不同氮源对2种微藻生长及总脂含量的影响

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低氮胁迫对两种魏氏藻生长和油脂积累的影响

低氮胁迫对两种魏氏藻生长和油脂积累的影响

低氮胁迫对两种魏氏藻生长和油脂积累的影响周芷薇;高保燕;雷学青;吴桂秀;张文源;李爱芬;张成武【摘要】为了评价低氮胁迫对真眼点藻纲的两株高产油微藻(斧形魏氏藻和点状魏氏藻)的生长和油脂积累的影响,实验设计中将原改良BG-11培养基中的硝酸钠浓度降低为3.6 mmol/L(0.3 g/L).结果表明:在此浓度下斧形魏氏藻和点状魏氏藻的最高生物量分别为8.21 g/L和9.07 g/L;两者的总脂、中性脂和总脂肪酸含量(占干重)都随着培养时间的延长而不断增加,培养至第18天时分别达到56.4%,64.7%; 54%,63.3%;43.5%,45.5%.这两种微藻的主要脂肪酸都含有豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸,均适合于生物柴油的生产.它们的总脂、中性脂和总脂肪酸的单位体积产率分别为0.257 g/(L·d),0.326g/(L·d);0.246 g/(L·d),0.319 g/(L·d)和0.198 g/(L·d),0.229 g/(L·d).这说明两种微藻在低氮胁迫下都能够获得较高的油脂产率.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2015(033)005【总页数】7页(P777-783)【关键词】斧形魏氏藻;点状魏氏藻;低氮胁迫;油脂产率;脂肪酸;生物柴油【作者】周芷薇;高保燕;雷学青;吴桂秀;张文源;李爱芬;张成武【作者单位】暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632;暨南大学生态学系,水生生物研究中心,广东广州510632【正文语种】中文【中图分类】TK6;Q948.8人类所依赖的化石能源不仅带来了许多环境问题,而且终将被消耗殆尽。

不同碳氮源对一株产油小球藻油脂积累的影响

不同碳氮源对一株产油小球藻油脂积累的影响

不同碳氮源对一株产油小球藻油脂积累的影响金虹;P.K.Andy Hong;Diana Bao;吕海棠;李文林;马明英【期刊名称】《安徽师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(037)004【摘要】以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为研究对象,考察了不同碳源及氮源对小球藻生物量和油脂产率的影响,确定了最佳碳源和氮源的添加量.结果表明,蛋白核小球藻最优碳源是葡萄糖,最优氮源是尿素;当葡萄糖浓度为30mg/L、尿素浓度为1.5mg/L时,小球藻生物量和油脂产率达到8783.9mg/L和126.3mg/L/d,比优化前分别提高了37.9%和125%.这为今后培养小球藻,提高其生物量和油脂产率奠定了一定的理论基础.【总页数】4页(P363-365,400)【作者】金虹;P.K.Andy Hong;Diana Bao;吕海棠;李文林;马明英【作者单位】青海大学化工学院,青海西宁810016;犹他大学土木与环境工程系,美国盐湖84112;犹他大学土木与环境工程系,美国盐湖84112;青海大学化工学院,青海西宁810016;青海大学化工学院,青海西宁810016;青海大学化工学院,青海西宁810016【正文语种】中文【中图分类】Q93-3【相关文献】1.产油脂海洋微藻的筛选、鉴定及Fe3+对其生长和油脂积累的影响 [J], 孙漫;聂娟;袁维道;张福特;方哲;黄慧琴;鲍时翔2.不同氮源对异养小球藻生物量和油脂积累的影响 [J], 朱义平;宋东辉;杨国兰3.不同光质对小球藻光自养培养积累油脂的影响 [J], 尹继龙;唐小红;郑洪立;尹丰伟;高振;黄和4.不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸r分布的影响 [J], 李涛;许瑾;吴华莲;王铭;向文洲5.不同碳氮比对小球藻增殖及油脂积累的影响 [J], 范同强; 黄有军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸r分布的影响

