制备微藻油脂的转基因小球藻生长的影响因素分析

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微藻制油

微藻制油

微藻制油一、目前的能源现状1. 石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源接近枯竭,而且这些传统能源造成大量的环境污染如2.新能源太阳能、风能、地热能、生物质能等应用极具有局限性不能大规模的应用,不足以满足人们的需要。

3.生物能源不仅具有资源再生、技术可靠的特点,而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。

总而言之,未来将是生物能源的天下。

生物能源将会是人类不二的选择,未来生源的前景将不可估量。

二、微藻概述1.海洋单细胞藻类,即微藻,是地球上最早的生物物种,它们中的某些物种已经在地球上生存了35亿年之久。

它们能十分有效地利用太阳能将H2O、CO2和无机盐类转化为有机资源,是地球有机资源的最初级生产力,有了它们才有了大气中的氧气,才有了海洋和陆地的其他生物,也才有了人类。

2.微藻的特点(1)微藻具有叶绿素等光合器官,是非常有效的生物系统,能有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物,因其固定和利用CO2可以减少温室效应。

(2) 微藻一般是以简单的分裂式繁殖,细胞周期较短,易于进行大规模培养,由于微藻通常无复杂的生殖器官,使整体生物量容易采收和利用。

(3)可以用海水、咸水或半咸水培养微藻,因此是淡水短缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。

(4) 微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物,某些种类还富含油料、微量元素和矿物质,是人类未来重要的食品及油料的来源。

(5)微藻,尤其是海洋微藻,因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质。

特别是经过一定的诱导手段微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物,是人类未来医药品、保健品和化工原料的重要资源。

3.微藻的种类微藻的国内外研究发展概况,重点探讨了4种主要的可利用微藻螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻三微藻制油的优势1.含油量高,易于培养,生长周期短单位面积产量大;2.充分利用太阳能,将水、二氧化碳等无机物质合成有机物质;3.能用海水培养,能耐受沙漠干旱半干旱地等极端环境,不占用耕地;4.能生产出高附加值的副产品,如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精、氢气等;5.高效环保;生产出的生物柴油不含硫,燃烧产物不污染环境;排入环境可被微生物降解;6.生物柴油无毒, 有较大的环境价值和社会价值. 是典型的“绿色能源”。

小球藻的基因工程改造研究进展_读后感_概述说明

小球藻的基因工程改造研究进展_读后感_概述说明

小球藻的基因工程改造研究进展读后感概述说明1. 引言1.1 概述小球藻(Chlorella)是一种单细胞绿藻,具有高速生长和丰富的营养价值的特点。

在过去的几十年中,小球藻已经成为了人们关注的焦点之一,尤其是在基因工程改造领域。

通过对小球藻进行基因工程改造,可以有效地提高其产物合成能力和生理特性,为未来的生物技术应用提供了巨大的潜力。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面对小球藻基因工程改造研究进行概述和分析。

