布朗葡萄藻的培养基选择及其产物代谢规律

通过对布朗葡萄藻分别在Chu13、Chu13×2和BG-11培养基中培养结果的比较,发现在气升式光照生物反应器中Chu13培养基最有利于布朗葡萄藻的生长和烃的合成,培养15d后,其生物量和粗烃质量分数分别为1.82g/L和58.7%;棕榈酸、油酸和亚麻酸是布朗葡萄藻的主要脂肪酸组成,Chu13培养获得的藻体不饱和脂肪酸比例最高。Chu13培养基中布朗葡萄藻代谢规律的研究表明:粗烃含量随着生物量的增加而逐渐增大,15d后粗烃产量达到最大值1.07g/L,不同生长周期烃的组成保持一致,布朗葡萄藻的烃主要由C33H56和C34H58组成;在布朗葡萄藻生长周期中,不饱和脂肪酸的比例显著上升,培养15d达到64%以上。     

能源微藻葡萄藻的研究进展

在石油资源日趋枯竭、能源需求量日益扩大和油品结构性矛盾长期存在的多重压力下,寻找和开发柴油替代能源对保障我国的能源安全、促进国家经济社会可持续发展具有重要战略意义。葡萄藻是一种世界性分布的淡水或微咸水单细胞微藻,富含烃类、油脂和其它化学物质,而且含烃量可高达细胞干重的86%,是一种潜在的能源微藻。论文综述了近年来有关葡萄藻研究的各个方面的进展,主要内容包括葡萄藻的分类学地位、葡萄藻的细胞学特征、烃类的合成途径、葡萄藻产烃的调控因素以及葡萄藻的收集和烃类的回收途径等,期望为葡萄藻的合理开发利用提供参考。     

噬藻体研究进展

噬藻体（Cyanophage）是以蓝藻为寄主的浮游病毒类群,因其能特异性地感染蓝藻而具有重要的生态地位,是蓝藻＂水华＂潜在的控制因子。噬藻体的生物学、生态学特征是了解噬藻体的一扇窗,分子生物学研究仍将是主要的研究方向之一。同时,噬藻体研究手段也在不断更新。该文从这几个方面综述了噬藻体相关研究进展。     

布朗葡萄藻：从二氧化碳固定到烷烃、烯烃与萜烯的生物合成

高效生物生产碳氢化合物是解决石油等液体燃料短缺的有效手段之一,而微藻油是生产可持续生物燃料的可靠选择。布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)是一种由单细胞组成的不定形群体绿藻,能够积累大量碳氢化合物,最高含量可达其干重的75%,因而受到广泛关注。近年来随着对葡萄藻生物学特性和生长生理的不断深入研究,提高了其规模化培养及其碳氢化合物工业化生产的可行性。从生物学特性、碳氢化合物合成途径及调控因子、多组学研究和规模化培养技术几方面简单叙述了布朗葡萄藻作为新型产油微藻生产碳氢化合物的潜力,为探索利用布朗葡萄藻大规模工业化生产生物燃料提供参考,从而加速该微藻资源的开发利用。     

葡萄藻冷冻保藏的研究

为给微藻大规模培养生产生物燃料提供稳定可靠的种质资源,本研究以葡萄藻为研究对象,建立了一套葡萄藻快速高效冷冻保藏的方法.通过对不同冷冻保护剂二甲基亚砜(DMSO)、甲醇(MeOH)、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)和甘油(Gly)的毒性测试和冷冻保藏效果的比较,结果表明在以6% MeOH作为冷冻保护剂的条件下葡萄藻的存活...     

发菜藻胆体分离和光谱特性的研究

完整藻胆体和不完整藻胆体的吸收峰都在618nm。完整藻胆体的室温荧光峰位于670nm 以上,而不完整藻胆体则在670nm以下。完整藻胆体的77K荧光发射光谱中只有648nm一个荧光发射带;而在不完整藻胆体,则有2个或3个发射带,它们位于684nm,666nm和648nm, 依次属于别藻蓝蛋白 — B,别藻蓝蛋白和C — 藻蓝蛋白的荧光。     

几种因素诱导鱼腥藻7120短藻丝体的形成

丝状蓝藻鱼腥藻7120（Anabaena sp.PCC7120）中可成功表达外源基因,但其转化和表达效率不高,改变细胞的生理状态可能会影响外源基因的转化和表达效率。将鱼腥藻7120藻丝体通过几种因素诱导形成短藻丝体（具有25个左右细胞）,并对其光合活性进行了测定。结果表明：红光和高温对鱼腥藻7120短藻丝体较为有效,且红光诱导在48h时,短藻丝体细胞数占总细胞数的比例达到85％;DCMU单独诱导效果不明显,适当浓度的DCMU＋红光诱导时诱导效率略有增加;高温以45℃诱导12h比例最高,约达87％;高温45℃诱导时,对数生长后期的鱼腥藻7120较易形成短藻丝体。光合活性测定结果显示,诱导形成的短藻丝体光合放氧速率比正常营养藻丝体的低,这种具有光合放氧能力的短藻丝体显示出作为表达外源基因受体的可能性。     

