核誘變改良生物固定煙氣CO2的機(jī)理研究.pdf

1、自然界中許多光合生物的生長(zhǎng)過(guò)程會(huì)吸收 CO2轉(zhuǎn)化為 O2，即生物固碳。在可以進(jìn)行光合作用固定 CO2的生物中，微藻吸收并轉(zhuǎn)化光能的效率很高，具有顯著優(yōu)勢(shì)。本文采用核輻射誘變結(jié)合高濃度 CO2馴化的方法對(duì)螺旋藻進(jìn)行改良，使螺旋藻可以在高達(dá)15％的CO2濃度（燃煤煙氣的CO2濃度）下穩(wěn)定生長(zhǎng)。另外，本文對(duì)生菜種子進(jìn)行核誘變處理，提高誘變生菜種子的固碳生長(zhǎng)速率，從微藻和高等植物兩個(gè)角度對(duì)生物固碳技術(shù)加以研究。
　　本文采用鈷60-γ射線

2、對(duì)螺旋藻進(jìn)行核誘變處理，在核輻射劑量為9000Gy時(shí)，單細(xì)胞體積由39.37μm3提高到42.58μm3，并且細(xì)胞表面變得光滑，分形維數(shù)由1.583降低到1.215。經(jīng)過(guò)核輻照誘變后的螺旋藻糖類含量上升、蛋白質(zhì)含量減少。在空氣中培養(yǎng)4天得到的生物質(zhì)產(chǎn)量比原始藻種提高了310.9%至3.805 g/L。對(duì)螺旋藻突變體的生長(zhǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在12000lux光照強(qiáng)度下7天的平均生長(zhǎng)速率為1.44 g/(L*d)，是6000lux光強(qiáng)下的1

3、.22倍；在CO2通氣濃度為15%的條件下培養(yǎng)螺旋藻突變體時(shí)，培養(yǎng)基中不必添加NaHCO3，只加入0.1mol/L的Na2CO3時(shí)螺旋藻的生長(zhǎng)速率和生物質(zhì)產(chǎn)量更高，分別為0.805g/(L*d)和1.32g/L。
　　為了提高螺旋藻突變體對(duì)15%濃度CO2的適應(yīng)能力，本文采用高濃度CO2梯度馴化的方法對(duì)螺旋藻突變體進(jìn)行優(yōu)化培養(yǎng)。馴化后螺旋藻突變體的細(xì)胞壁孔隙直徑由26.11μm增加到34.81μm，細(xì)胞壁的厚度提高了37.3%（變

4、為80.91nm），細(xì)胞內(nèi)部羧化體面積提高了92.8%（變?yōu)?.841μm3）。在15%濃度的CO2通氣條件下培養(yǎng)7天，最終的生物質(zhì)產(chǎn)量提高了513.2%至4.256g/L。
　　最后，本文采用銫137-γ射線對(duì)生菜種子進(jìn)行核誘變，核輻照劑量為30GY誘變后的生菜種子培養(yǎng)18天后，葉綠體中基粒體積為未輻照生菜的3.44倍。生長(zhǎng)30天后，生物質(zhì)濕重比未輻照生菜提高了22.3%達(dá)到52.24g，其平均固碳速率提高了16.4%達(dá)到25.