不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸r分布的影响

不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸r分布的影响李涛;许瑾;吴华莲;王铭;向文洲【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2018(34)5【摘要】富含多不饱和脂肪酸的产油微藻是开发高值微藻油的理想原料,一株产油微藻是否具有高值油脂开发潜力需要评估其油脂产量、中性脂比例与多不饱和脂肪酸分布等指标.低氮胁迫是研究微藻油脂积累理想的方式之一,以一株产油绿球藻(Chlorococcum sp.)为实验材料,以硝酸钠(NaNO3)为氮源,设置17.6 mmol/L、5.9 mmol/L和3.5 mmol/L三种氮浓度,跟踪测定产油绿球藻生长、脂类组成及多不饱和脂肪酸分布的时相变化.结果显示,3.5 mmol/L和5.9 mmol/L氮浓度条件下,产油绿球藻取得了2.55 g/L和2.51 g/L的总脂产量,远高于17.6 mmol/L氮浓度组的总脂产量(1.43 g/L);降低氮浓度可以提高中性脂比例,3.5 mmol/L氮浓度组取得最高的中性脂比例,为88.6%总脂质(Total lipid,TL),高于5.9 mmol/L氮浓度组(86.3%TL)和17.6 mmol/L氮浓度组(80.5%TL);降低氮浓度可以改变产油绿球藻的脂肪酸在不同脂类分子中的分布,促进脂肪酸更多分布于中性脂中,其中,3.5 m mol/L TL氮浓度组培养结束时,α-亚麻酸在中性脂的比例由接种时的33.9%提高到86.5%.适宜氮浓度对于提高产油绿球藻总脂产量、中性脂比例而多不饱和脂肪酸分布具有重要作用,产油绿球藻积累的α-亚麻酸在低氮条件下更倾向于分布在中性脂中,是一株具有高值化微藻油开发价值的藻株.【总页数】9页(P154-162)【作者】李涛;许瑾;吴华莲;王铭;向文洲【作者单位】中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室,广州 510301;中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州 510640;中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室,广州 510301;贵州民族大学生态环境工程学院,贵阳550025;中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室,广州 510301【正文语种】中文【相关文献】1.不同硝酸钠浓度对多形拟绿球藻和模式拟绿球藻生长及脂类积累的影响 [J], 张敬键;展望;李爱芬;张成武2.不同浓度的Cd2+、氮及其交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 [J], 王帅;梁英3.氮浓度对海绿球藻生长及总脂含量的影响 [J], 梁英;石伟杰;田传远4.不同氮源及氮浓度对耐高盐真眼点藻生长、脂类积累及脂肪酸组成的影响 [J], 赵伟;李涛;吴华莲;陈浩;刘德海;向文洲;吴后波5.氮限制时间对海绿球藻和微绿球藻生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响 [J], 梁英; 纪维玮; 石伟杰; 田传远; 胡乃霞; 闫译允因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响
葸玉琴 , 崇 梅 , 朱巧巧 , 杨 红 , 达文燕
(西北师范大学 生命科学学院 , 甘肃 兰州 730070 )
摘要 : 探讨不同氮源对小球藻生理活动的影响 . 在添加葡萄糖且提供光照的混养条件下 , 检测研究尿素 、 KNO3 、 N H4 NO3 和 N H4 Cl 四种氮源对普通小球藻(Chlorella v ulgaris )生长 、 光合色素含量 、 细胞内蛋白质含量 、 多糖含量 以及油脂含量的影响 . 结果表明 , KNO3 是促进混养小球藻生长和多糖 、 油脂积累的最佳氮源 , 以 KNO3 为氮源时 , 油脂含量达到了 17•93% ; 尿素是促进混养小球藻光合色素和蛋白质积累的最佳氮源 . 在实际应用中 , 可以根据不同 的需求来选择适宜的氮源 . 关键词 : 普通小球藻 ; 氮源 ; 混合营养 ; 生化组成 中图分类号 : Q 945• 79 ; Q 949• 21 文献标志码 : A 文章编号 : 1001‐988 Ⅹ (2015 )01‐0082‐05
收稿日期 : 2014—09—23 ; 修改稿收到日期 : 2014—11—19 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(11364037 ) 作者简介 : 葸玉琴 (1964 — ) , 女 , 甘肃永昌人 , 副教授 , 硕士 , 硕士研究生导师 . 主要研究方向为低等植物生理生化和
污染生态学 . E—mail : xiyuqin@ nw nu• edu• cn
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第 51 卷 2015 年第 1 期
82
Journal of Northwest Normal U niversity (Natural Science ) Vol• 51 2015 No•1

不同质量浓度NaN03对3种微藻生长及总脂肪酸含量和组成的影响

不同质量浓度NaN03对3种微藻生长及总脂肪酸含量和组成的影响

植物资源与环境学报2010,19(1):43—49JournalofPlantResourcesandEnvironment不同质量浓度NaN03对3种微藻生长及总脂肪酸含量和组成的影响杨凯1,王涌1,史全良1~,江香梅2(1.苏州大学医学部基础医学与生物科学学院,江苏苏州215123;2.江西省林业科学院植物生物技术重点实验室,江西南昌330032)摘要:以BGll为基本培养液,研究了不同质量浓度NaN03(37.5—1875.0mg・L。

)对微藻I"9(Klebsormidiumsp.)、TH6(Oedocladium叩.)和CF5(Stigonemasp.)生长及总脂肪酸含量和组成的影响。

结果显示,调整(减少或增加)培养液中NaNO,的质量浓度,对3种微藻的生长量及总脂肪酸含量和脂肪酸组成均有一定的影响;NaNO,的质量浓度较低(37.5或75.0mg・L。

1),3种微藻的鲜质量随培养时间的延长呈先逐渐增加然后略有降低的趋势;而在NaNO,质量浓度为150.0一I875.0mg・L。

1的条件下,在一定的培养时间(18—33d)内,3种微藻的鲜质量均逐渐增加;总体上看,3种微藻的生长量随NaNO,质量浓度的提高呈现逐渐增加的趋势,但仅在含1875.0mg・L‘1NaNO,的培养液中3种微藻的生长量高于对照(1500.0mg・L~NaN03)。

在含375.0mg・L~NaN03的培养液中培养33d,微藻P9的总脂肪酸含量最高(25.39%),是对照的1.79倍,软脂酸、哑油酸、油酸和硬脂酸的相对含量分别是对照的2.50、2.72、2.24和2.08倍;在含37.5mg・L~NaN03的培养液中培养33d,微藻TH6的总脂肪酸含量最高(20.69%),是对照的1.89倍,软脂酸、亚油酸和油酸的相对含量分别是对照的3.37、1.79和1.92倍;不同处理组间微藻CF5的总脂肪酸含量及组成有一定差异,但随着NaNO,质量浓度的提高变化趋势不明显。

氮源对2株海洋微藻生长及脂肪酸合成的影响

氮源对2株海洋微藻生长及脂肪酸合成的影响

氮源对2株海洋微藻生长及脂肪酸合成的影响吴伟伟;隆小华;刘兆普;高影影;王长海【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2012(038)001【摘要】以三角褐指藻、扁藻为材料,研究了NaNO3、尿素和NH4Cl等不同氮源对其生长、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、干重、总脂及脂肪酸含量的影响。