长茎葡萄蕨藻在模拟工厂化循环水养殖环境中的脱氮研究

为优化工厂化循环水养殖尾水处理效果, 探究长茎葡萄蕨藻在工厂化循环水养殖条件下对含氮污染物的去除效果。采用模拟养殖尾水, 考察了长茎葡萄蕨藻对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的吸收效果, 进而讨论了不同水力停留时间对长茎葡萄蕨藻吸收去除三氮的影响。结果表明, 长茎葡萄蕨藻在单一含氮污染物中硝酸盐氮吸收速率最快; 在混合含氮污染物中, 氨氮吸收速率最快, 吸收去除效率最高, 其次为硝酸盐氮。长茎葡萄蕨藻在实验条件下养殖密度为16 g·L-1时生长较快, 氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的去除率为92.63%、61.91%和66.08%。在水流动状态下, 水力停留时间越短, 对三氮的综合去除效果较好, 水力停留时间为4 h时氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮去除率为55.79%、56.37%、58.50%。     

利用烟道气培养产烃葡萄藻的可行性研究

对烟道气培养产烃葡萄藻的可行性进行了研究,重点考察了SO2和NOx的水溶形态对葡萄藻的影响。结果表明,亚硫酸氢盐浓度低于0．8mmol／L时,对葡萄藻生长没有明显抑制作用,可以提供葡萄藻生长的硫源,但高浓度(大于2mmol／L)时抑制细胞生长;当亚硝酸盐浓度小于8mmol／L时,可以作为葡萄藻生长的唯一氮源,亚硝酸盐的去除主要是由微藻利用所致。当起始浓度为2mmol／L和4mmol／L时,亚硝酸盐的去除率分别为100％和99．7％。     

共培养对布朗葡萄藻764、765株生长的影响

以布朗葡萄藻(Botryococcus braunii )764 株(B764 )和765 株(B765 )为实验材料,研究了株间共培养(接种比例为纯B764 、1 :9 、3 :7 、5 :5 、7 :3 、9 :1 、纯B765 )对藻细胞生物量、总烃含量、总脂肪酸含量的影响,以及添加另一株的藻滤液对其生长的影响.结果表明:两株布朗葡萄藻的混合培养能够增加藻细胞群体的生物量,且布朗葡萄藻764 株占主体,同时存在一定量765 的混合培养群体生物量明显高于纯培养的布朗葡萄藻(P＜0.05);布朗葡萄藻株间共培养可以发生互利促进效应, 低浓度的布朗葡萄藻765 藻滤液对布朗葡萄藻764 的生长具有显著促进作用(P＜0.05).布朗葡萄藻能够向胞外培养液中释放化感物质,藻滤液中的低浓度的化感物质可以对受体微藻产生一定促进作用.     

北部湾沿岸地区第三纪盘星藻属和葡萄藻属

北部湾沿岸地区的第三系十分发育,微体浮游植物丰富。1976—1978年,笔者曾两次进行野外工作并采集样品。从1条剖面和10个钻孔约80块样品(绝大多数为岩芯)中,分析出较丰富的沟鞭藻类和疑源类以及绿藻门的盘星藻和黄藻门的葡萄藻化石。经初步鉴定,计29属、80余种。本文只报道其中的第一部分,即盘星藻属的12种及2变种(10新种、1新变     

富油微藻布朗葡萄藻分子生态学研究进展

分子生态学是研究生命系统与环境系统相互作用机理及其分子机制的科学,可以从宏观和微观结合的角度真实反映生态现象的本质。简述产烃布朗葡萄藻形态与化学种等生理生态特征的基础上,综述了近年来国内外布朗葡萄藻分子生态学研究的新进展,主要包括分子系统发育学及其与化学种、基因组、地理来源等之间的关系。经典分类学上,关于布朗葡萄藻属于绿藻门(Chlorophyta)还是黄藻门(Xanthophyta)存在争议,而基于18S核糖体核糖核酸(18S ribosomal ribonucleic acid,18S rRNA)序列的分子系统发育学研究结果将布朗葡萄藻界定为绿藻门、共球藻纲(Trebouxiophyceae)。依据藻株的产烃种类和化学结构特征,可将布朗葡萄藻划分为A、B和L 3个化学种,而布朗葡萄藻的分子系统学进化关系与化学种间高度统一。在基因组大小上,位于同一大亚聚群中的化学种B与L间却存在明显差异,而进化关系较远的化学种B与A间则更相近。不同地理来源布朗葡萄藻的18S rRNA序列和内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)多态性较高,提示不同地缘藻株间存有较高的遗传多样性。探讨了布朗葡萄藻分子生态学研究尚待解决的问题,并对今后相关研究做了展望。     

