高脂海洋金藻选育的初步研究
在培养温度为25℃,盐度为31,连续充气、光照强度为1001amol·m-2 S-1的条件下,采用f/2培养基对中国海洋大学种质库(MACC)保存的6株海洋金藻进行培养,筛选出2株生长快、光能转化效率高、活力强、总脂含量较高藻种,为球等鞭金藻(Isochrysis galbana H24)和棕鞭藻(Ochrosphaero neopolitana H32),总脂含量分别为19.54％和19.88％。以这2株金藻为实验材料,利用生物化学方法和叶绿素荧光动力学分析技术,研究了2株金藻在一次性培养过程中,营养盐浓度、氮源、硝酸钠浓度、钨酸钠、植物生长调节物质的变化对其叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSII、rETR和qP)、细胞密度、叶绿素含量、总脂含量和脂肪酸组成的影响。 研究结果表明,不同营养液浓度对球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32的叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成均有显著影响(P＜0.05)。营养盐浓度为2f时,2株藻的最终细胞密度、叶绿素含量、干重、总脂含量和总脂收获量均显著高于其它各处理组,在本实验条件下,最适合2株金藻生长和油脂积累的营养液浓度是2f。在营养盐浓度为4f时,2株金藻的14:0、16:1(n-7)、18:1(n-9)、22:6(n-3)和单不饱和脂肪酸(MUFA)含量均最高,而H24中20:5(n-3)和多不饱和脂肪酸(PUFA)含量最低;H32中20:5(n-3)和饱和脂肪酸(SFA)含量最低。在营养盐浓度为2f时,球等鞭金藻H24中SFA含量最低;H32中16:0和PUFA含量最低。 微藻可以吸收利用的氮源有硝酸盐、铵盐及尿素等,但在利用程度和吸收速率上都存在差别。本研究结果表明,氮源对球等鞭金藻H24帝拣鞭藻H32的叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成均有显著影响(P＜0.05)。氮源为硝酸铵或尿素时,球等鞭金藻H24总脂含量最高,两者间未达到显著性差异。氮源为尿素时,棕鞭藻H32总脂含量最高。2株金藻的SFA、MUFA和PUFA等含量随氮源的变化规律相同,碳酸氢铵为氮源时16:0、16:1(n-7)和SFA含量最高,硝酸钠或尿素为氮源时18:1(n-9)和MUFA含量最高,氮源为氯化铵和硝酸铵时PUFA含量最高。 研究结果表明,硝酸钠浓度对球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成均有显著影响(P＜0.05)。随着硝酸钠浓度增加,叶绿素含量和总脂含量呈现先上升后下降的趋势。在硝酸钠浓度为3.52mM时,球等鞭金藻H24的叶绿素含量和总脂含量达到最大值。棕鞭藻H32在硝酸钠浓度为3.52mM和7.04mM时,叶绿素含量和总脂含量显著高于其它处理组,但两者间未达到显著性差异。硝酸钠浓度为0mM时,2株海洋金藻的16:0含量、SFA和MUFA总含量达最大值,20:5(n-3)和PUFA含量达最小值。 钨酸钠可以抑制硝酸还原酶活性,限制对氮的吸收。本研究结果表明,钨酸钠浓度对球等鞭金藻}t24和棕鞭藻H32叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成均有显著影响(P＜0.05)。随着钨酸钠浓度增加总脂含量呈现先上升后下降的趋势。钨酸钠浓度为5mM时,球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32总脂含量达到最大值。钨酸钠浓度为5mM时,球等鞭金藻H24中16:1(n-7)、SFA和MUFA含量最高,22:6(n-3)和PUFA含量最低;14:0和18:1(n-9)在钨酸钠浓度为8mM时含量达最大值。钨酸钠浓度为5mM时,棕鞭藻.H32中16:0、16:1(n-7)和SFA含量最高,14:0和22:6(n-3冶量最低;钨酸钠浓度为8mM时MUFA和18:1(n-9)含量最高,16:1(n-7)、20:5(n-3)和PUFA含量最低。加入钨酸钠,2株金藻细胞内脂肪酸的饱和程度增加,不饱和脂肪酸含量下降。 IAA和2,4-D均属于植物生长调节物质,能够促进单胞藻类生长,缩短生长周期,提高生物量。实验结果表明,IAA和2,4-D对球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成均有显著影响。促进球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32生长最佳IAA浓度分别为0.1mg/L和0.25mg/L,总脂含量最高的IAA浓度分别为0.1mg/L和0.5mg/L。IAA浓度分别为1mg/L时,球等鞭金藻H24中16:0、16:1(n-7)、SFA和MUFA总含量最高,14:0、22:6(n-3)和PUFA含量最低;14:0和SFA在IAA浓度分别为0.5mg/L耐含量达最大值。IAA浓度分别为0.1mg/L时,棕鞭藻H32中SFA含量达最大值;IAA浓度分别为0mg/L,时,18:1(n-9)和MUFA含量最高,PUFA含量最低。促进球等鞭金藻H24和棕鞭藻H32生长最佳2,4-D浓度分别为0.25mg/L和0.5mg/L,总脂含量最大值的2,4-D浓度分别为0.1mg/L(但与0.25mg/L处理组未达到显著性差异)和0.25mg/L。2,4.D浓度为0.1mg/L时,球等鞭金藻H24.中SFA含量最高,18:1(n-9)、20:5(n-3)和MUFA含量最低;在2,4-D浓度为0.5mg/L时,16:1(n-7)、18:1(n-9)、20:5(n-3)和MIJFA含量达最大值,PUFA含量达最小值。2,4-D浓度分别为0.25mg/L时,棕鞭藻H32 SFA和MUFA总含量最高,22:6(n-3)和PUFA含量最低。IAA和2,4-D对2株金藻的脂肪酸合成没有明显的促进作用,高浓度IAA和2,4-D抑制了其的生长。 最后,本研究认为,既能增加生物量和光能转化效率,又能提高微藻总脂含量,技术研究路线如下:选择最佳营养盐浓度和氮源后,在生长初期添加合适浓度的IAA或2,4-D培养至指数生长末期(大概7-9天),达到一定生物量,加入钨酸钠进行限氮处理,微藻油脂可以大量积累。此法操作快速简便,省时省力,成本低,可为微藻大规模培养提取有用物质提供技术和数据参考。
海洋金藻;球等鞭金藻;棕鞭藻;生物化学方法;叶绿素荧光动力学
中国海洋大学
硕士
水生生物学
梁英
2012
中文
Q949.26
98
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）