结果表明:以尿素为氮源时,三角褐指藻的生物量、生长速率、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量最高,NaNO3和NH4Cl次之;以NH4Cl为氮源时,细胞内的总脂含量最高,占干重的47.5℅。

与三角褐指藻不同,以NH4Cl为氮源时,扁藻的生物量、生长速率、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量最高,尿素和NaNO3次之;当以NaNO3为氮源时,细胞内的总脂含量最高,占干重的38.5℅。

【总页数】5页(P46-50)【作者】吴伟伟;隆小华;刘兆普;高影影;王长海【作者单位】南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点试验室,江苏南京210095;南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点试验室,江苏南京210095;南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点试验室,江苏南京210095;南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点试验室,江苏南京210095;南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点试验室,江苏南京210095【正文语种】中文【中图分类】S852.2【相关文献】1.金针菇菌丝体生长所需要的营养物质的研究(二)—氮源对金针菇菌丝生长的影响 [J], 陈珊;赵国纲2.不同氮源对4种海洋微藻生长的影响 [J], 胡章喜;徐宁;段舜山3.不同氮源对海洋微藻氮同位素分馏作用的影响 [J], 俞志明;Waser N AD;Harrison P J4.比生长速率和氮源对毕赤酵母生产重组鲈鱼生长激素的影响 [J], 魏春;周祥山;张元兴5.营养盐对三角褐指藻生长及脂肪酸合成的影响 [J], 吴伟伟;高影影;隆小华;刘兆普;王长海因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不同光照条件下氮浓度对衣藻生长及油脂积累的影响