环境因子及藻体密度对条斑紫菜生长与氮磷去除效率的影响

以条斑紫菜为材料,系统探究实验室条件下光照强度、温度、光周期、盐度和干出等生态因子和藻体密度对条斑紫菜生长和氮磷去除的影响,为今后条斑紫菜大规模栽培的生态修复潜力研究及海洋富营养化治理奠定理论基础。实验室条件下不同藻体密度、光照强度、光周期、温度、盐度和干出时间对条斑紫菜生长及氮磷去除效率的影响。结果表明:条斑紫菜在藻体密度0.1 g/L、光照强度为120μmol m-2s-1时特定生长率最大,为38.1%。随着藻体密度增加,光照强度减小,其特定生长率逐渐减小,当藻体密度为1.6 g/L、光照强度为30μmol m-2s-1时,特定生长率最小为12.6%;藻体密度0.1—0.8 g/L时随着藻体密度的增加条斑紫菜对NO-3-N和PO3-4-P的去除效率显著增加,藻体密度为0.8—1.6 g/L时藻体对NO-3-N和PO3-4-P去除效率差异不大,其中藻体密度1.6 g/L、光照强度90μmol m-2s-1时条斑紫菜对NO-3-N和PO3-4-P去除效率均达到93%以上。为进一步探究其他环境因子的影响,因此在温度和光周期实验中选择氮磷去除率适中的藻体密度0.4 g/L和最适光照强度90μmol m-2s-1。温度为15℃、光周期为16L∶8D条件下条斑紫菜特定生长率最大,为36.9%,且氮和磷去除效率也最大,分别为91.9%和81.6%。条斑紫菜生长适宜盐度为10—35,最佳盐度为25,干出时间越长生长越慢,氮磷去效率也越低,且有较大交互作用,但干出后的紫菜光合作用更强。以上研究将为应用大型海藻条斑紫菜大规模栽培进行生态修复奠定基础。     

基于转录组分析重金属镉对长茎葡萄蕨藻的影响

随着人类社会工业化进程的加快,重金属镉(Cd)污染对海洋生物的毒害作用突显。为了探索Cd胁迫下长茎葡萄蕨藻生理调控的分子响应机制,本文采用RNA-Seq技术对镉胁迫(Hcd²⁺)藻体组织转录组进行研究。结果表明: 与对照相比,Hcd²⁺组共筛选出差异表达基因(DEGs)702个,其中,257个基因上调表达,445个基因下调表达。对获得的DEGs进行功能注释及富集分析,发现长茎葡萄蕨藻的多种生物学功能受到Cd²⁺胁迫的影响,最终表现为抑制生长。GO富集分析发现,长茎葡萄蕨藻体内氧自由基的产生与清除出现失衡,并产生了DNA损伤等氧化伤害。KEGG富集分析发现,长茎葡萄蕨藻中多条与光合作用相关途径受到抑制,表明Cd²⁺胁迫导致长茎葡萄蕨藻的光合反应紊乱。     

鄂尔多斯盆地三叠系原油葡萄藻母质输入的生物标志物特征

鄂尔多斯盆地西南部西峰油田三叠系延长组烃源岩和原油的有机地球化学研究显示,原油和烃源岩正构烷烃多表现出双峰型特征,且多以低碳数前峰群为主,主峰碳在nC15-nC20之间;规则甾烷相对丰度C28 C27＞C29,且R构型C27、C28和C29规则甾烷分布表现出各种不对称的"V"字型特征;指示了以藻类为主的混合型母质输入特征.所有原油中均检出丰富的两环萜烷(C12-C16)和短链至长链(C15-C34)的单甲基支链烷烃生物标志化合物,本地区主要烃源岩延长组长73-长72段也普遍检出与原油具有相同碳数分布和结构特征的两环烷烃和单甲基支链烷烃,在一定程度上指示了油源对应关系.前人研究表明,葡萄藻(Botryococcus braunii)可能是地质体中两环倍半萜和单甲基支链烷烃的重要母质来源.而西峰地区延长组的微体古生物学研究,恰好在长73-长72段发现丰富的葡萄藻化石.因此.延长组原油和烃源岩中两环倍半萜和单甲基支链烷烃的出现,不仅指示葡萄藻可能是该地区烃类形成的重要母质来源之一,而且指示葡萄藻有机质可能提供了这些标志物的先驱.主要烃源岩中富含葡萄藻化石及其降解形成的无定形有机质,进一步证明葡萄藻可能是鄂尔多斯盆地三叠系陆相石油藻类母质的重要组成.     

