三株優(yōu)良藻株的分離鑒定、培養(yǎng)條件改造及PEPC酶的初步研究.pdf

1、微藻是能夠利用光能進(jìn)行光合作用的微生物,它能吸收CO2合成自身生長(zhǎng)所需要的物質(zhì),普遍具有生長(zhǎng)周期短、易培養(yǎng)、生物量高等特點(diǎn),而且許多微藻含油量高、還富含蝦青素等次級(jí)代謝產(chǎn)物。所以在能源領(lǐng)域,微藻生物柴油被視為可替代化石燃料的新能源;在醫(yī)療保健領(lǐng)域,從藻細(xì)胞內(nèi)提取多不飽和脂肪酸及高附加值色素等已成為開發(fā)熱點(diǎn)。因而,微藻產(chǎn)業(yè)被世界廣泛關(guān)注、研究。
　　本文通過對(duì)內(nèi)蒙古烏梁素海淡水水體及天津塘沽東疆港海水水體進(jìn)行大量篩選,獲得三株優(yōu)勢(shì)藻

2、株,并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、培養(yǎng)條件改造以及分子生物學(xué)鑒定,并對(duì)微擬球藻油脂代謝過程中關(guān)鍵酶PEPC進(jìn)行初步研究,主要研究結(jié)果如下:
　　1、成功篩選得到三株優(yōu)勢(shì)藻株XJ307、XJ308、XJ309,其生物量分別為細(xì)胞干重1.2g/L、0.86g/L、0.48g/L,含油量分別為50.3％、34.6%和40.5%。XJ307藻株為淡水藻株,含高附加值多不飽和脂肪酸AA和EPA,含量分別占總油脂的0.52%和5.12%,XJ308為產(chǎn)蝦青

3、素海水藻株,蝦青素含量為0.43%細(xì)胞干重,XJ309為海水藻株,脂肪酸成分主要以C16和C18系為主,極少含長(zhǎng)鏈脂肪酸組分。三株藻種性狀均適合作為制備生物柴油原料。
　　2、通過光學(xué)顯微鏡及電鏡觀察形態(tài),XJ307為單細(xì)胞微藻,中部膨大,末端較尖,兩個(gè)色素體對(duì)稱分布;XJ308、XJ309以單細(xì)胞形式存在,為球形藻,細(xì)胞為綠色,無鞭毛;其中XJ308在前期培養(yǎng)藻細(xì)胞為綠色,在后期受脅迫后藻細(xì)胞逐漸變紅,葉綠體片層明顯。利用18S

4、rDNA在進(jìn)化上的保守性,對(duì)XJ307、XJ308和XJ309進(jìn)行18SrDNA序列擴(kuò)增,通過測(cè)序后構(gòu)建進(jìn)化樹分析,命名XJ307為菱形藻屬,Nitzschiasp.XJ307;XJ308為柵藻屬,Scenedesmussp.XJ308;XJ309為綠藻屬,Chlorococcumsp.XJ309。
　　3、柱式培養(yǎng)條件下,以f/2培養(yǎng)基為基礎(chǔ),對(duì)XJ308、XJ309進(jìn)行氮源濃度改造。NaNO3濃度為0.6g/L時(shí),藻株XJ30

5、8可實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)最大化,油脂產(chǎn)率為100.27mg/L/day,蝦青素產(chǎn)量為19.61mg/L。NaNO3濃度為0.1g/L時(shí),XJ309油脂產(chǎn)率最大達(dá)22.74mg/L/day。開放式培養(yǎng)150L跑道池培養(yǎng)條件下,f/2作培養(yǎng)基,XJ309生物量低。改造NaNO3初始濃度為750mg/L的海水BG11作為培養(yǎng)基,XJ309生物量最高達(dá)到2g/L,油脂含量經(jīng)積累可達(dá)25.43%,產(chǎn)率可達(dá)到干重達(dá)到21.68g/m2/day。并構(gòu)建了基于

6、開放式跑道池光照強(qiáng)度、溫度及NaNO3消耗與微藻生長(zhǎng)之間的數(shù)學(xué)模型,在一定程度上揭示了微藻生長(zhǎng)與光照強(qiáng)度、溫度及NaNO3消耗之間的內(nèi)在關(guān)系。
　　4、利用尼羅紅快速檢測(cè)油脂含量,在不同NaNO3濃度條件下測(cè)得油脂含量明顯差異時(shí),提取測(cè)定PEPC酶活。微擬球藻在NaNO3濃度30mg/L時(shí),油脂含量為1306.9mg/L,PEPC酶活為13.73U/mL;75mg/L條件下油脂含量為1182.0mg/L,PEPC酶活為14.91U