不同光照条件下氮浓度对衣藻生长及油脂积累的影响

不同光照条件下氮浓度对衣藻生长及油脂积累的影响陈余佳;涂晓盟;王永强;王全喜;许丽丽【摘要】为探究莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)油脂含量的最佳条件,在不同的光照条件下检测了氮浓度对莱茵衣藻生物量及油脂含量的影响.结果表明:在氮添加和光照强度增加的梯度上,衣藻的油脂含量逐渐降低;光照强度和氮添加量对衣藻的油脂含量都有显著影响;控制光照强度和氮添加量后发现,当光照强度为30 μE·m-2·s-1,氮质量浓度为100 mg·mL-1时,衣藻油脂含量的质量分数为39.79%,叶绿素质量浓度为17.08 mg ·mL-1,最适宜衣藻油脂积累.【期刊名称】《上海师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】7页(P697-703)【关键词】氮浓度;莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii);油脂【作者】陈余佳;涂晓盟;王永强;王全喜;许丽丽【作者单位】上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234;上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心,上海200234【正文语种】中文【中图分类】Q9450 引言传统化工能源在生产过程中会产生含硫及含氮污染物,新能源的开发利用已成为一项迫切的任务[1].在生产过程中,生物质能源通过光合作用将空气中的二氧化碳转化成有机物储存,其在燃烧时又把二氧化碳再次释放到大气中,因此被认为是一种新型的低排放、低污染的清洁能源[2].藻类可以通过光合作用将二氧化碳和水转化为氧气、碳水化合物或者脂质形式的大分子有机物[3].在某些胁迫条件下,如高光或营养缺乏,一些藻类可积累大量脂质,如三酰甘油酯等[4-5].由于微藻生长速度快,脂质含量高,又被认为是生产生物柴油的理想材料[4-5].目前发现产油量高的藻类主要包括金藻(Chrysophytes)、定鞭藻(Haptophytes)、双鞭毛虫(Dinophytes)、黄藻(Xanthophyceae)、红藻(Rhodophytes)和莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)等.它们在正常环境下生长时的平均油脂质量分数为干重的27.1%,处于环境胁迫条件下时则可上升到44.6%[4].相比其他藻类,莱茵衣藻(以下简称衣藻)是一种单细胞绿藻,其基因组已被完全测序,便于进行遗传研究,且生长快,培养成本低,在缺氮条件下能产生油脂,被认为是油脂生产研究的模式物种[6].与其他微藻类一样,衣藻在缺氮条件下的生长受到抑制,其生物量与油脂的积累及缺氮程度呈负相关[6-8],这导致其脂质生产效率及积累量均低于理论值.因此,探明衣藻油脂积累的最佳条件,是当前藻类产油的研究热点.本研究设置不同氮含量的培养基,在不同光照条件下进行衣藻产油诱导,并测定衣藻的生物量及油脂含量,以确定最适于衣藻油脂积累环境的氮含量.1 材料与方法1.1 实验材料与培养方法选用的衣藻藻种为衣藻(C.reinhardtii)cc849,购自美国杜克大学藻种库,其正常培养条件为:温度(25±1) ℃,水平摇床转速120 r·min-1,光照强度 0~200 μE·m-2·s-1,培养基为Tris-Acetate-Phosphate(TAP) (pH=7.0),液体培养每5 d继代1次,接种量为1%;固体TAP培养基含1%(质量分数)的琼脂,藻种的纯化和保存是以藻液或单克隆通过划线方法接种在TAP琼脂平板上,每二周继代1次[9].用相等物质的量的氯化钠替换正常TAP培养基内的氯化铵来配制缺氮培养基(TAP-N)以培养衣藻产油[9-10].1.2 衣藻的缺氮培养当培养瓶中的衣藻细胞生长到对数期(约2~3 d)时,在25℃温度下,以3500 r·min-1转速离心5 min,弃上清,使用TAP-N培养基缓慢洗涤藻细胞3次,以彻底除去氮[8].用TAP-N培养基洗涤过的衣藻,按照体积分数1%接种量加入到容积为500 mL 的培养瓶中.然后用TAP-N培养基及TAP培养基定容混合培养液400 mL,使得培养基中氮的质量浓度分别为100,200,300 mg·mL-1,轻轻晃动培养瓶中的样品,使藻类悬浮均匀.用TAP-N培养基及正常TAP培养基培养的衣藻样品作为实验对照组.最后将培养瓶分别置于光照强度为30,60,100,200 μE·m-2·s-1的光照条件下进行缺氮培养.1.3 衣藻生长的测定衣藻在750 nm处的吸光度(OD750)值与其细胞数正相关,因此可用分光光度计测定衣藻的OD750值来反映衣藻的生长情况[10].所用分光光度计为TU-1901双光束可见-紫外光分光光度计(北京普析通用有限责任公司).衣藻叶绿素含量的测定是用95%(体积分数)酒精萃取,测定OD665值(A665)和OD649值(A649),计算出衣藻中的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)及总叶绿素(Chl)的质量浓度(CChla,CChlb, CCh1)(单位为mg·L-1),计算公式[10]为:CChl=CChla+CChlb= 6.10×A665 + 20.04×A649,(1)并进行3次生物学重复,取平均值.1.4 衣藻油脂的测定采用文献[11]的方法检测衣藻中的油脂含量,并进行3次生物学重复.提取400 mL 藻细胞,以3500 r·min-1转速离心10 min,然后用新鲜的TAP-N培养基洗涤3次,之后将固体样品放入干燥的称量瓶中在温度80 ℃的烘箱中干燥24 h,直到质量不再减少为止.称取0.2 g的干细胞(质量记为W0),将其转移到离心管中,然后将5 mL 的氯仿和甲醇的混合物(体积比为1∶1)加入到离心管中.将离心管中的细胞和混合物在振荡器上震荡30 min,然后以5000 r·min-1转速离心10 min,取上清液.重复以上步骤直到萃取的上清液为无色.收集所有上清液(质量记为W1),并转移至质量已知的干燥旋转蒸发仪中蒸发至干燥(质量记为W2).总脂含量(质量分数)Ct= (W2-W1)/W0×100%.(2)1.5 数据分析采用独立样本t检验,分析实验组和对照组的油脂产量的差异,显著性水平设定为p<0.05.显著性差异的结果用*标注在相应的图中.同时本文作者采用双因素方差分析探索了光照、氮,以及光照和氮的交互作用对油脂产量的影响.所有数据处理过程均在SPSS 19.0中完成.2 结果与分析2.1 氮浓度对衣藻生长的影响以TAP-N培养基及正常TAP培养基作为实验对照组,对不同氮浓度胁迫下的衣藻在不同光照强度下的油脂产量进行检测,结果如图1所示.当光照强度为30 μE·m-2·s-1,培养基中氮的质量浓度分别为0 (TAP-N),100,200,300和375 mg·L-1(TAP培养基)时,衣藻的OD750值随着培养时间增加逐渐增长,至第7 d时达到最大值,分别为0.08,1.61,1.61,1.62和1.75,如图1(a)所示;衣藻的叶绿素质量浓度也随着培养时间增加逐渐增长,最初为0.35 mg·mL-1,至第7 d时达到最大值,分别为0.04,7.08,17.87,26.01,27.84 mg·mL-1,如图1(b)所示.相对于TAP培养基中的衣藻,缺氮条件下衣藻的生长受到了抑制,尤其在完全缺氮(TAP-N)条件下,本研究结果显示:在第7 d,衣藻的生长受到明显的抑制,OD750值比TAP条件下的降低了97.3%,叶绿素质量浓度降低了99.8%.当培养基中氮的质量浓度为100,200,300 mg·L-1时,所培养衣藻的OD750值分别比TAP条件下的值降低了45.8%,45.8%和45.5%.叶绿素的质量浓度下降更为显著,分别比TAP 条件下的值降低了74.6%、35.8%和6.6%.其他培养时间均有类似的趋势,但是抑制效果没有第7 d的明显.同30 μE·m-2·s-1类似,当光照强度为60 μE·m-2·s-1和100 μE·m-2·s-1条件时,衣藻的OD750值和叶绿素质量浓度也随着培养时间增加逐渐增长,如图1(c)~1(f)所示.在完全缺氮条件下,在第7 d时分别达到最大值,OD750值分别为2.96和3.01,如图1(c),1(e)所示;叶绿素质量浓度最大值分别为29.26 mg·mL-1和28.88 mg·mL-1,如图1(d),1(f)所示.由结果可知,在光照强度为60 μE·m-2·s-1和100μE·m-2·s-1时,缺氮后的衣藻生长都同样受到了影响,尤其是TAP-N条件下,衣藻的OD750值比对照组TAP条件下的值降低了92.9%~97.0%,叶绿素浓度降低了98.8%~99.4%.其他培养时间均有类似的趋势,但是抑制效果没有第7 d的明显. 图1 不同氮质量浓度下,衣藻OD750值与叶绿素质量浓度随时间增长的变化.光照强度为(a),(b)30 μE·m-2·s-1;(c),(d) 60 μE·m-2·s-1;(e),(f) 100 μE·m-2·s-12.2 氮浓度对衣藻油脂积累的影响由图1可知,尽管氮浓度及光照强度条件不同,但衣藻的生长在第2 d基本处于对数增长时期.因此,为了统一培养时间,本文作者检测了衣藻在不同光照强度及氮浓度条件下培养至第2 d的油脂含量,结果如图2,表1所示.由图2可知,缺氮胁迫可以促进衣藻体内油脂的积累,氮浓度越低衣藻的总脂含量越高,在3个光照强度下,完全缺氮条件(0 mg·L-1,TAP-N)下衣藻的总脂含量最大,显著高于氮质量浓度为100,200,300,375 mg·L-1时的(p<0.05).当光照强度为30 μE·m-2·s-1时,TAP-N 培养基培养的衣藻的总脂含量(质量分数)为48.6%,大约是TAP培养条件下的3.2倍,其他氮浓度条件下衣藻的总脂含量大约分别是对照组TAP条件下的2.7,2.4和1.7倍.当光照强度为60 μE·m-2·s-1时,衣藻的油脂产量也随着氮浓度的增多逐渐降低,尤其是完全缺氮的情况下总脂含量(质量分数)最高为42.2%,大约是对照组TAP条件下的3.2倍,其他氮浓度条件下的总脂含量大约分别是对照组条件下的2.5,1.8和1.4倍.同样地,当光照强度为100 μE·m-2·s-1时,衣藻的总脂含量也随着氮浓度的增多逐渐降低,完全缺氮的情况下总脂含量(质量分数)最高为39.2%,大约是对照组TAP条件下的3.3倍,其他氮浓度条件下的总脂含量大约分别是对照组TAP条件下的3.0,2.9和1.9倍.