氮源对转基因小球藻异养生长及兔防御素表达的影响

在250 ml摇瓶中研究了氮源对转兔防御素(NP-1)基因小球藻的异养生长和NP-1表达的影响,结果表明,转NP-1基因小球藻异养培养的最适氮源为硝酸钾和酵母粉,二者的最佳浓度分别为0.9和9 g/L,藻细胞密度达5.11 g/L,是不添加硝酸钾时细胞密度的1.55倍,而NP-1表达量基本不变. 5 L生物反应器分批培养结果表明,转NP-1基因小球藻在含有硝酸钾和酵母粉两种混合氮源的培养基中培养时,硝酸钾被快速消耗而有机氮源充足,藻细胞内的叶绿素和蛋白质含量下降,但NP-1表达量基本不变.     

有机碳源对异养小球藻生长、蛋白质和叶绿素含量的影响

研究了分别以葡萄糖、蔗糖和乙酸钠为唯一有机碳源异养养殖小球藻的生长、蛋白质和叶绿素合成。葡萄糖和乙酸钠培养的小球藻都出现了高浓度抑制生长的现象,小球藻在葡萄糖和乙酸钠中的最适生长浓度分别为25 g/L和35g/L,最大OD_(680)为5.45和1.93。但是小球藻的生物量随蔗糖浓度增大而增大,当蔗糖浓度为45g/L时出现了最大OD6_(80) 8.13。乙酸钠、蔗糖、葡萄糖培养42小时的小球藻的蛋白质含量分别为18%、15 %和14%,叶绿素含量分别为:17、10、8 mg/g。综合考虑小球藻生长、蛋白质及叶绿素合成,25 g/L葡萄糖是小球藻异养的最适有机碳源。     

大规模异养发酵培养小球藻USTB-01研究

采用异养小球藻USTB-01,分别在50、500 L和5 000 L发酵罐逐级放大进行异养发酵培养的优化控制研究.结果表明,随着小球藻异养培养过程中生物量的增大,按照3个不同阶段逐渐加大葡萄糖和硝酸钾(C/N质量比为20:1)分别作为碳源和氮源的流加量.可以大幅度提高小球藻USTB-O1的生长速度.72 h内,分别在50、500 L和5 000 L发酵罐进行异养发酵培养小球藻USTB-01过程中,都获得了质量浓度40 g/L以上的藻细胞干重,在培养物中保持低浓度的葡萄糖和硝酸钾在支持小球藻快速生长方面发挥了重要作用.无论在培养规模,还是在最终培养获得的藻生物量上,均取得了非常重要的研究进展.     

转光膜在雨生红球藻养殖上的应用

通过对雨生红球藻在不同光质条件下生长的比较,确定了红色光有利于藻生长,进而用2.5 L气升式光照反应器在转光膜及普通PE膜下培养藻进行对比,结果显示雨生红球藻生物量、色素、光合活性等几项生物指标在转光膜条件下明显高于普通PE膜. 在气升式反应器内培养的藻细胞,接种9 d,虾青素含量可达3.57 mg/L,叶绿素浓度达到12.42 mg/L,干重提高8.8%以上.     

用于微藻培养的气升式光生物反应器

基于微藻光自养培养特性 ,构建了具有较大面积体积比的 15 L内外光源相结合的气升式光生物反应器 ,考察了两种不同形态藻细胞培养体系中 ,光强随细胞浓度及光程距离衰减的规律 ,得到了描述光衰减的数学关系式 ,即在鱼腥藻 712 0培养体系中为 I=I0 exp[- (0 .0 131+0 .987OD750 )·L],在聚球藻 70 0 2培养体系中为 I=I0 exp[- (- 0 .0 2 39+0 .0 777OD750 )·L],并据此对培养过程中光强沿反应器径向的动态分布情况进行了估算。在该反应器中进行了鱼腥藻 712 0和聚球藻 70 0 2两种蓝藻的光自养培养 ,藻细胞培养终密度分别达到 1.5 3g/ L和 3.4g/ L ,体积产率分别为 0 .31g L-1d-1和 0 .5 7g L-1d-1,说明该反应器适合于微藻的高密度培养     

盐藻在气升式光生物反应器中的光自养培养

在气升式光生物反应器中进行了盐藻培养特性的研究，确定了盐藻在2.5 L气升式光生物反应器中培养的适宜条件为：温度30℃，光强1.6 mW/cm2，盐浓度16%，通气量20 ml/min. 扩大到20 L反应器培养盐藻生长良好. 采用气升式光反应器培养盐藻生长快，周期短，4~7 d后即可进入稳定期；最终细胞密度大，最大为1.6?106 cells/ml；藻液中胡萝卜素含量高，最高含量32 mg/L.实验表明气升式光生物反应器适合于盐藻的培养.     

