应用气-质联用仪测定三种螺旋藻中的甾醇成分

应用GLC/MS联用仪对室内培养的钝顶螺旋藻(Spirulina platensis (Nordstedt) Geitler)、极大螺旋藻(S.maxima (Stechell & Gardiner) Geitler)和盐泽螺旋藻(S.subsalsa Oerst)的甾醇成分进行了测定。从钝顶螺旋藻和盐泽螺旋藻中共分出11个相同的甾醇组分:胆甾醇、胆甾烷醇、芸苔甾醇、麦角甾醇、海绵甾醇、菜子甾醇、豆甾醇、24-乙基-Δ~(5,7,22)-胆甾醇、β-谷甾醇、异岩藻甾醇和4α,23,24-三甲基Δ~(5,22)-胆甾醇;从极大螺旋藻中只分离出8个甾醇组分。其中胆甾醇含量最高。4α,23,24-三甲基-Δ~(5,22)-胆甾醇为蓝藻中首次报导。     

含氯化镉水体中螺旋藻的生长及其对镉的摄取作用

研究了钝顶螺旋藻和极大螺旋藻在含CdCl2水体中的生长状况与摄Cd能力.结果表明:两种螺旋藻皆对CdCl2有较强的耐受能力,但是有不同的摄Cd行为.当CdCl2浓度为6~24mg.L-1,培养96h时,两种螺旋藻对Cd的摄取作用主要表现为藻细胞外的表面吸附;培养10d时,钝顶螺旋藻的胞内Cd含量依然甚微,而极大螺旋藻对Cd的细胞内吸附量却明显增加,24mg.L-1CdCl2处理的极大螺旋藻胞内的Cd吸附量为12mg.L-1CdCl2处理的11.6倍,且略超过细胞表面吸附量.表明在高浓度Cd的长时间胁迫下,两种螺旋藻的摄Cd行为和对Cd的耐受机制具有明显差异,其中钝顶螺旋藻为胞外机制,而极大螺旋藻却为胞内、胞外混合机制,且以胞内机制为主.     

大螺旋藻营养成分研究

通过对大螺旋藻的6种营养成分进行分析表明,大螺旋藻含有61％～66％蛋白质,4．5％～4．7％核酸,6％～8％碳水化合物,4％～5％粗纤维,1％～2％粗脂肪和13～14mg／100g维生素C,这些成分与极大螺旋藻及钝顶螺旋藻的成分很相似。因此大螺旋藻与钝顶螺旋藻、极大螺旋藻同样可被开发利用。     

钝顶螺旋藻形态、生长及光合作用对不同波段太阳辐射的响应

为探讨中不同波段的光合有效辐射对钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis)形态、生长及光合作用的影响,实验将钝顶螺旋藻D-0083藻液转入带塞的石英管中, 石英管水平置于阳光下并在其上覆盖不同的截止型和带通型滤光片, 以使藻丝接受不同波段的太阳辐射; 并检测其生长、形态与光合活动的变化。结果发现: 所有波段 (320500、395700、510700和610700 nm) 光合有效辐射下的藻丝均螺旋变紧且生物量增加。其中以包含少量紫外辐射A (Ultraviolet-A)的蓝光波段 (320500 nm)和红光波段(600700 nm) 对藻丝形态变化、生长及光合速率的诱发效率较高。在320500、395700、510700和 610700 nm波段上的单位能量光照引起钝顶螺旋藻螺距变化的效率分别为0.070、0.015、0.021、0.045 m/(Wm2)。 波段320500 nm虽然会轻微抑制钝顶螺旋藻D-0083的有效光化学效率(Fv'/Fm')、电子传递速率(ETR)和藻蓝蛋白的荧光发射, 但是却能够有效诱导其藻丝变紧促进生长。此外, 钝顶螺旋藻D-0083的藻丝变紧程度、比生长速率变化与不同波段太阳辐射下藻丝体的光合性能相一致。该研究表明任何波段的光合有效辐射都能使螺旋藻藻丝螺旋变紧并引发生长和光合作用, 其中以蓝光和红光的效率最高。     

不同地区螺旋藻室外大规模养殖的研究

在武汉、汕头和湛江进行的螺旋藻室外大规模生产过程中,对藻种的选择,培养基调控,单位面积产量和产品质量进行了研究。结果表明极大螺旋藻FACHB438表现了较好的适应性和较稳定的生物量生产率;钝顶螺旋藻FACHB439在武汉地区和湛江地区的生物量生产率略低于极大螺旋藻FACHB438.但是在低温季节钝顶螺旋藻HB83在湛江地区仍能表现出一定的适应能力和生物量生产率。分析结果表明三个地区生产的螺旋藻粉产品质量相差不大。在不同地区或季节选用不同的藻种搭配是保持螺旋藻生产的连续性和稳定的生物量生产率的一项重要措施。       