通过独立样本t检验进行显著性差异分析可知,缺氮条件下培养的衣藻的总脂含量相比于TAP培养基中的衣藻的总脂含量均有显著性提高(p<0.05).图2 不同光照强度及氮浓度条件下衣藻在第2 d的总脂含量.*表示通过独立样本t 检验实验组与对照组具有显著性差异表1 不同光照强度及氮浓度条件下衣藻在第2 d的总脂含量氮质量浓度/(mg·mL-1)光照强度/(μE·m-2·s-1)30总脂含量/%生物量CChl /(mg·mL-1)60总脂含量/%生物量CChl /(mg·mL-1)100总脂含量/%生物量CChl /(mg·mL-1)048.590.3442.23 0.4039.200.3510039.7917.0831.9718.2435.9616.0920035.4417.8723.0020.8334.6319.4 030025.3526.0118.0730.5122.5326.1537515.0027.8413.0029.7812.0028.88 2.3 衣藻油脂积累的影响因素分析由图1和表2可知,光照强度和氮质量浓度都能对衣藻的油脂积累量产生影响.利用双因素方差分析了第2 d的数据.结果表明,光照强度、氮质量浓度及这2个因素的交互作用对总脂含量的影响都是显著的(p<0.05).光照强度与油脂积累量成负关联,油脂积累量随氮质量浓度增加而减小(图2,表1).这说明,光照强度为30 μE·m-2·s-1和低氮浓度条件下衣藻的总脂含量最优,在探究影响衣藻总脂含量时需同时考虑这两个因素的作用.表2中,df表示自由度;F为检验的数值;p为相应的影响因素对总酯含量影响的显著性水平;R2为决定系数,表示双因素方差分析整体可信程度,R2越高,表示双因素方差分析的结果越可信.R2=0.98.表2 光照强度和氮质量浓度对总脂含量影响的双因素方差分析结果因素dfFp氮质量浓度4414.03<0.001光照强度267.70<0.001氮质量浓度×光照强度89.47<0.0013 讨论自然条件下微藻体内的油脂含量相对比较低,但是在氮浓度不足的情况下,脂肪和碳水化合物产量会増加,因此大部分的微藻产油都是基于缺氮条件培养.SIAUT等[12]研究发现,衣藻的油脂积累量与其生物量有直接关系,同时也会受到光照强度、pH 值等其他因素的影响[13].本研究设置了5个不同的氮浓度及3个不同的光照强度梯度以探究衣藻产油的适宜条件.实验结果表明:缺氮条件下衣藻的生长受到抑制,尤其是叶绿素含量相对于正常TAP培养基中的衣藻受到严重抑制,由于氮元素是叶绿素的主要组成部分,因此缺氮后衣藻的叶绿素合成受到较大影响,可以进一步通过检测衣藻的光系统二的活性来验证.KIM等[13]指出:光照强度过大,衣藻细胞容易受到光损伤,而较低的光照强度下衣藻细胞的光合作用较弱,也不利于其生物量的积累,因此很有必要寻找衣藻生物量积累的适宜光照强度.本研究利用双因素方差分析光照强度和氮浓度对衣藻油脂积累量的影响.结果发现,光照强度和氮浓度都对油脂积累具有重要作用.结合t检验对比分析结果发现,利于衣藻生物量积累的最佳光照强度为30 μE·m-2·s-1.同时,与HU等[14]和WANG等[15]的研究结果相同.本研究结果显示衣藻在完全缺氮(TAP-N)状态下的油脂含量增加最为显著.但是考虑到生物量因素,选取最佳氮质量浓度为100 mg·mL-1为宜.当光照强度30 μE·m-2·s-1,氮质量浓度为100 mg·mL-1时,衣藻的油脂积累量取得最优值,为39.79%(表1).此外,由于本研究中设置的初始衣藻细胞浓度过低(OD750仅为0.34),导致了完全缺氮条件下衣藻的生物量极低,而氮浓度设置梯度过大,这导致较低水平的氮含量培养的衣藻生物量偏差太大.因此在今后的研究中,应提高衣藻的初始细胞浓度,并缩小氮浓度梯度间隔.4 结论检测了不同氮浓度下及光照强度下衣藻的油脂产量,结果显示,氮浓度和光照强度都对衣藻油脂积累量存在显著影响,利用衣藻产油时,需综合考虑这两个因素.本研究得出衣藻最佳积累油脂的氮质量浓度为100 mg·mL-1,光照强度为30 μE·m-2·s-1. 参考文献:【相关文献】[1] PARMAR A,SINGH N K,PANDEY A,et al.Cyanobacteria and microalgae:A positive prospect for biofuels [J].Bioresoure Technology,2011,102:10163-10172.[2] ZHANG D X.Progress in research and application of biomass energy [D].Beijing:Beijing Institute of Technology,2015.[3] SCOTT S A,DAVEY M P,DENNIS J S,et al.Biodiesel from algae:challenges and prospects [J].Current Opinion in Biotechnology,2010,21(3),277-286.[4] QIANG H,MILTON S,ERIC J,et al.Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production:Perspectives and advances [J].The Plant Journal,2008,54(4):621-639.[5] WANG Z T,ULLRICH N,JOO S,et al.Algal lipid bodies:stress induction,purification,and biochemical characterization in wildtype and starchless Chlamydomonas reinhardtii [J].Eukaryotic Cell,2009,8(12):1856-1868.[6] PARK J J,WANG H X,GARGOURI M,et al.The response of Chlamydomonas reinhardtii to nitrogen deprivation:a systems biology analysis [J].The Plant Journal,2015,81(4):611-624.[7] PARK W K,YOO G,MOON M,et al.Phytohormone supplementation significantlyincreases growth of Chlamydomonas reinhardtii cultivated for biodiesel production [J].Applied Biochemistry Biotechnology,2013,171(5):1128-1142.[8] FAN J H,CUI Y B,WAN M X,et al.Lipid accumulation and biosynthesis genes response of the oleaginous Chlorella pyrenoidosa under three nutrition stressors [J].Biotechnology for Biofuels,2014,7(1):17.[9] HARRIS E H.The Chlamydomonas sourcebook:Introduction to Chlamydomonas and its laboratory use [M].San Diego:Academic Press,2009.[10] XU L L,LI D Z,WANG Q X,et al.Improved hydrogen production and biomass through the co-cultivation of Chlamydomonas reinhardtii and Bradyrhizobium japonicum [J].International Journal of Hydrogen Energy,2016,41(22),9276-9283.[11] BLIGH E G,DYER W J.A rapid method of total lipid extraction and purification [J].Canadian Journal of Biochemistry and Physiology,1959,37(8):911-917.[12] SIAUT M,CUINÉS,CAGNON C,et al.Oil accumulation in the model green alga Chlamydomonas reinhardtii:Characterization,variability between common laboratory strains and relationship with starch reserves [J].BMC.Biotechnology,2011,11:7.[13] KIM J P,KANG C D,PARK T H,et al.Enhanced hydrogen production by controlling light intensity in sulfur-deprived Chlamydomonas reinhardtii culture [J].International Journal of Hydrogen Energy,2006,31(11):1585-1590.[14] HU Q,SOMMERFELD M,JARVIS E,et al.Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production:Perspectives and advances [J].Plant Journal,2008,54(4):621-639. [15] WANG H,ZHOU W J,CHEN W T,et al.Strategy study on enhancing lipid productivity of filamentous oleaginous micro-algae Tribonema [J].Bioresoure Technology,2016,218:161-166.。

