环境因子对小球藻(Chlorella sp. XQ-20044)光合作用的影响

小球藻（Chlorella sp.XQ-20044）是一株具有应用潜力的产油微藻,本文利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH值和盐度对其光合作用的影响。研究结果表明：小球藻适宜的光照强度为500~1200 μmol·m^-2·s^-1,光补偿点约30 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在600 μmol·m^-2·s^-1附近;光合作用适宜的温度范围为30~42.5℃,最适温度为40℃;适宜的pH值范围7.0~10.0,最适pH值为8.0;适宜盐度范围0.1~0.3 mol/L,最适盐度为0.2 mol/L。从光合作用特性来看,小球藻能适应较强的光照强度、较高的温度、偏碱性和较高的盐度环境,其中可耐受较高盐度的特性,有助于预防敌害生物的污染,对于实现规模培养,特别是利用开放系统进行规模培养较为有利。     

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。     

pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合作用、生长和产油的影响

以一种生长快、油脂含量高的小球藻(Chlorella sp. XQ-200419)为实验材料, 利用测定净光合放氧速率的方法研究了pH对其光合作用的影响; 使用改良的BG-11培养基在微藻环形培养池模拟系统中进行分批培养, 培养周期为8d, 培养过程中使用 pH控制仪在线监测藻液的pH, 根据pH变化, 自动接通、关闭CO2通气管道, 将藻液pH分别控制在5.06.0, 7.08.0, 8.09.0, 9.010.0, 10.011.0内, 研究pH对生长速率、生物质面积产率、总脂含量和总脂面积产率的影响。主要结果如下: 藻液pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率都有显著影响, 适宜的pH范围是7.09.0, 在此范围内, 光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率均保持较高水平, 且pH的影响不显著; pH低于7.0, 高于9.0, 其光合放氧、生长速率、生物质产率、总脂含量和产率都显著降低。这表明pH对小球藻Chlorella sp. XQ-200419光合作用的影响和对生长、产油的影响是一致的。pH 7.08.0, 小球藻的生物质平均面积产率和总脂平均面积产率都达到最大值, 分别是8.9 g/(m2d)和2269.5 mg/(m2d); 当藻液pH超过10.0, 生物质平均面积产率和总脂平均面积产率分别降低42.1%和60.0%。适合于小球藻生长的pH也有利于其积累油脂, 所以, pH对小球藻产油的影响是一种适宜模式, 而非胁迫模式。规模化培养小球藻Chlorella sp. XQ-200419, 通过补充CO2将藻液pH控制在7.09.0内, 可以获得高生物质产率和总脂产率。研究结果反映出pH对小球藻光合作用、生长和产油影响的规律, 也为规模化培养小球藻生产微藻油脂过程中合理控制藻液pH提供了依据。       

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。     

几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)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值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响。B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在800μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2mol/L,最适盐度0.1mol/L。B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在400μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降。两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度。对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据。2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,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促进作用,表明B.braunii UTEX 572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。     

葡萄糖对小球藻(Chloralla sp. HN08)光合作用和生长的影响

【目的】探讨葡萄糖作为外加碳源对热带海洋小球藻(Chloralla sp.HN08)生物质生产和脂、光合色素、碳水化合物及可溶性蛋白等细胞主要成份含量的影响。【方法】分析比较小球藻HN08在光合自养和兼养(添加10 g/L葡萄糖)2种营养方式下的生长速率、细胞密度、光合放氧速率、油脂相对含量,以及可溶性总糖、淀粉和可溶性蛋白的含量。【结果】结果表明,在光照条件下葡萄糖(10 g/L)能促进小球藻(Chloralla sp.HN08)生长,提高细胞终密度,而异养条件下藻细胞逐渐衰亡。兼养条件下,细胞相对生长速率及细胞终密度分别是自养条件下的6.8倍和1.3倍。兼养藻细胞中可溶性糖、淀粉、油脂含量显著高于(P0.05)光合自养细胞,然而可溶性蛋白质和光合色素含量显著低于(P0.05)光合自养细胞。添加葡萄糖的小球藻液的光饱和点和呼吸速率均高于光自养条件下的细胞,但2种培养条件下藻液的净光合速率无显著差异(P0.05)。【结论】光照条件下,添加葡萄糖可显著提高小球藻HN08相对生长速率和细胞终密度,促进油脂与淀粉的积累。     

几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)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值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响.B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在800 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2 mol/L,最适盐度0.1mol/L.B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600 μmol·m-2·s-1,光饱和点在400 μmol·m-2·s-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH 7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降.两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度.对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据.2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,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促进作用,表明B.braunii UTEX 572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.     