首先,在第二部分中,我们将介绍小球藻基因工程改造的背景,并探讨目前已有的相关研究进展。

第三部分将详细介绍小球藻基因工程改造的研究方法和实验设计,包括细胞培养和转染技术、基因编辑技术以及转录组学和代谢组学分析方法的应用。

接着,在第四部分中,我们将阐述小球藻基因工程改造对其生长、生理特性以及产物合成与产量的影响,并探讨在基因工程改造中可能出现的问题和挑战。

最后,在第五部分中,我们将总结主要研究结论、展望未来小球藻基因工程改造研究的发展方向,以及利用小球藻进行生物技术应用的前景。

1.3 目的本文旨在全面概述小球藻基因工程改造的研究进展,并对其进行深入分析和讨论。

通过对已有研究成果的整理和归纳,我们旨在揭示小球藻基因工程改造的潜力和应用价值,为该领域的进一步研究提供参考和指导。

同时,我们也希望能够引起更多科学家对小球藻基因工程改造领域的关注,并促进该领域在未来生物技术应用中发挥更大作用。

2. 小球藻基因工程改造的研究进展:2.1 小球藻基因工程的背景小球藻是一种单细胞绿色植物,具有高度的生物多样性和广泛的应用前景。

利用基因工程技术对小球藻进行改造,可以为其赋予新的功能和特性,拓展其在生物技术领域的应用。

过去几十年间,小球藻基因工程改造领域取得了重大突破。

2.2 基因工程技术在小球藻上的应用在小球藻中, 多种基因编辑技术被广泛使用。

例如,CRISPR/Cas9系统是目前最常用的基因编辑方法之一。

通过引入Cas9酶和相应的RNA片段,研究人员可以针对目标基因进行定点编辑或敲除,并实现精确控制基因组修饰。

小球藻固定化培养的初步研究

小球藻固定化培养的初步研究

小球藻固定化培养的初步研究小球藻(Chlorella)是一类单细胞绿藻,广泛应用于食品、饲料、化妆品和生物燃料等领域。

然而,传统的小球藻培养方法存在生产成本高、污染环境等问题。

因此,固定化培养成为研究的热点,通过固定化培养,可以提高小球藻的生长速率和产量,减少对环境的污染。

固定化培养是将细胞固定在材料表面或内部,使其能够稳定地生长和繁殖。

与传统的悬浮培养相比,固定化培养具有以下优势:提高生长速率和产量、降低生产成本、减少废水、废气和废物的排放等。

在小球藻的固定化培养中,最常用的固定化材料包括藻球、藻膜和藻肉等。

这些材料具有良好的吸附性能和生物相容性,适合于小球藻的生长。

研究表明,固定化培养可以增加小球藻的光合作用效率,提高光能利用率,从而增加生长速率和产量。

此外,固定化培养还可以有效地控制营养物质的供应和废物的排放,减少对环境的负荷。

固定化培养的操作方法主要包括以下几个步骤:固定化材料的制备、小球藻的选择和接种、固定化系统的构建和优化,以及培养条件的控制和调节。

首先,固定化材料需要进行预处理,包括消毒、洗涤和干燥等步骤。

然后,在适宜的培养基中选择合适的小球藻菌株,并进行接种。

接种后,将小球藻固定在材料表面或内部,构建固定化系统。

固定化系统的构建需要考虑固定化材料的形状、密度和分布等因素,以及固定化材料与小球藻之间的相互作用。

最后,通过调节培养条件如光照、温度和营养物浓度等,优化固定化培养的效果。

例如,增加光照强度和光照时间可以提高小球藻的光合作用效率,加快生长速率。

固定化培养的初步研究已取得一些进展。

一些研究发现,固定化培养可以显著提高小球藻的生长速率和产量。

例如,使用藻球作为固定化材料,将小球藻固定在藻球表面,可以增加小球藻的光合作用效率,提高生长速率和产量。

此外,固定化培养还可以降低小球藻的营养物质浓度要求,减少废水的排放,并且方便后续的收获和提取。

然而,固定化培养仍然面临一些挑战和问题。

首先,固定化材料的选择和制备仍需要进一步研究。

激素IAA和ABA对小球藻(Chlorella sp.)生长和油脂积累的影响

激素IAA和ABA对小球藻(Chlorella sp.)生长和油脂积累的影响
中国油料作物学报 C h i n e s eJ o u r n a l o f O i l C r o pS c i e n c e s
, 3 5 ( 1 ) : 0 5 8-0 6 3 2 0 1 3 d o i : 1 0 . 7 5 0 5 / j . i s s n . 1 0 0 7-9 0 8 4 . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 1 0
2 照进行培养, 光照强度为 1 2 0 m o l / ( m ·s ) 。 μ
对人类赖以生存的地球环境造成了极大的破坏, 开 发可再生、 环保的替代燃料已迫在眉睫。生物质能 作为一种新能源的开发利用, 可以缓解我国能源供 应紧张的状况, 对国家能源战略储备有一定的保障 作用。同时, 生物质能燃烧过程比较完全, 能够有效 减少污染物排放量, 从而减少对环境的污染。 生物柴油是可再生性燃料, 有望替代石化柴油, 但 其 原 料 成 本 较 高, 占总生产成本的 5 0 % ~
2 1 , 2 § 2 3 1 D E N GX i a o - d o n g , WUX i a o - x i a , F A NX i n - z h a o , F E I X i a o - w e n , R E ND a - m i n g
