雨生紅球藻的基礎生物學和誘變育種研究.pdf

1、雨生紅球藻因富含蝦青素而受到國內(nèi)外微藻工作者的廣泛關注，蝦青素是一種次生類胡蘿卜素，因具有超強抗氧化性和良好的著色效果在保健品工業(yè)和飼料工業(yè)上廣泛使用，具有廣闊的市場前景。雨生紅球藻是自然界天然蝦青素含量最高的生物，國內(nèi)外學者對其展開研究已經(jīng)有幾十年的歷史，但是大多都集中在基礎生物學研究和蝦青素積累機理研究上，雨生紅球藻生產(chǎn)開發(fā)中遇到的生長較慢和細胞壁厚導致蝦青素提取成本增加等問題卻一直沒有解決。誘變育種是一種需要儀器設備簡單、操作方便

2、、低成本、高效率的種質(zhì)改良方法，現(xiàn)有資料表明藻類較易發(fā)生突變，而且突變體具有良好的遺傳穩(wěn)定性，因此本題擬用誘變育種的手段，誘變、篩選出生長較快、細胞壁薄、蝦青素含量較高的突變藻株并投入生產(chǎn)，這對實現(xiàn)雨生紅球藻的產(chǎn)業(yè)化，搶占國際市場具有重要意義。 本文首先用一系列單因子試驗和正交試驗研究了雨生紅球藻的適宜培養(yǎng)條件，經(jīng)正交試驗證明，雨生紅球藻培養(yǎng)的適宜條件應為：KNO3 300mg/L，KH2PO4 20 mg/L~40mg/L，F(xiàn)

3、eSO4·7H2O 0.5mg/L，NaHCO3 200mg/L，MnSO4 0.25mg/L，EDTA-Na2 10mg/L，VB1 6×10-3 mg/L，VB12 5×10-2μg/L ；最適培養(yǎng)溫度30℃，最適光照7000lx 。 關于環(huán)境條件對雨生紅球藻中蝦青素積累調(diào)控究竟有何影響這一問題，目前國內(nèi)外學者的眾多研究結果相差較大，作者將可能影響雨生紅球藻蝦青素積累調(diào)控的因子以及爭議的焦點因素等都考慮在內(nèi)，設置了7因素2

4、水平的正交表，試驗結果表明：為取得最高藻液或者細胞蝦青素含量應該選用水平是30℃，KH2PO4 10 mg/L，F(xiàn)eSO4·7H2O 2.5 mg/L，7000lx，KNO3 100 mg/L，CH3COONa 2 mmol/L，H2O2 0 mmol/L。 在用紫外線、亞硝基胍、迭氮鈉、γ射線和X射線對雨生紅球藻進行誘變處理后發(fā)現(xiàn)，各種處理對雨生紅球藻都有致死效應，而且隨著處理劑量的增加致死效應加強；紫外線、亞硝基胍和迭氮鈉處

5、理都能夠刺激雨生紅球藻細胞中蝦青素積累；紫外線和亞硝基胍處理能夠使紅球藻細胞SOD和POD活性升高，但對CAT活性沒有明顯影響；迭氮鈉處理抑制了紅球藻細胞中SOD和CAT活性，使POD活性升高；紫外線、亞硝基胍、迭氮鈉、γ射線和X射線處理都能使細胞超微結構不同程度的受到損傷。 同時采用二苯胺篩選、Fe2+/Vc羥自由基誘生系統(tǒng)篩選、H2O2的篩選、高光誘導篩選等幾種篩選方法對不同誘變處理存活藻株進行了篩選，對具有生長較快或者蝦青

6、素含量較高等優(yōu)良性狀之一的突變株進行遺傳穩(wěn)定性試驗，最后篩選出4株蝦青素含量較高突變株H-Z2a、H-Z2b、H-Z2c和H-Z3，這幾株突變株都是通過高光誘導法篩選，證實了高光誘導篩選法在篩選雨生紅球藻突變株時切實可行；通過二苯胺對雨生紅球藻各突變株的影響試驗發(fā)現(xiàn)，二苯胺有篩選出雨生紅球藻蝦青素高產(chǎn)株的可能性，但是本次試驗通過二苯胺并未篩選到突變株。 迭氮鈉和亞硝基胍誘變處理組中都沒有篩選到有優(yōu)良性狀的突變株，暗示化學誘變可能