富硒螺旋藻培养技术研究

采用富硒技术对印项螺旋藻培养进行强化,对硒（IV）浓度和亚硫酸盐的影响,以及硒的生物富集及其对藻细胞分子官能团结构的影响等进行了较为详细的研究,并对相关的可能机理进行了讨论。研究发现,硒对印顶螺旋藻生长具有刺激或抑制的双重作用。在0.02mg/L-411.00mg/L浓度范围内,硒不仅可以加快印顶螺旋藻的生长,而且还可以提高其生物量;同时,钝顶螺旋藻对硒的事集随着硒浓度的增加而增加,较为缓慢的生长利于钝顶螺旋藻对硒的富集。研究还证实,NaSO3会减轻高浓度Na2SeO3对印顶螺旋藻生长的毒性,富硒培养不会对藻细胞分子官能团结构产生损害。实验得出钝顶螺旋藻富硒培养较佳的硒处理浓度在10mg／L－40mg／L。     

倍频Nd：YAG激光对钝顶螺旋藻的诱变效应

利用倍频 Nd:YAG激光 (波长 53 2 nm,功率 50 0 m W,功率密度 1 60 m W/cm2 )诱变钝顶螺旋藻 ,辐照时间为 1 5min、1 0 min、5min通过测定藻丝形态参数、叶绿素 a、β 胡萝卜素、生长速度 ,比较倍频 Nd:YAG激光对钝顶螺旋藻生长的影响。实验结果表明 :与出发株相比 ,经倍频 Nd:YAG激光辐照后 ,藻丝形态发生变化 ,藻丝长、螺旋数、螺旋长变小 ;1 5min,1 0 min辐照组出现螺旋变松驰 ;1 0 min,5min辐照组促进藻的生长和叶绿素 a含量提高 ,使生长速度提高。三个诱变时间剂量都有利于 β 胡萝卡素积累 ,含量增幅最高达 2 2 .3 %。     

螺旋藻的优良单株

常言说“好种出好苗,好瓜结好瓢”,良种是所有生物生长繁衍的根本,螺旋藻也不例外。螺旋藻有50余种,而广泛培养应用的主要是钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和极大螺旋藻(S.maxima)。鉴于螺旋藻的分类标准不够一致,本文对介绍的藻株只用代号表示。近年来,我国的藻类工作者对从国内外收集的一些螺旋藻株进行了大量的比较试验,其中农业部螺旋藻协作组收集的十几个藻株中表现较好的藻株是:Sp.A(中科院水生所提供,简称A),Sp.B     

低温对螺旋藻可溶性蛋白和游离氨基酸外渗的影响

以鄂尔多斯高原碱湖特有的钝顶螺旋藻S1、引进的钝顶螺旋藻S2和极大螺旋藻S3为材料,采用Folin法和茚三酮法分别测定低温下细胞外渗液中可溶性蛋白和游离氮基酸含量。结果表明：处理温度越低,时间越长,螺旋藻细胞外渗液中可溶性蛋白和游离氨基酸的含量越高。S1膜损伤程度最轻,比引进种S2、S3有较强的抗寒能力。判断低温对螺旋藻膜损伤的程度,用可溶性蛋白较游离氨基酸更接近于实际。     

螺旋藻在体外对双歧杆菌及乳杆菌增殖的促进作用

通过用改良的ＴＰＹ和ＧＡＭ培养基作为螺旋藻的基质,在试管内证实了螺旋藻对双歧杆菌、乳杆菌生长的促进作用。结果显示,钝顶螺旋藻在实验浓度下,对双歧杆菌和乳杆菌的增殖作用与对照组相比有非常显著的差异,这一结果也说明了钝顶螺旋藻在调整肠道菌群,改善肠道内环境方面的作用。     

Te(Ⅳ)胁迫对两种螺旋藻生长及抗氧化酶系统的影响

在钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和极大螺旋藻(Spirulina maximum)接种的第5天至第10天添加不同浓度的亚碲酸钠,研究Te(Ⅳ)胁迫对两种螺旋藻的生长、抗氧化活性系统和脂质过氧化作用的影响。结果表明,通过调节添加碲的时间,可以有效地调节碲胁迫强度,随着加碲时间依次后移,碲胁迫强度逐渐减小,螺旋藻的最终生物量递增。碲对螺旋藻的生物效应与碲胁迫强度有关,也与添加碲时藻所处的生长期有关。实验组Ⅲ(分别在第7、8、第9天三天添加碲)的碲胁迫强度并不是最低的,两种螺旋藻的最终生物量也不是最大,但MDA的含量却是最低的,表明该实验组的生长状态是最佳的。各种抗氧化酶(SOD、GPX、CAT、APX和POD)的活性变化情况较复杂。其中,在碲胁迫下,GPX的活性显著提高。       