( 1 . C o l l e g e o f B i o l o g i c a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,S h e n y a n gA g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g1 1 0 1 6 1 , C h i n a ; 2 . I n s t i t u t e o f T r o p i c a l B i o s c i e n c e a n dB i o t e c h n o l o g y ,C A T A S ,H a i k o u5 7 1 1 0 1 , C h i n a ; 3 . D e p a r t m e n t o f B a s i c M e d i c i n e ,H a i n a nM e d i c a l C o l l e g e ,H a i k o u , 5 7 1 1 0 1 , C h i n a ) A b s t r a c t : Ah i g ho i l m i c r o a l g a es t r a i nc o l l e c t e df r o mf r e s hw a t e r s o f B e i b uB a ya r e aw a s i n d e n t i f i e da s C h l o r e l l as p .a n dc u l t u r e di nh i g h - c a r b o nm e d i u mT A P .E f f e c t s o f I A Aa n dA B Ao ni t s b i o m a s s a n do i l a c c u m u l a t i o n w e r es t u d i e d .T h er e s u l t s s h o w e dt h a t 1 0 m o l / LI A Ap r o m o t e dt h eg r o w t ho f a l g a es t r a i n s s i g n i f i c a n t l y .T h em a x μ , 2 0 m o l / L b i o m a s s i n c r e a s e db y 5 8 . 2 4 %c o m p a r e dt o c o n t r o l w h i l e o i l c o n t e n t d e c r e a s e db y 3 4 . 7 1 %.I nc o n t r a s t μ I A Ac l e a r l y i n h i b i t e dt h e g r o w t ho f a l g a e s t r a i n s a n dt h e d e c r e a s e i nm a x b i o m a s s w a s 5 3 . 6 0 %.H o w e v e r ,o i l c o n t e n t i n c r e a s e db y 9 5 . 4 6 %.T h e i n h i b i t i o no f A B Ao nt h e g r o w t ho f a l g a e s t r a i n s w a s e v i d e n t .T h e r e w a s a 5 7 . 5 2 % d e c r e a s ei ni t s b i o m a s s c o m p a r e dt oc o n t r o l g r o u pa n da1 2 1 . 4 9 % i n c r e a s ei ni t so i l c o n t e n t .T h ep r o t e i n ,t o t a l s u g a r c o n t e n t ,c h l o r o p h y l l c o n t e n t a n dp h o t o s y n t h e t i ce f f i c i e n c yo f t h ea l g a ew e r ed e c r e a s e dc o m p a r e dt oc o n t r o l w h e nI A A ( 2 0 m o l / L ) a n dA B A( 2 m o l / L ) w e r ea d d e dt ot h em e d i u m . μ μ K e yw o r d s : C h l o r e l l as p . ;P h y t o h o r m o n e ;C e l l g r o w t h ;L i p i dc o n t e n t ;P h o t o s y n t h e t i ce f f i c i e n c y 当今社会科技和经济飞速发展, 人类文明迈向 了新的里程碑, 人们的物质生活水平也得到了前所 未有的提高, 但这些都是以消耗大量的传统石化能 源为基础的。据相关人士推测, 煤炭还可以持续开 5 0多年, 天然气还可以持续利用 5 0多年, 但有 采1 “ 工业 的 血 液” 之称的石油仅可持续供给 4 0余