不同氮源对三角褐指藻生长和脂类含量的影响

不同氮源对三角褐指藻生长和脂类含量的影响

不同氮源对三角褐指藻生长和脂类含量的影响摘要:研究了不同氮源及浓度对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的生长、总脂及脂肪酸组成的影响。

结果表明,三角褐指藻在氮源缺乏时生长缓慢,表现出油脂积累的特性。

以初始浓度大于3.9 mmol/L的氯化铵作为氮源,可以促进三角褐指藻生物量和油脂含量的同步增长。

高浓度的尿素有利于三角褐指藻的生长,但达到8.0 mmol/L时脂肪含量下降。

不同浓度硝酸钠都促进三角褐指藻的生长,但不能促进脂肪的积累。

脂肪酸组成分析表明,单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例为45%~50%,受各种氮源变化的影响较小,可为生物柴油提供较好的流动性。

氮源的添加有利于二十碳五烯酸(EPA)和多不饱和脂肪酸(PUFAs)的合成,当氯化铵浓度为3.9 mmol/L时,EPA和PUFAs占总脂肪酸的比例达到最大,分别为20.4%和26.7%。

关键词:氮源;三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum);生长;脂肪;脂肪酸组成Abstract:Effects of different nitrogen sources and their concentrations on the growth,total lipids and fatty acids composition of Phaeodactylum tricornutum were studied. The results showed that P. tricornutum growed poorly in cultures without addition of any nitrogen source,but accumulated lipids effectively. The biomass and lipid content of P. tricornutum were promoted simultaneously with more than 3.9 mmol/L of initial ammonium chloride in medium;8.0 mmol/L of urea enhanced the biomass of algae while decreased the lipid content;in the range of tested concentration,sodium nitrate promoted growth of algae and depressed the accumulation of lipid. The fatty acids composition analysis showed that monounsaturated fatty acid(MPUAs)accounted for 45%~50% of the total fatty acids and was less affected by nitrogen sources,thus provided better mobility for biodiesel. The synthesis of C20∶5(n-3)(EPA)and polyunsaturated fatty acid (PUFAs)were increased with addition of nitrogen sources. With 3.9 mmol/L of ammonium chloride,the ratio of EPA and PUFAs to total fatty acids was the highest,20.4% and 26.7%,respectively.Key words:nitrogen sources;Phaeodactylum tricornutum;growth;lipid content;fatty acids composition微藻具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高等特点,被认为是最有前途的新型生物柴油原料之一[1,2]。