异养条件下双酚基丙烷对小球藻生长特性的影响

在1 g/L葡萄糖和BPA共同异养培养普通小球藻的情况下,考察了BPA对小球藻生长特性影响和小球藻对BPA的去除效果。结果表明,在BPA浓度10 mg/L时,可促进小球藻的异养生长,而BPA浓度大于10 mg/L时,则表现为抑制作用;单位量普通小球藻对BPA的去除速率(比去除率)与BPA浓度呈正相关关系。因此当BPA浓度为50 mg/L、培养时间为24~48 h时,BPA的最大比去除速率为3.51×10~(-7)mg/(cell·h)。普通小球藻在不同浓度BPA与1 g/L葡萄糖混合培养条件下,其生长动力学中最大比生长速率μ_(max)、最大生物量B_f值皆随BPA浓度的增加呈现先增后减的变化趋势。     

亚铁离子对异养小球藻生长、蛋白质和叶绿素合成的影响

本研究通过分析添加不同浓度的硫酸亚铁和氯化亚铁条件下异养小球藻生长、蛋白质和叶绿素合成揭示亚铁离子对小球藻异养生长及营养成分的影响。适量硫酸亚铁和氯化亚铁可显著促进小球藻的生长,60μmol/L硫酸亚铁和40μmol/L氯化亚铁对小球藻生长的促进作用最佳。适量硫酸亚铁和氯化亚铁可以显著促进异养小球藻细胞的蛋白质及叶绿素合成,硫酸亚铁的促进效果优于氯化亚铁,60μmol/L硫酸亚铁对蛋白质及叶绿素合成的促进效果最佳。综合考虑亚铁离子对异养小球藻生长、蛋白质及叶绿素合成的影响,确定60μmol/L硫酸亚铁为最适添加量。     

培养基营养调控对小球藻Chlorella protothecoides胞内生化成分积累的影响

目的研究调控异养培养基中碳源和氮源浓度对小球藻Chlorella protothecoides(C.protothecoides)胞内生化成分积累的影响。方法分别以葡萄糖为碳源(尿素初始浓度为3 g/L,葡萄糖浓度分别为10、20、30、40、50 g/L)、尿素为氮源(葡萄糖初始浓度为30 g/L,尿素浓度分别为3.00、0.00、0.15、0.30、0.45、0.60 g/L),避光培养小球藻细胞,收集藻液,制备冻干藻粉。采用傅里叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscgy,FTIR)测定小球藻胞内蛋白质、油脂和碳水化合物的变化。结果当培养基葡萄糖浓度为30 g/L,尿素浓度为3 g/L时,蛋白质吸收峰强度最大,相对含量较高,碳水化合物次之,油脂含量最低;与氮充足(3.00 g/L)条件下相比,氮缺失(0.00 g/L)条件下,蛋白质吸收峰强度骤然降低43.22%,油脂增高1.41倍,碳水化合物提高6.04%。结论培养基中不同碳、氮水平可实现胞内不同大分子组分(油脂、蛋白质和碳水化合物)产量的调控,满足不同层次的工业需求。     

小球藻在内光源气升式反应器中的培养工艺优化

为探索小球藻在内光源气升式光生物反应器中的培养工艺,本文采用自行设计的50L内光源气升式反应器为实验装置,以藻细胞密度为考察指标,采用单因素法分别考察了内置光源波长、光源强度、光暗周期以及二氧化碳供应量对小球藻生长的影响。在此基础上,利用响应面设计法对工艺条件进行了优化,优化结果为：反应器内置光源为红蓝光,光照强度9615lux,光暗周期17.5h：6.5h,二氧化碳通气量为30L/h。在该优化条件下,进行3次验证实验,经15天培养,小球藻的收获藻细胞密度均值为5.48×10⁷ cells/mL,与预测值5.5×10⁷ cells/mL相近。收获小球藻干重为1.21g/L,相较优化前提高了157%。该结果为内光源气升式反应器在微藻培养的应用提供了重要的参考。     