小球藻(Chlorella vulgaris)产油脂最佳培养条件的筛选

小球藻(Chlorella vulgaris)产油脂最佳培养条件的筛选

化. 因此 , 国 纷 纷 开 发 新 的清 洁 的“ 色 环 保 型 能 源 ” 源 , 风 力 发 电 、 汐 能发 电 、 阳能 利 用 等 等 . 其 中 , 物 能源 的发 各 绿 资 如 潮 太 而 生 展 最 为 蓬 勃 , 具 有 生 长 要 求 简 单 , 于 大 量 繁殖 , 发 成 本 低 等 各 种 优 点 , 至 利 用 生 物 能 源 驱 动 的 汽 车 已 研 制 出 来 , 为 其 易 开 甚 成 商 品 , 放 市 场 . 作 物 和 油 料 树 木 等 生 物 燃 料 原 料会 与 民“ 粮 油 ” “ 地 ” 而 油 脂 微 藻 则 克 服 了 这 些 弊端 [. 油 脂 高 的 投 但 争 或 争 . 1产 ]
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文 章 编 号 : 0 0 2 6 ( 0 0 0 —0 2 —0 10— 3721)6 11 4
小球 C lrl ug rs产油脂最佳培养条件的筛选 藻(hoe avlai) l
梁咏 恩 , 少 泓 , 旋 , 彭 谢 王 莹
( 南 大 学 生 命 科 学技 术 学 院 ,广 州 50 3 ) 暨 1 6 2
1 3 实 验 方 法 .
本 实 验 在 前 人 和 本 实 验 室 前 两 年 研 究 的 基 础 上 , 行 实 验 设 计 : 比为 4 . 1 , H 值 范 围为 7 4 7 5之 间 , 进 CN 12: 嘲 p .~ . 培 养温度为 1 , 5℃ P浓 度 为 0 2 . . ~0 4mmo ・ ( 实 验 室 前 两 年 研 究 结 果 )F 浓 度 为 0 0 lL 本 ,e . 4mmo ・L ( 实 验 室 前 两 年 l 本 研 究 结 果 ) 以 自养 生 长 型式 培养 , , 而培 养 基 成 份 根 据 B所 需 主 要 仪 器 .

微藻培养条件研究

微藻培养条件研究

微藻培养条件研究微藻是一类微小的单细胞藻类,具有高生物量产能和广泛的应用潜力。

为了有效地培养微藻并提高其生物量,合理的培养条件对微藻的生长和代谢以及产物合成起着至关重要的作用。

本文将重点讨论微藻的培养条件研究。

微藻的生长主要受到温度、光照、养分浓度、氧气浓度以及pH等因素的影响。

首先,温度的调控是微藻培养的关键因素之一、不同种类的微藻有不同的最佳生长温度范围,通常在20-30摄氏度之间。

过高或过低的温度都会抑制微藻的生长。

因此,在微藻培养过程中,要根据不同的微藻种类调整培养温度,以获得最佳的生长效果。

其次,光照是微藻生长不可或缺的因素。

光合作用是微藻进行生长和代谢的重要过程,微藻通过光合作用将光能转化为化学能,合成有机物。

光照的强度和光周期对微藻的生长有着重要影响。

通常来说,微藻对中等光强(100-200μmol/m2/s)和适当的光周期(12-16小时光照/8-12小时黑暗)适应最好。

需要注意的是,光照过强或过弱都会对微藻的生长产生负面影响。

同时,养分浓度是微藻生长的另一个重要影响因素。

养分浓度过低会限制微藻的生长,而养分浓度过高则会导致营养过剩,甚至引起微藻的死亡。

微藻特别依赖氮、磷、钾以及微量元素等营养物质,在培养过程中需要根据微藻对不同养分的需求进行合理调配,以满足微藻的生长需求。

此外,氧气浓度也对微藻的生长起着重要作用。

微藻的呼吸作用需要氧气参与,因此,保持适当的氧气浓度对微藻的生长至关重要。

一般来说,微藻对较高的氧气浓度有较好的适应能力。

最后,pH值对微藻的生长也有着重要影响。

微藻对不同pH值的耐受性有所不同,不同物种和不同培养阶段的微藻对pH值的要求也有所差异。

通常来说,微藻最适宜的生长pH值在7-9之间。

总之,微藻培养条件的研究对提高微藻生物量和生物产能具有重要意义。

合理调控温度、光照、养分浓度、氧气浓度和pH值等因素,可以提高微藻的生长效率,实现其在能源、食品、医药等领域的广泛应用。

小球藻培养,这一篇就够了!

小球藻培养,这一篇就够了!

小球藻培养,这一篇就够了!小球藻(Chlorella)为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻,是一种球形单细胞淡水藻类,直径3~8微米,是地球上最早的生命之一,出现在20多亿年前,是一种高效的光合植物,以光合自养生长繁殖,分布极广,近年来广泛用于固碳、生物柴油等附加值产物生产等方面,受到世界各国研究学者的关注。