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12 培养 条 件 . 藻种 均利 用 实验室 自行 设计 的直径 80c 柱 . m
元素循环中的重要载体【。微藻具有光合作用效率 1 ] 高 、环境 适应 能力 强 、生长 周期 短 、生物 量 高等特 点 ,是生 产生 物质 能 的潜在 资 源 ,因此成 为 目前 国 内外 的研 究 热点 【 J微 藻生 物柴 油是 公认 的理想 可 2。
分 别在 8 ~ 0和 85 95 . 1 5 . .。 ~
2 结 果
21 不 同氮源对 2株 微藻 生长 的影 响 .
23 不 同氮 源对 2株 微 藻色 素积 累的影 响 .
不同氮源条件下 2 种微藻生长的生长曲线见图 1 ,由图可 知 ,2株 藻均 在添 加硝 态氮 (a 3的情 N NO) 况下生长状况最佳 , 而在添加铵态氮 H c) 41 条件下
离 的2 藻— — 网状 空 星 藻 C e s u ei ltm 株 o l t m rt uau ar c
在试 验 周期 内 ,每天 测定 培养 液 的 O 8、p D6 0 H 以及 色 素含 量 。O 8以 T 一8 0紫外 可见 分光 光 D6 0 u 11 度计 测定 ;H 以 p cn 0 防水 笔型 p p Hsa3 型 H计测 定 ;
P( 萝 卜 = x 4 岭 ‘ 一。 胡 素)4 OD 8 mL 0 培 养 完成 后 ,取 1 0 mL 藻液 经 已烘干 称量 的
基 金项 目: 基础 研 究重 大项 目前 期 研究 专项 ( 0 0 B14 0 )国 家科 技支 撑计 划 ( 0 1 A 4 0 )海 南 大学 植物 学 国家级 重点 学科 ( 70 1 2 1C 34 9 ; 2 1B D1B 1 ; 0 色素的积累并无 e c a m tu t 明显影 响 , 组在 5d均 开始进 入平 稳期 , NH C 各 而 41 组的叶绿素 a自 7d 开始出现明显下降 ,一直持续
24 . 22 .

18 . 16 .

、 。
盆 14 .