小球藻对海水冲厕污水的净化作用及其产油性能研究

以海水冲厕污水作为培养液培养小球藻(Chlorella vulgaris),研究了小球藻的生长及其对海水冲厕污水中氮、磷和有机物的净化作用,并对小球藻细胞总脂含量和脂肪酸组成进行了分析。结果表明:小球藻在以海水冲厕污水作为培养液时,其生长速率和生物量与在BG11培养液中生长时相比明显较低;小球藻能够有效吸收海水冲厕污水中的氮、磷,12d时对氨氮和总磷的去除率分别达到87.9%和98.2%;采用海水冲厕污水培养出的小球藻细胞总脂含量达到33.03%,其脂肪酸组成与采用BG11培养的相比略有变化,总体以C16和C18为主,符合作为生物柴油生产原料的要求。     

不同碳氮组合对小球藻异养培养油脂积累的影响

目的探讨不同碳氮组合对小球藻Chlorella pro tothecoides CS-41异养培养油脂积累的影响。方法以不同浓度葡萄糖为碳源,尿素为氮源,异养培养小球藻,采用干重法测定小球藻生物量,氯仿/甲醇法提取总脂,并采用GC-MS分析脂肪酸含量。结果小球藻最佳生长条件的碳氮组合配比为葡萄糖浓度40g/L,尿素浓度3g/L,此时小球藻生物量达最高,为9.1g/L,脂肪酸产率最大,为1.26g/L;总脂含量最高,为4.38g/L。结论获得了碳氮最佳配比,使小球藻脂肪酸含量提高到1.26g/L,为发酵扩大化培养小球藻制备生物柴油奠定了基础。     

藏红花胚性愈伤组织的发生及其调控

为提高藏红花胚性愈伤组织的繁殖系数和出芽率,促进其生长和分化,以建立藏红花离体快繁体系,解决藏红花资源短缺问题,研究了藏红花胚性愈伤组织的发生及其调控. 结果表明,获得的藏红花球茎1细胞系具有良好的胚性愈伤组织发生能力. 胚性愈伤组织生长的优化条件为：在添加3.0 mg/L 6-BA, 0.25 mg/L NAA和400 mg/L CH的B5固体培养基上,22℃下全时暗培养25 d,繁殖系数达到9 g/g. 胚性愈伤组织出芽的优化条件为：在添加3.0 mg/L 6-BA, 0.25 mg/L NAA和400 mg/L CH的1/2 B5固体培养基上,在22℃及光照强度31.74 mmol/(m2×s)条件下,每天光照10 h,暗培养14 h,培养45 d出芽率达到44.7%,高于国外报道的20%.     

小球藻吸附水体中Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的试验研究

为了研究小球藻藻体吸附水体中Cd2+、Pb2+和Cu2+的情况,在检测了典型电子垃圾处理区水体中重金属Cd、Pb和Cu浓度的基础上,采用冷冻干燥的小球藻藻体在模拟重金属离子溶液中进行吸附试验。结果表明,水体中重金属Cu的浓度较高,Cd和Pb的污染程度较严重。藻体对于Pb2+的去除效果较好,去除率和去除量分别达到88.42%和13.262 4 mg/g;Cu2+的去除率较低,但去除量高达17.480 6 mg/g;Cd2+去除率较高,但去除量仅有0.433 7 mg/g。     