如何培养小球藻是做好小球藻研究的第一步,接下来跟着我一起学习吧。

培养基小球藻培养基通常采用SE培养基及BG-11培养基等,主要组成成分如下:SE培养基:SE g/L NaNO3 0.25K2HPO4.3H2O0.075 MgSO4.7H2O 0.075 CaCl2.2H2O 0.025 KH2PO4 0.175 NaCl 0.025 Soilextract(土壤提取液) 40 FeCl3·6H2O0.005Fe-EDTA 1(ml/ l)A5 solution 1(ml/ l)distilled water 58(ml /l)A5溶液配制方法:A5 mg/100mlH3BO3 286ZnSO4·7H2O22MnCl2·4H2O181CuSO4·5H2O7.9(NH4)6Mo7O2·4H2O3.9按按上述称量药品,溶于100ml水即可。

EDTA-Fe的配置方法:A液Na2EDTA 1g Distilled water 50mlB液FeCl3·6H2O81mgHCl(0.1mol/L)50ml分别配置A,B液,充分搅拌溶解后,将A,B液混合搅拌均匀即可。

土壤提取液40 mL/L土壤提取液配制方法:取花园土未施过肥200g置于烧杯或三角瓶中,加入蒸馏水1000毫升,瓶口用透气塞封口,在水浴中沸水加热3小时,冷却,沉淀24小时,此过程连续进行3次,然后过滤,取上清液,于高压灭菌锅中灭菌后于4℃冰箱中保存备用。

BG-11培养基:成分浓度(g·L-1)NaNO31.5K 2HPO4·3H2O 0.04MgSO4·7H2O 0.075CaCl2·2H2O 0.036Citric acid 0.006 Ferric ammonium citrate 0.006 EDTANa20.001Na2CO30.02A5 1mL Distilled water 919 成分浓度(g·L-1)H 3BO32.86MnCl2·H2O 1.81ZnSO4·7H2O 0.222CuSO4·5H2O 0.079Na2MoO4·2H2O 0.390Co(NO3)·6H2O 0.049更多培养基组成成分请大家关注中科院藻种库获取相关信息灭菌配置好的培养液需要进行灭菌处理,常用的实验室灭菌方法是使用高温灭菌锅在121℃条件下,灭菌30min。

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响

不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响作者:郝宗娣, 刘平怀, 时杰, 杨勋, 张森, HAO Zong-di, LIU Ping-huai, SHI Jie,YANG Xun, ZHANG Sen作者单位:海南大学材料与化工学院/海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口,570228刊名:广东农业科学英文刊名:Guangdong Agricultural Sciences年,卷(期):2012,39(8)被引用次数:1次1.侯和胜;吴超元藻类中植物激素的研究进展[外文期刊] 1998(0)2.Tarakhovskaya E R;Maslov Y I;Shishova M F Phytohormones in algae 2007(02)3.吴天明三十烷醇对海带生长与产量的影响[期刊论文]-台湾海峡 2000(02)4.Vance B D Phytohormone effects on cell division in Chlorella pyrenoidosa chick (TX-7-11-05) (Chlorell-aceae) 1987(05)5.宋东辉;侯李君;施定基生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用[期刊论文]-生物工程学报 2008(03)6.杨凯;史全良不同浓度IAA对微藻TH6(Oedocladium.sp.)生长及脂肪酸含量的影响[期刊论文]-植物资源与环境学报 2009(02)7.杨胜勇;王明学;匡亮植物生长调节剂2,4-D对两种绿藻生长的影响[期刊论文]-淡水渔业 2005(06)8.张跃平;王大志;高亚辉三十烷醇对极大螺旋藻生物量及生化组成的影响[外文期刊] 2006(01)9.赵良霞;唐欣昀6种不同激素对杜氏盐藻生长的影响[期刊论文]-安徽农业科学 2007(16)10.Xiong W;Li X F;Xiang J Y High-density fermentation of microalga Chlorella protothecoides in bioreactor for microbiodiesel production[外文期刊] 200811.吕富;林伟峰;石祥根NAA对小球藻生长及叶绿素和蛋白质含量的影响[期刊论文]-盐城工学院学报(自然科学版) 2006(02)12.Reda A I A S;Ibrahim A M;Su N K Characterization and identification of lipid-producing microalgae species isolated from a freshwater lake 2011(07)13.林学政;李光友11种微藻脂类和EPA/DHA组成的研究[期刊论文]-黄渤海海洋 2000(02)14.汪春牛;刘平怀;梁振益琼榄果实油提取工艺优化及其脂肪酸成分分析[期刊论文]-精细化工 2011(09)15.张桂和;王珺植物激素促进海洋微藻生长的效应 200416.刘世明;陈靠山;梁世中植物激素IBA与6-BA对摇瓶分批流加异养培养小球藻的生长及化学组成的影响[期刊论文]-西北植物学报 2004(01)17.刘志媛铁对几种不同代谢类型微藻的生长和油脂积累的影响 20081.刘平怀.张森.杨勋.郝宗娣.王丽波.黄艳.朱齐南.黄斌氮、磷源及海盐对微茫藻细胞生长和油脂积累的影响[期刊论文]-食品工业科技 2013(7)引用本文格式:郝宗娣.刘平怀.时杰.杨勋.张森.HAO Zong-di.LIU Ping-huai.SHI Jie.YANG Xun.ZHANG Sen不同植物激素对原始小球藻生长及油脂含量的影响[期刊论文]-广东农业科学 2012(8)。