中国伞形蜈蚣藻和亚栉状蜈蚣藻的合种研究——基于形态观察、早期发育及分子分析

运用分子辅助的形态分类学方法对分布于我国浙江省温州市南麂岛(模式标本产地)的伞形蜈蚣藻Grateloupia corymbcladia Li et Ding和亚栉状蜈蚣藻G. subpectinata Holmes进行了详细研究。结果表明: (1)伞形蜈蚣藻藻体直立, 紫红色, 软骨质, 高15—30 cm。主枝扁平, 末端延长为亚扁形, 宽2—5 mm。藻体主枝两侧分布有小羽枝和1—2回羽状分枝; 辅助细胞生殖枝丛类型为Grateloupia型(5cpb-4auxb型), 四分孢子囊十字形分裂产生, 以上特征与亚栉状蜈蚣藻一致。(2)在实验室条件下培养亚栉状蜈蚣藻和伞形蜈蚣藻的雌配子体, 观察到二者的孢子发育类型均为“间接盘状体”型。(3)基于rbcL和COⅠ基因序列分析结果显示, 6个伞形蜈蚣藻样本之间无碱基差异, 与亚栉状蜈蚣藻无碱基差异, 形成独立的进化枝。基于以上结果, 确定伞形蜈蚣藻与亚栉状蜈蚣藻为同一种。根据优先法则, 将伞形蜈蚣藻作为亚栉状蜈蚣藻的同物异名。     

布朗葡萄藻转录组研究进展

布朗葡萄藻是一种能够在细胞内积累多种油脂和碳氢化合物的绿色微藻,根据其积累的不同碳氢化合物,可以将其分为A、B和L型3个主要化学种,最近也有发现其存在S亚型。之前对葡萄藻的研究大多都围绕其培养优化、产物分离及品系筛选等方面展开。伴随着高通量测序的发展,通过转录组测序可以一次获得个体内大量未知基因并对其进行注释及定量分析,完备的转录组数据可以为后续的基因分析提供大量的可用信息。本综述主要介绍了布朗葡萄藻各化学种的碳氢化合物及其合成途径、已报道的A、B和L型转录组研究,并且对未来基于基因组的葡萄藻转录组分析进行了探讨。     

6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应

探讨了6种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应。采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量,分别研究了硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应。结果表明,光密度法可应用于布朗葡萄藻生物量的测定,可间接测定絮凝效应,且最佳测定波长为680nm;6种无机絮凝刺的絮凝时间为60min,同时6种无机试剂对布朗葡萄藻均有明显的絮凝效应,硫酸铝、硫酸铝钾、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应较硫酸铝铵、硫酸镁、硫酸铁明显（P〈0．05）。硫酸铝浓度控制在1．1g／L,硫酸铝钾浓度控制在0．45g／L以内,氯化铁浓度控制在0．9g／L。     

高温和红光诱导的鱼腥藻7120短藻丝体中TNF-α基因表达效率的提高

目前解决外源基因在蓝藻中低效表达的主要策略是改进供体DNA元件。这项工作尝试改变受体系统生理状态,研究对外源基因表达效率的影响。以前已经报道用高温(45℃)和红光处理鱼腥藻7120(Anabaena sp．PCC7120)可以诱导其形成短藻丝体,这里报道以此作为受体细胞,将构建的含重组人肿瘤坏死因子α(TNF—α)基因的穿梭表达载体pKT-TNF通过三亲接合转移法进行转化。红光和高温诱导形成的短藻丝体中,TNF—α基因接合转移效率为在正常营养藻丝中的5～6倍,Southern杂交结果证明pKT-FNF已在受体细胞中复制。Western印迹表明TNF—α基因已在受体系统中表达,放射免疫测定结果显示在短藻丝体中的表达效率提高到在正常营养藻丝中的4～5倍。这可能为提高外源基因在丝状蓝藻中的表达效率提供了一条新途径。此外,研究还分析了人TNF-α基因密码子使用偏向性对在鱼腥藻7120中表达效率的影响。     

集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体的制备

藻胆体是蓝藻细胞主要的捕光天线色素超分子复合体,主要由核心体和外围的杆两部分组成,核心体主要由别藻蓝蛋白组装而成,参与光能向光合作用反应中心的传递.该研究通过PCR扩增出集胞藻6803别藻蓝蛋白α亚基(ApcA)编码基因apcA,构建表达质粒pET-32a(+)-apcA,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株中;通过IPTG诱导表达重组蛋白,并利用组氨酸标签将可溶性目的蛋白进行亲和纯化后,免疫日本大耳白兔,从而获得多克隆抗体.间接ELISA法揭示ApcA抗体效价可高达1∶1 025 000;蛋白免疫印迹确定该抗体具有高度特异性.表明该研究成功制备了集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体,为进一步研究藻胆体的核心体在光能传递过程中所承担的重要生理角色奠定了生化基础.