Role of sodium ions and their uptake by cells of cultured blue-green algae, Spirulina platensis and Spirulina maxima

The growth of the blue-green algae Spirulina platensis and Spirulina maxima, cultured in complete mineral Zarouk medium containing Na+ or Na+-deficient medium, was studied over a period of 24 h. The optical densities of S. platensis and S. maxima cells, determined during the last hour of exposure to sodium deficiency, amounted to 55.6 and 32.6%, respectively, of the optical densities of the same cells grown in complete Zarouk medium. Moreover, the cultures grown in Na+-deficient medium exhibited increased ability to take up sodium (which was low in S. platensis and S. maxima cells cultured in complete mineral medium). It is concluded that the two species studied are characterized by periodic, on the order of minutes, changes in the cellular uptake and release of sodium.     

FtsZ在钝顶螺旋藻形态建成中的作用

为了研究细胞骨架蛋白FtsZ在螺旋藻形态建成中的作用,通过PCR克隆了ftsZ基因并进行原核表达,对表达的融合蛋白进行了纯化。通过免疫小鼠制备了FtsZ的多克隆抗体。分别用Western blot和免疫荧光技术检测螺旋藻不同形态藻丝体中ftsZ的表达和定位。结果表明,在两株不同螺旋藻Spirulina platensisFACHB869和FACHB882中,ftsZ在直线形藻丝体中的表达量都高于螺旋形藻丝体。免疫荧光定位结果显示,FtsZ蛋白在藻细胞中呈环状分布于细胞膜上,且这种环状结构在直线形藻丝体中排列较密而在螺旋形藻丝体中排列疏松。ftsZ在不同形态藻丝体中的表达量和细胞定位差异说明,细胞骨架蛋白FtsZ可能通过改变细胞刚性而参与螺旋藻形态建成。     

螺旋藻及其水提物对肠道菌群体外生长的影响

体外观察螺旋藻及其水提物对肠道菌群生长的影响。结果表明 ,螺旋藻及其水提物对双歧杆菌和乳杆菌和生长具有显著的促进作用 (培养 48h,P<0 .0 0 1) ,对肠道其他菌亦有不同程度的促进作用 ,而对大肠埃希菌的促生长作用不显著 (P>0 .0 5 )。     

螺旋藻粉替代饲料中鱼粉对异育银鲫幼鱼生长、饲料利用和蛋白沉积的影响

实验以异育银鲫中科3号幼鱼(3.20.5) g为实验对象, 研究螺旋藻粉蛋白替代饲料鱼粉蛋白(0、20%、40%、60%、80%和100%)对鱼摄食、生长、饲料利用和蛋白沉积的影响。实验设计了6种等氮(38%)等脂(10%)等能(16.50 kJ)的饲料, 每处理3个重复。采用室内循环水养殖系统, 表观饱食投喂。实验水温为(283)℃, 实验共持续60d。结果发现:随藻粉替代比例的增加, 鱼摄食率显著上升; 饲料效率则呈显著下降趋势; 特定生长率在20%替代组与鱼粉组无显著差异(P0.05), 其他各替代组均显著低于鱼粉组(P0.05); 蛋白沉积率在20%、60%替代时与鱼粉组无显著差异(P0.05), 其他替代组显著低于鱼粉组(P0.05); 肥满度在各替代组均显著低于鱼粉组(P0.05); 鱼体蛋白随藻粉替代比例的增加呈现先持平后降低的趋势, 鱼体脂肪则呈先降低后升高的变化; 20%、40%和60%替代组全鱼灰分均高于全鱼粉组; 肠道消化酶(胰蛋白酶、脂肪酶和-淀粉酶)在替代组和对照组间均无显著差异(P0.05); 干物质表观消化率随藻粉蛋白替代比例的增加而呈显著上升, 蛋白的表观消化率则呈显著下降趋势, 总磷表观消化率在20%替代时最低, 在100%替代时最高。综合特定生长率和蛋白沉积率情况, 当鲫幼鱼饲料中鱼粉含量约为50%, 且鱼粉为唯一蛋白源时, 螺旋藻粉蛋白可替代饲料中20%鱼粉蛋白。     