12 . O 1 08 . 06 .
04 . 0. 2 O
l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 0 1 2 t / d
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 0 1 2 t / d
对新分 离的两株热带淡水微藻——网状空星藻 C e s u t uau o l t m r i ltm及栅藻 Se e eu s p生长情况及 总脂含 量的影响。结 a r ec cnds m . s
果 表明 , 株微 藻在 不同氮源影响下生长状况不 同, 2 并且造成最终的干质量 、 总脂含量也有较为 明显 的差异 。 2种藻添加 N NO a 3
作 者简 介 :刘平 怀 ( 97年 生 ) 16 ,男 ,教授 ,硕 士 。Emalwlh 13cr - it p@ 6. n : o 通信 作 者 :郝 宗 娣 ( 9 9年生 ) 18 ,女 ,硕 士研 究 生 。Ema : ln ho om icr — i ia d a@ht alo ls .n
14 测 定方 法 .
141 生 长 状 况 测 定 ..
内蛋 白质 、 核酸及色素的重要元素,对于藻类的生 长发 育 有着 重要 的作 用 L 。微 藻可 以利 用 的氮源 范 l …
围较 宽 ,如 无机 氮源 ( 氨态 氮 、硝态 氮 ) 机 氮 、有 源 ( 素I 尿 l 、酵 母 膏 、氨 基 酸等 ) 源类 型对 微 。氮 藻 的生 长及 油脂 积 累有着 较 为显 著 的影 响【 且 不 l , 同的藻 种对 氮源 的适 应性 有 差异 [-] 11。本文 以新 分 35
生态环境学 报 2 1, 18:4 913 02 2 () 12 —4 3
Ec l y a d o og n Envio r nm e a inc s ntlSc e e
ht:w w.ec. m t / w j si o p/ e c E malei r esi o — i dt @jec. m : o c
们的生长及总脂含量 的影响,以期为开拓富油微藻 种质 和加强油脂积累提供实验依据 。 1 材 料 和 方 法 11 藻 种来 源 . 试 验藻 种 网状空 星 藻 C ei ltm 及栅 藻 rtuau c s. 别 分 离 自海 口五 公 祠 和金 牛岭 公 园 的淡 水 水 p分
不 同氮源对 2种微藻 生长及 总脂 含量 的影 响
刘平 怀 ,郝 宗娣 ,杨 勋 ,张森 ,时杰
热带 作物 种 质资 源保 护与 开发 利用 教 育部重 点 实验 室 ,海南 海 口 50 2 728
摘 要 : 用一 次培养的方式研究硝态氮( NO3、 采 Na ) 氨态 氮( c) 有机氮( NH4 1 、 尿素) 及硝铵混合氮 ( 4 3 氮浓 度 1. mmo‘ NH NO ) ( 76 l ) L
22 不 同氮 源存在 下 2株 藻培 养液 的 p . H变化
数 据 分 析 采 用 S S 软件 单 因素 方 差 分 析 A (NO A 中的 dna A V ) ucn多重 比较法 ,绘 图采用 E cl xe 和 O ii r n软件 。 g
不同氮源存在下 2株藻培养液 的 p H变化见 图 2 可知在培养期间 2 , 株微藻的 N N 3 尿素组 p aO 、 H 波动均 较小 ,而两 株微 藻 的 NH c 组 p 则 自接种 4l H 时开始迅速下 降 ,最低 p 3 9 出现 于 s. H. 0 p的 N 4 O 组第 1 天 。根据生长状况及 p HN 3 1 H变化 ,可 以推测 c r i l u 和 s. ec a m tu t p的最佳生长 p H可能
微 藻是普 遍存 在 于水 体 、湿 地 、滩涂 等 环境 中 的单 细胞 藻类 ,其每 年光 合作 用 固定 的二 氧化 碳 占
全 球 二 氧化碳 固定量 的4 %以上 ,是 能量 转化 和碳 0
体 ,由海南 大学 材料 与化 工学 院 生物 工程 实验 室保 藏 。试 验 用药 品均 为 国产分 析纯 ( 广试) 。
和 NH4 1情 况下 分 别 获 得 了最 高 的 生 物 量( .2 00 )gL C ( 7 士 .8 ・。和 (.  ̄ . )gL 0 O8 00 0 3 - )和最 高 总 脂 含 量 ( 3 .5 1 2%和 (83 ̄ . ) 3
(02  ̄ . ) o最终二者在添加 Na 3 . 31 % 4 3 NO3 的情况 下单 位体积总脂产量最高 ,分别 为 192 ‘。 107 ‘~,均 可作 9 .6mgL 和 9 .6mgL
P( 叶绿素 a= 1 .1 x D6 — .9 x D6 ) 65 6 9 O 6 8 6 2 O 5 5 0 2
Ig・ L , x m
P( 叶绿 素 b= 7 4 6 —1 .6 D6 )2 . 05 OD 5 1 88 O 6 4 x 2 2 x 5
lg・ L一 , x m
15 数据 分析 .
生长状况最差 ;添加铵硝混合氮( H N 3 N 4 O) 条件下 , 2种 藻生长 速度 也都 快于铵 态 氮( 4 1 NH C) 。2株微 藻 收获 时干质量如 表 1所示 ,2株 藻分别在 添加 N N 3 N 41 a O 和 H C 的情况下获得了最高干质量( 分别 为 (. 4 . )gL 084 .3 ・一和 最低 干质 07 -0 2 0 8 ・一和(.0 00)gL - ) 量 ( 为(. 4 .4 gL 分别 06 - 0) 'j和(. 4 . ) . ) 20 05- 0 gL 。 00 2
图 1 不 同氮源 条件 下 2种微 藻生 长 的生长 曲线
a rtuau b s. ei lt p C c m,
_
收 稿 日期 :2 1—62 020—5
生态环境学报
第 2 卷第 8 2 1 年 8 ) 1 期( 0 2 月
04 m滤 膜 抽滤 , 于 8 ℃烘箱 烘至 恒质量 , . u 5 置 0 测 定 最终 干质 量 ,重 复 3次 。
1 . 总脂含 量 的测 定 .2 4
参照许瑾L 8 】 等的方法进行总脂含量测定 ( 略有 改进 ) :培养结束时离心收获藻体后冻干 、研磨 , 准 确称 取 02g 右 藻粉 , 于具塞 玻璃 离心 管 中 , . 左 置 加 入 2 mL二 甲基 亚砜 甲醇 ( 0 1%,wv)溶液 , 5 ℃水浴超声 1 i ,转入冰水浴 中继续超声 0 5 mn后 3m n 0 i。离心收集上清液 ,余下藻泥加入乙醚正己 烷混合溶剂 ( l / ) 1: ,FV 并使用磁力搅拌器 4 下  ̄ C 搅拌至藻泥灰白,合并上清液 , 加入蒸馏水调节上 清体积比例为甲醇 :乙醚 : 正己烷 :水= 1: 1: 1: 1后 静置 过夜 ,取 上层 置于 已称重 的离 心管 中 ,氮 气吹干后置于 5 ℃烘箱烘至恒质量后称质量。重 0 复 3次 。
色素测定 : 取一定量的藻液 , 离心弃去上清 ,加入 等体积 甲醇 5 0℃超声提取 2 i,离心测定上清 0m n 液 的 O 6、O 5和 OD4 ,色素 含量 由下 式计 算 D6 5 D6 2 8 o
[6 1]

及栅 藻S eeeu ss. 象 ,研 究不 同 氮源对 它 cndsm p为对
状 光 生物 反应 器进 行一 次性 培养 。培养 期 间温 度控
制在(62 2+ 1℃,单侧 日 光灯提供 2 4 h连续光照 , 光照强度 10 0・ 2・,持续通人无菌空气 。 5 m l rs n
持续 发 展能 源 ,但偏 高 的成 本成 为 限制微 藻 生物 柴 13 试 验设 计 . 油产业化的主要瓶颈l , 4 因此通过高脂微藻的筛选 、 _ 以淡 水 BG1 培养 基 为基 础 ,选取 4种氮 源 , 1 培 养 条 件 的优 化 来 提 升 单 位 体 积 微 藻 油脂 的 产量 来 降低成 本是 十 分必要 的I J o。 通 过 改 变 培 养 基 化 学 成 分 的方 法 来 控 制 微 藻 的新 陈代谢 ,可以提高微藻单位体积油脂产量 。 J 氮是 微 藻生 长所 必需 的 基本元 素 之一 ,是 构 成藻 体 分 别 为 硝 氮( N ) Na O3、氨 氮( H4 1、有 机 氮( 素) N C) 尿 以及 硝铵 混合 氮 ( 4 ) NHNO3N浓 度为 1.mmo‘ 。 , 76 l L 试 验 前对 藻种 进行 驯化 培 养 ,以使 之适 应 不 同氮源 环境 。 始 接种 OD6 约 为 0 5 培养 时 间约 2周 。 初 8 o . , 0
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