肠道病毒71型在Cellspin系统中无血清微载体培养工艺的建立

目的建立肠道病毒71型(Enterovirus71,EV71)在Cellspin系统中无血清微载体培养工艺,为生物反应器培养EV71工艺的建立奠定基础。方法在Cellspin培养系统中对Vero细胞进行微载体培养,考察不同种类培养基MEM、DMEM/F12、VP-SFM、Opti-SFM、Opti-pro、MD505-199及不同微载体浓度3、5、10 g/L对细胞密度的影响。分别以MOI为0.2及2.0接种EV71至Vero细胞,考察病毒接种量对病毒增殖的影响。分别按培养上清、微载体洗脱液模式收毒,比较不同组分中EV71的抗原含量及TCID50。结果采用5 g/L微载体、VP-SFM培养基时,Vero细胞的密度达4.40×106个/ml;按MOI为2.0染毒,72 h后即可收毒,较MOI为0.2的收毒时间早48 h,按MOI为0.2染毒,收获液上清中的抗原含量达193.5 U/ml,病毒滴度达8.43 Log10TCID50/ml;按上清加洗脱液模式收毒,抗原含量可达573 U/ml。结论成功建立了无血清微载体培养Vero细胞生产EV71的方法,为生物反应器培养EV71工艺的建立奠定了基础。     

小球藻在蔗渣酶解液中的异养生长及其脂肪酸生成

在高温液态水处理的甘蔗渣酶解过程中添加Tween80可使聚糖转化率提高11.4%。根据蔗渣酶解液中糖的种类及含量,用葡萄糖、木糖和纤维二糖标准品模拟蔗渣酶解液组成配制成相应的混合糖培养基,同时配制仅含葡萄糖的培养基,在有、无Tween80和BG11(Blue-Green 11)的条件下,考察小球藻在不同培养基中的异养生长及脂肪酸生成。结果显示Tween80对小球藻的生长具有抑制作用,纤维二糖也会影响小球藻的生长;小球藻在添加BG11的葡萄糖培养基中的生物量最高,为1.97 g·L^-1,在添加BG11的蔗渣酶解液中的生物量高出未添加BG11的2倍,在含有Tween80和BG11的蔗渣酶解液中的总脂肪酸含量最高,达到6.90%,在所有培养基中产生的脂肪酸以C_16:0、C_18:1、C_18:3、C_20:1和C_20:4为主;培养基组成优化可进一步提高微藻生物量和油脂产量。     

基于发酵动力学模型的小球藻高密度发酵培养

构建了50 L发酵罐小球藻分批培养动力学模型,采用补料策略高密度发酵培养小球藻,考察了补料发酵过程中碳源的利用情况,采用实时荧光定量PCR技术分析了蛋白质合成关键酶二氨基庚二酸异构酶(dapF)、柠檬酸合成酶(CS)和葡萄糖?6-磷酸脱氢酶(G6PDH)的基因表达情况. 结果表明,小球藻经补料培养120 h,细胞生物量达106.65 g/L,平均生长速率为0.89 g/(L?h),葡萄糖的细胞得率为0.56 g/g,发酵过程中葡萄糖和尿素浓度对小球藻的dspF, CS和G6PDH基因表达量有重要影响.     

半胱氨酸添加与溶氧控制及pH胁迫相结合促进产朊假丝酵母合成谷胱甘肽

采用产朊假丝酵母,在细胞高密度培养基础上,考察了半胱氨酸添加与溶氧控制及低pH胁迫对谷胱甘肽(GSH)合成的影响. 结果表明,细胞高密度培养结束时(45 h),一次性添加50 mmol/L半胱氨酸,第60 h时GSH产量达1534 mg/L. 添加半胱氨酸后的3 h内溶氧控制在5%,之后的12 h将溶氧控制在20%,可减少半胱氨酸添加量,而GSH产量却提高13%. 将30 mmol/L半胱氨酸分2次添加并与pH胁迫和溶氧控制相组合,发酵结束时(78 h),GSH终产量达1936 mg/L.     

利用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水的研究

用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水,实现废水无害化利用。在微型鼓泡式光反应器中,(25±1)℃,pH(6.5±0.5),0.1 vvm空气流速,4 000 lux,16 h:8 h光暗比条件下,分别考察小球藻在体积分数为20%、40%、60%、80%及100%的氨基酸废水中培养生物量变化及TN、TP、COD的去除率。结果表明,体积分数40%氨基酸废水处理效果最好,停留时间3～4 d,藻细胞干重、比生长速率和最大生产强度分别为0.731 g/L、0.565 d-1、0.243 g/(L.d);废水中TN、TP及COD的去除率分别为92.0%、98.0%及80.0%,对应去除强度分别为30.7、3.28、133.3mg/(L.d)。利用小球藻可以较彻底的去除氨基酸废水中氮、磷及COD等营养,达到污水处理效果。