藻菌共培養(yǎng)對萊茵衣藻產氫的影響.pdf

1、萊茵衣藻(Chlamydmonsreinhardtii)因為其氫化酶活性高、培養(yǎng)容易、生長速度快、遺傳學背景清晰和轉化容易等原因被選為生物制氫研究的模式物種。在無氧條件下，萊茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)中的氫酶(H2ase)能將光合作用過程中產生的H+和e-或細胞內有機物分解產生的H+和e-合成H2，釋放到細胞外，是利用太陽能生產氫氣的理想模式。而且，衣藻的H2ase活性高，被認為是未來清潔能源可持續(xù)生產的

2、重要途徑之一。
　　 但是，衣藻的氫酶活性很容易受氧氣的抑制而失去活性，而氧氣又是光合作用的主要產物，這就導致了衣藻產氫效率低，很大程度上限制了該技術的應用。目前降低衣藻細胞內氧氣含量的方法主要是通過去除TAP培養(yǎng)基中硫元素，抑制光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的放氧活性，減少了光解水產生的氧氣來源，從而提高產氫量。但是該方法同時也抑制了光解水所產生的電子產量，最終仍然導致產氫效率低。因此，要提高衣藻的產氫效率就需要既降低細胞內的氧濃度又要保

3、障電子的供應。
　　 本實驗嘗試通過菌藻共培養(yǎng)的方法，來降低萊茵衣藻細胞內的氧含量，從而提高氫化酶活性，進而提高衣藻的產氫量。
　　 本論文的主要內容及結果如下：
　　 1.通過使用不同的培養(yǎng)基對與萊茵衣藻藻株849共棲的三株細菌進行分離鑒定，16SrDNA系統(tǒng)發(fā)生學分析顯示這三株細菌L2、L3和L4分別為嗜麥芽寡食單胞菌屬(Stenotrophomonas)、微桿菌屬(Microbacterium)和惡臭假單胞

4、菌屬(Pseudomonassp)的細菌。將純化的萊茵衣藻藻株849和上述三株分離菌分別進行共培養(yǎng)，結果表明，L2對萊茵衣藻849的生長有促進作用，L3和L4對萊茵衣藻849的生長無顯著影響。在溫度為25℃和光照強度為60μmol/(m2·s)條件下，萊茵衣藻849濃度為12.5mg葉綠素/L、分離菌濃度為OD600為1時，萊茵衣藻849與細菌L2、L3和L4分別以80:1、200:1和80:1的體積比混合培養(yǎng)，產氫量達到最佳，分別是萊

5、茵衣藻849純培養(yǎng)時產氫量的4.0倍、2.9倍、4.1倍。對共培養(yǎng)體系內氧氣含量的檢測表明呼吸耗氧的增加是藻菌共培養(yǎng)體系產氫量提高的主要原因。本結果為藻菌共培養(yǎng)提高衣藻產氫效率提供了一定的理論依據。
　　 2.通過將慢生大豆根瘤菌和萊茵衣藻野生藻848及轉基因藻lba分別在正常TAP和TAP-S中共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)根瘤菌能顯著提高衣藻產氫量。尤其是對于轉基因藻，與根瘤菌共培養(yǎng)后，不僅產氫量能提高14倍，而且生長提高了26％，遠遠超過了