用参数存在显著差异。结合洱海全湖沉水植物分布水深调查结果,沉水植物的光补偿点和光饱和点与分布水深呈显著负相关;苦草与其他物种比较具有更低的光补偿点6.3μE/(m²·s)、光饱和点55.6μE/(m^2...     

Effect of light intensity on the relative dominance of toxigenic and nontoxigenic strains of Microcystis aeruginosa

In aquatic ecosystems, the factors that regulate the dominance of toxin-producing cyanobacteria over non-toxin-producing strains of the same species are largely unknown. One possible hypothesis is that limiting resources lead to the dominance of the latter because of the metabolic costs associated with toxin production. In this study, we tested the effect of light intensity on the performance of a microcystin-producing strain of Microcystis aeruginosa (UTCC 300) when grown in mixed cultures with non-microcystin-producing strains with similar intrinsic growth rates (UTCC 632 and UTCC 633). The endpoints measured included culture growth rates, microcystin concentrations and composition, and mcyD gene copy numbers determined using quantitative PCR (Q-PCR). In contrast to the predicted results, under conditions of low light intensity (20 μmol·m(-2)·s(-1)), the toxigenic strain became dominant in both of the mixed cultures based on gene copy numbers and microcystin concentrations. When grown under conditions of high light intensity (80 μmol·m(-2)·s(-1)), the toxigenic strain still appeared to dominate over nontoxigenic strain UTCC 632 but less so over strain UTCC 633. Microcystins may not be so costly to produce that toxigenic cyanobacteria are at a disadvantage in competition for limiting resources.     

Changes in the condition of photosynthetic apparatus of a diatom alga <Emphasis Type="Italic">Thallassiosira weisflogii</Emphasis> during photoadaptation and photodamage

Two populations of a diatom alga Thallassiosira weisflogii were grown at photon flux densities (PFD) of 0.8 and 8 μmol/(m² s). For both diatom populations, the recovery of chlorophyll fluorescence parameters (F ₀, F _m, F _v/F _m, and NPQ) was monitored after nondestructive irradiation by visible light at PFD of 40 μmol/(m² s) and after high-intensity irradiation by visible light (1000–4000 μmol/(m² s)). The exposure of diatoms to PFD of 40 μmol/(m² s)—higher than PFD used for algal growth but still nondamaging to photosynthetic apparatus—induced nonphotochemical quenching (NPQ), which was stronger in algae grown at higher PFD (8 μmol/(m² s)) than in algae grown at low light. After irradiation with high-intensity light, the recovery of chlorophyll fluorescence parameters was more pronounced in algae grown at elevated PFD level. During short-term irradiation of diatoms with high-intensity visible light (1000 μmol/(m² s)), a stronger NPQ was observed in the culture adapted to high irradiance. After the treatment of algae with dithiothreitol (an inhibitor of carotenoid deepoxidase in the diadinoxanthin cycle) or NH₄Cl (an agent abolishing the proton gradient at thylakoid membranes), a short exposure of algae to PFD of 40 μmol/(m² s) induced hardly any nonphotochemical quenching. The results indicate the dominant contribution of xanthophyll cycle carotenoids to energy-dependent quenching.     

蓝光胁迫对金线莲游离氨基酸组分的影响

以金线莲(Anoectochilus roxburghii)为试材,在光密度30 μmol·m–2s–1的白光基础上补充60 μmol·m–2·s–1、120 μmol·m–2·s–1和180 μmol·m–2·s–1三个强度蓝光胁迫56 d,采用氨基喹啉-N-羟基丁二酰氨基甲酸酯(AQC)柱前衍生结合超高效液相色谱-串联质谱法测定游离氨基酸组分含量变化,分析金线莲游离氨基酸组分对蓝光胁迫的响应特征。共稳定检测出22种氨基酸,苏氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、肌氨酸、组氨酸、天冬酰胺和酪氨酸是金线莲的特征氨基酸,游离氨基酸总量随着胁迫时间延长呈先增加后减少的趋势,在14 d 时含量最高。综合结果表明,蓝光胁迫14?d对金线莲中多种游离氨基酸的合成有促进作用,在补充180 μmol·m–2·s–1强度蓝光时效果最好。     