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制备微藻油脂的转基因小球藻生长的影响因素分析
作者:李瑶王雷付玉杰
来源:《湖北农业科学》2013年第08期
摘要:利用从加拿大引进的转基因小球藻(Chlorella vulgaris)制备微藻油脂,探讨影响小球藻生长的条件,如培养基pH、培养温度等,以期获得脂肪酸组成以C16和C18为主的藻株及培养条件。

结果表明,将转基因小球藻接种在氮磷质量比为4∶3、pH 8.5的GM-SC培养基中,在28 ℃进行培养,最终可得到生产状况较好、生长速度较快的小球藻。

关键词:小球藻(Chlorella vulgaris);微藻油脂;脂肪酸;转基因
中图分类号:TK6 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)08-1905-03
随着全世界石油资源日渐枯竭,人类面临着能源缺乏的危机,同时,人类环境保护意识日渐增强,已逐渐认识到以石油为燃料会造成严重的空气污染,危害人类的身体健康[1]。

而且石油燃烧产生的CO2会导致温室效应,破坏地球的生态平衡[2]。

研究表明,生物柴油是最具有发展前途的柴油机替代燃料,是最重要的清洁燃料之一[3]。

生物柴油是指以水生植物油脂、动物油脂等为主要原料,在催化剂的作用下通过可再生的动植物油与低碳醇酯交换制成的一种性质与石化柴油非常相似的燃油[4]。

生物柴油既可以单独作为燃料使用,也可以与石化柴油调和使用。

混合燃料不但能够改善柴油机的排放特性[5],还可以提高柴油的润滑性。

生物柴油作为可再生能源,可缓解人类社会对石油的依赖;对环境友好,大大降低柴油机对空气的污染;燃点高于石化柴油,处理、运输、使用和贮藏都变得更加安全和便利。

自从1981年南非首次提出生物柴油这一概念后,世界各国都十分关注这种“绿色能源”。

现在许多国家都已经开展了生物柴油的研制和生产[6]。

小球藻(Chlorella vulgaris)含有丰富的脂类,是制备生物柴油的重要原料。

小球藻的光合作用效率高、生长周期短、生物产量高,而且环境适应能力很强。

小球藻是一种单细胞绿藻。

改变小球藻培养基的化学成分可以使它的生长方式发生改变,由此提高小球藻的生长效率、获得高含量脂肪,并且有利于小球藻细胞内的某些代谢产物(如脂类)的积累,降低生产成本[7]。

本研究从加拿大引进了转基因小球藻,它的脂肪酸主要组成为C16和C18脂肪酸,且以C16∶0、C16∶1、C18∶1为主,即双键数目通常为一个,从结构上分析是理想的柴油替代品[8]。

本研究探讨影响小球藻生长的条件,优化利用转基因小球藻制备微藻油脂的培养条件,为利用小球藻制备生物柴油打下基础。

1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 藻种供试小球藻藻种购自加拿大滑铁卢大学。

1.1.2 培养基
1)GM培养基(1 L):1.8 g尿素,1.25 g KH2PO4,1.00 g MgSO4·7H2O,0.5 g EDTA,0.114 2 g H3BO4,0.111 g CaCl2·2H2O,0.049 8 g FeSO4·7H2O,0.088 2 g ZnSO4·7H2O,
0.014 2 g MnCl2·4H2O,0.015 7 g CuSO4·5H2O,0.004 9 g Co(NO3)2·6H2O。