Perforation patterns in the peptidoglycan wall of filamentous cyanobacteria

Ultrastructural studies were made on seven genera of filamentous cyanobacteria from Sections III and IV (in the Rippka classification): Oscillatoria limosa Ag. ex Gomont, Spirulina subsalsa Turp. ex Gomont, Crinalium epipsammum Crow, Nostoc commune Vaucher ex Born. et Flah., Anabaena variabilis Kützinger ex Born. et Flah., Arthrospira maxima Stizenb. ex Gomont, Arthrospira platensis Stizenb. ex Gomont, and Cyanospira rippkae Florenzano. Perforation types and their distribution in the peptidoglycan layer observed in Crinalium epipsammum Crow were similar to those in Oscillatoria limosa and two Arthrospira strains. In Cyanospira and Anabaena no junctional perforations in the peptidoglycan wall layer were observed; however, intracellular perforations were documented. Except for Spirulina , the perforations were organized in rows (up to 10) placed on both sides of the cross wall. In the Spirulina cross sections, perforations were found only in the thickened, inner part of the cell wall. The perforation patterns in Spirulina and Arthrospira strains were clearly different and justify the separation into different genera.     

MIXOTROPHIC GROWTH MODIFIES THE RESPONSE OF SPIRULINA (ARTHROSPIRA) PLATENSIS (CYANOBACTERIA) CELLS TO LIGHT

Spirulina (Arthrospira) platensis (Nordstedt) Geitler cells grown under mixotrophic conditions exhibit a modified response to light. The maximal photosynthetic rate and the light saturation value of mixotrophic cultures were higher than those of the photoautotrophic cultures. Dark respiration and light compensation point were also significantly higher in the mixotrophically grown cells. As expected, the mixotrophic cultures grew faster and achieved a higher biomass concentration than the photoautotrophic cultures. In contrast, the growth rate of the photoautotrophic cultures was more sensitive to light. The differences between the two cultures were also apparent in their responses to exposure to high photon flux density of 3000 μmol·m ^{− 2}·s ^{− 1}. The light-dependent O₂ evolution rate and the maximal efficiency of photosystem II photochemistry declined more rapidly in photoautotrophically grown than in mixotrophically grown cells as a result of exposure to high photon flux density. Although both cultures recovered from the high photon flux density stress, the mixotrophic culture recovered faster and to a higher extent. Based on the above results, growth of S. platensis with a fixed carbon source has a significant effect on photosynthetic activity.     

巨大螺旋藻光合放氧和超微结构的研究

选用常温下培养的巨大螺旋藻为材料,对其光合放氧与超微结构进行了观察和研究。结果表明：１）巨大螺旋藻具有较强的放氧能力;２）巨大螺旋藻细胞内存在有含量极丰富的类囊体,气泡,藻胆体及羧化体等特写结构与其光合放氧特性相适应;３）类囊体膜片层在细胞的部分区域已趋于重叠,且封闭成一独立系统存在,具类似真核生物叶绿体的结构;４）从进化角度来看,巨大螺旋藻类囊体膜存在的方式可以作为叶绿体系统演化的证据之一,即真     

Molecular classification of commercial Spirulina strains and identification of their sulfolipid biosynthesis genes

Cyanobacterial strains of the genus Spirulina have recently been identified as an excellent source of sulfolipids, some of which possess anti-HIV properties. Thus, to investigate the distribution of sufolipid biosynthesis pathways in Spirulina, a genetic screening/phylogentic study was performed. Five different strains of Spirulina [Spirulina (Jiangmen), Spirulina sp., S. platensis, S. maxima, and Spirulina seawater] sourced from different locations were initially classified via 16S rDNA sequencing, and then screened for the presence of the sulfolipid biosynthesis genes sqdB and sqdX via a PCR. To assess the suitability of these strains for human consumption and safe therapeutic use, the strains were also screened for the presence of genes encoding nonribosomal peptide synthases (NRPSs) and polyketide synthases (PKSs), which are often associated with toxin pathways in cyanobacteria. The results of the 16S rDNA analysis and phylogenetic study indicated that Spirulina sp. is closely related to Halospirulina, whereas the other four Spirulina strains are closely related to Arthrospira. Homologs of sqdB and sqdX were identified in Spirulina (Jiangmen), Spirulina sp., S. platensis, and the Spirulina seawater. None of the Spirulina strains screened in this study tested positive for NRPS or PKS genes, suggesting that these strains do not produce NRP or PK toxins.