藻类连续培养体系的构建与优化及其在产毒和无毒微囊藻竞争中的应用

利用发酵罐加装外置环形光源构建藻类连续培养系统, 以产毒微囊藻PCC 7806及其无毒突变株PCC 7806 mcyB–为培养材料, 通过对补料时间、接种密度和稀释率参数的优化, 获得最优培养条件, 并应用于产毒与无毒微囊藻的竞争实验中。通过优化得到连续培养的最优培养条件: 补料时间为第4天, 起始接种密度为4×106 cells/mL, 稀释率为0.15/d。在连续培养下, 光照为35 μmol/(m2·s)时, 以1﹕1的起始比例接种产毒与无毒微囊藻, 二者间的竞争会达到平衡, 并以无毒微囊藻占据优势, 且两者以不同的优势度长时间维持不变。在此基础上, 开展了不同光强对产毒与无毒微囊藻竞争影响的实验, 结果表明, 光强为35和80 μmol/(m2·s)时, 无毒株在连续培养中占据优势; 而光强为5和15 μmol/(m2·s)时, 无毒和产毒微囊藻维持起始接种比例不变。研究通过优化连续培养条件为室内藻类竞争实验提供了更为适宜的培养模式。     

光强及氮浓度对丝状绿藻双星藻生长及生化组成的影响

[背景]环境因子和营养因子对微藻的生长和生化组成都有显著的影响,其中光强和氮浓度是最重要的两个条件。[目的]研究不同光强和初始氮浓度对丝状绿藻-双星藻(Zygnema sp.)生长及生化组成的影响。[方法]采用改良的BBM培养基,设置了两组光强[100μmol/(m²·s)和300μmol/(m²·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15和18 mmol/L)在柱状光生物反应器中对双星藻进行培养。[结果]在高光强条件下[300μmol/(m²·s)],12 mmol/L初始氮浓度最有利于双星藻生物质的积累,其最高生物量可以达到6.60 g/L,而初始低氮浓度(3 mmol/L)则促进了油脂和脂肪酸的积累,油脂最高含量占干重的32.13%,且脂肪酸组成主要包括棕榈酸(C_16:0)、油酸(C_18:1)、亚油酸(C_18:2)和亚麻酸(C_18:3),其中油酸含量最高达到总脂肪酸含量的55.01%;在低光强条件下[100μmol/(m     

光照强度、温度、pH、盐度对小球藻（Chlorella）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、盐度对小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）和海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）光合作用的影响。小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）的适宜光照强度范围为100～〉1600μmo·lm-2·s-1,光饱和点在500μmo·lm-2·s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为6.5～9.0,最适pH值为7.0;对盐度的适应范围较广,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度的升高,净光合放氧速率有下降趋势。海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）的适宜光照强度范围为400～〉1600μmol·m-2·s-1,光饱和点在1400μmo·lm-2.s-1附近;适宜温度范围为25～42.5℃,最适温度为37.5℃;适宜pH值范围为5.0～9.0,最适pH值为8.0;对盐度有很好的适应性,在0～0.6mol/L范围内,随着盐度升高,净光合放氧速率明显上升。小球藻和海洋小球藻的净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明了两种小球藻的基本生理生态学特性：能适应较强的光照强度、较高的温度、中性偏碱的环境和较高的盐度。研究结果有助于小球藻培养条件的优化。两种小球藻对光照强度、温度、pH值和盐度变化的反应也有所不同：与小球藻（Chlorella sp.XQ-200419）相比,海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）对光照强度有更好的适应性,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明显的促进作用。这表明海洋小球藻（Chlorella marina NJ-016）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。