2)SC培养基(1 L):1.25 g KNO3,1.25 g KH2PO4,1.0 g MgSO4·7H2O,0.5 g EDTA,0.114 2 g H3BO4,0.111 g CaCl2·2H2O,0.049 8 g FeSO4·7H2O,0.088 2 g
ZnSO4·7H2O,0.014 2 g MnCl2·4H2O,0.015 7 g CuSO4·5H2O,0.004 9 g Co(NO3)
2·6H2O。

取GM培养基与SC培养基按比例混合制成GM-SC培养基。

1.2 方法
1.2.1 培养基氮磷质量比的优化向培养基添加尿素、KH2PO4调至氮磷质量比(尿素
KH2PO4的质量比)为1∶1、3∶2、4∶3和2∶1,并灭菌备用。

在超净工作台中将转基因小球藻藻种分别接种在4种氮磷质量比的GM-SC培养基中,并做好标记。

将已接种小球藻的锥形瓶置于恒温振荡箱中,温度调节到30 ℃,光照16 h、黑暗处理8 h,以120 r/min振荡培养。

定期测定其在600 nm下的吸光度,重复3次,取平均值。

用OD600 nm变化来表示小球藻的生长情况。

1.2.2 培养基pH的优化采用最佳氮磷质量比的培养基配方,用0.5 mol/L的HCl溶液和NaOH溶液调至培养基pH分别为6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0,在超净工作台中将转基因小球藻藻种分别接种在6种pH的GM-SC培养基中,并做好标记。

将已接种的锥形瓶放置于恒温振荡箱中,温度调节到30 ℃,光照16 h、黑暗处理8 h,以120 r/min振荡培养。

定期测定其在600 nm下的吸光度,3次重复,取平均值。

用OD600 nm变化来表示小球藻的生长情况。

1.2.3 培养温度的优化将小球藻藻种接种到最适宜条件的培养基中,分别在26、28、30、32 ℃光照16 h、黑暗处理8 h,以120 r/min恒温振荡培养,定期测定其在600 nm下的吸光度,3次重复,取平均值。

用OD600 nm变化来表示小球藻的生长情况。

1.2.4 脂肪酸的检测优化条件后,在最佳条件下培养转基因小球藻,并委托农业部谷物及制品质量监督检验测试中心检测出转基因小球藻的C16和C18脂肪酸(亚油酸、油酸、亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸)占总脂肪酸的比例。

2 结果与分析
2.1 培养基氮磷质量比对转基因小球藻生长的影响
由图1可知,当培养基中氮磷质量比为4∶3时,转基因小球藻的生长状况较好;而当氮磷质量比为2∶1时,转基因小球藻的生长状况较差。

所以,在试验的范围之内,最适宜的氮磷质量比为4∶3。

2.2 培养基pH对转基因小球藻生长的影响
由图2可知,这种转基因小球藻比较适宜在碱性环境下生长,在pH 8.5~9.0的条件下,转基因小球藻生长较好。

在酸性条件下(pH 6.5~7.0),转基因小球藻生长状况较差。

所以,在试验的范围之内,最适宜培养基的pH为8.5。

2.3 培养温度对转基因小球藻生长的影响
由图3可知,转基因小球藻在28 ℃的培养条件下生长状况最好,30 ℃的培养条件次之。

由此可知,在试验的范围之内,最适宜的培养温度为28 ℃。

2.4 脂肪酸检测结果
委托农业部谷物及制品质量监督检验测试中心检验转基因小球藻的C16和C18脂肪酸(亚油酸、油酸、亚麻酸、棕榈酸等)占总脂肪酸的比例,结果见表1。

可见C18脂肪酸含量较高,C16脂肪酸含量一般,用该小球藻制备微藻油脂相对比较满意。

3 小结
利用从加拿大引进的转基因小球藻进行试验,得出以下结论:将转基因小球藻接种在氮磷质量比为4∶3、pH 8.5的GM-SC培养基中,在28 ℃的培养条件下进行培养,最终可得到生产状况较好、生长速度较快的小球藻。

试验优化了利用转基因小球藻制备微藻油脂的条件,为利用小球藻制备生物柴油打下了基础。

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