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。     

温度、盐度和pH对小球藻生长率的联合效应

采用中心复合设计（CCD）研究了温度（1634℃）、盐度（1545）和pH（6.09.0）对小球藻（Chlorella sp. CHX-1）生长的联合效应。结果表明,温度、盐度与pH的一次、二次效应都对小球藻比生长速率有极显著影响（P0.01）;温度与盐度间、温度与pH间的互作效应对小球藻比生长速率影响显著（P0.05）,而盐度与pH间的互作效应影响不显著（P0.05）;三因子影响度大小依次为:温度pH盐度。采用响应曲面法建立了温度、盐度和pH对小球藻比生长速率影响的模型方程,该模型的决定系数0.9759,矫正决定系数0.9542,说明模型的拟合度极高;模型的预测决定系数0.8367,表明可用于预测小球藻比生长速率的变化。通过模型优化和验证试验,得出在温度、盐度和pH组合为26.7℃/25.5/7.3时,小球藻比生长速率达到最大值0.69,满意度为0.999。本试验结果可为小球藻生产提供理论指导。       

不同光照强度对小球藻生长的影响

【目的】优化小球藻的培养与提高资源化利用效率,得到不同光照强度对小球藻生长的影响规律。【方法】通过室内控制实验,设置0、1 000、3 000、5 500、7 000、9 000 lx共6组光照强度,在温度为20°C和曝气强度为20%的条件下,采用BG-11培养基培养小球藻(Chorella vulgaris)至稳定生长,研究不同光照强度对小球藻生长的影响,建立光照强度与最大光密度ODmax、最大比增长率μmax之间的抛物回归曲线。【结果】不同光照强度下,小球藻生长差异较大,培养初期叶绿素a浓度迅速增加直至峰值,后期迅速降低,其中5 500 lx强度下小球藻生长最好。藻类生长对溶解性总磷的消耗比溶解性总氮更大。【结论】光照强度(x)与ODmax的拟合方程为:ODmax=-1E–07x~2+0.001 6x+0.105 5(R~2=0.987 2,0≤x≤9 000 lx),光照强度(x)与μmax的拟合方程为:μmax=-2E–08x~2+0.000 3x-0.004 2(R~2=0.998 6,0≤x≤9 000 lx)。     

温度、光照和pH值对锥状斯氏藻和塔玛亚历山大藻光合作用的影响及光暗周期对其生长速率和生物量的影响

用测定净光合放氧速率的方法研究了温度、光照和pH对锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)光合作用的影响.在不同光暗周期(L∶D)条件下培养锥状斯氏藻和塔玛亚历山大藻,研究了光暗周期对生长繁殖速率和生物量的影响.2种藻对温度的变化敏感,适宜的温度范围是17～25℃,最适温度20～22℃,低于10℃和高于30℃不能生长;锥状斯氏藻的光饱和点是400 μmol·m-2·s-1,塔玛亚历山大藻的光饱和点是650 μmol·m-2·s-1, 都属于喜高光强的微藻;2种藻对pH值的变化极其敏感,适宜的pH值范围很小,为7.0～9.0, 最适pH值7.5～8.0, 与其生活的海洋环境一致,pH值高于9.5时, 不能进行有效的光合作用,pH值10.0可致全部细胞死亡;在一定范围内,2种藻的生长速率(μ)和生物量随着光照时间的延长呈比例增加.     

从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chlorom onas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol.m-2.s-1附近,光强达到900μmol.m-2.s-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol.m-2.s-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chloromonas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol·m^-2·s^-1附近,光强达到900μmol·m^-2·s^-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol·m^-2·s^-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

光强和施氮量对催吐萝芙木叶片生长及光合作用的影响

通过不同光强（15%、40%和70%自然光强）和施氮量（15、30和60g/株）的盆栽试验,研究了不同光照强度和施氮量对催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria Afzel.）叶片生长和光合特性的影响。结果表明：光强和施氮量显著影响了催吐萝芙木叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量（Chl）、比叶面积（SLA）和叶生物量比（LMR）（p〈0.01）,Pn和Gs均随光强、施氮量的增加而增大,70%自然光强下叶片Pn和Gs显著高于15%和40%自然光强处理。总体而言,低光条件下,更有利于其叶绿素的合成,且施氮量对叶绿素含量的影响不大。低光处理和重度施氮量均有利于催吐萝芙木叶片SLA增大和叶生物量的分配,但实验中光强和施氮量处理并未引起催吐萝芙木叶绿素荧光参数Fv/Fm发生显著变化。光强和施氮量对催吐萝芙木叶片净光合速率（P）、气孔导度（G）、水分利用效率（WUE）等光合生理指标具有显著的交互作用（p〈0.05）。