褪黑素对雨生红球藻虾青素和油脂合成的影响

以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis) LUGU为对象,研究了高光照联合缺氮条件下,外源添加褪黑素(melatonin,MLT)对H. pluvialis生物量、虾青素积累量、油脂含量以及与虾青素、油脂合成相关酶基因表达量的影响。结果显示:缺氮胁迫、联合高光诱导条件下,外源添加10μmol/L MLT,虾青素积累量显著提高,最大虾青素积累量可达32. 37 mg/g,是对照组的2. 25倍;藻细胞内油脂的含量达到42. 84%,为对照组的1. 21倍。虾青素合成关键酶基因bkt及油脂合成关键酶基因fad的表达量均出现不同程度的上调。此外,研究了外源MLT对细胞内活性氧(ROS)水平的影响以及相关抗氧化酶的活性变化规律。ROS水平受到抑制,虾青素合成相关的抗氧化酶SOD、CAT和POD活性增强。研究表明,在高光照联合缺氮胁迫条件下,外源添加MLT有利于雨生红球藻积累虾青素,为强化虾青素的生物合成提供了理论依据。     

黄腐酸对Haematococcus pluvialis LUGU虾青素积累和lcy基因表达量的影响

雨生红球藻是虾青素的主要来源,为探明黄腐酸(FA)对雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU的影响,将不同质量浓度的FA添加至对数生长期的藻液中置于胁迫条件下培养,并分别对细胞生物量浓度、虾青素积累质量浓度以及番茄红素β-环化酶(lcy)基因表达量进行了测定。结果表明,黄腐酸质量浓度为10 mg/L,藻细胞的生物量产率达到最大80.28 mg/(L·d),比对照组提高5.44%;而虾青素最大质量浓度为20.82 mg/L,是在FA质量浓度为5 mg/L时测得,比对照组提高了86.89%。RT-PCR分析显示,虾青素合成的关键基因lcy的表达受FA的影响,当添加5 mg/L和10 mg/L的黄腐酸时lcy基因最大的表达量分别为对照的1.2倍和0.7倍。实验证明FA诱导下的雨生红球藻虾青素的积累含量和lcy基因表达量呈正相关。     

褪黑素对雨生红球藻虾青素积累和脂肪酸合成的影响

以雨生红球藻H.pluvialis LUGU为对象,研究了不同浓度的褪黑素(MLT)对藻细胞生长、虾青素积累、脂肪酸及脂肪酸合成相关酶活性的影响。结果显示:10μmol/L MLT诱导条件下培养13 d藻细胞中虾青素含量可达26.62 mg/g,是对照组(12.3 mg/g)的2.16倍;培养5 d脂肪酸合成量(15.32%)最大,是对照组的1.24倍,同时提高了虾青素酯含量;MLT诱导条件下,脂肪酸合成关键酶乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)活性升高,而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性降低。研究表明,外源添加适当浓度的MLT不仅可以促进雨生红球藻中虾青素的积累,而且提高了脂肪酸的合成量,改变了脂肪酸组成。     

褪黑素调控缺氮胁迫下单针藻中油脂积累的影响

研究缺氮条件下外源添加褪黑素(melatonin,MT)对单针藻Monoraphidium sp. QLY-1中油脂积累及相关基因表达水平的影响。结果表明,缺氮胁迫联合MT诱导,微藻的生物量比对照组(0. 89 g/L)提高了1. 12倍;油脂含量提高了1. 22倍,且最高可达51. 8%。此外,外源MT上调了rbcL和accD的表达水平及内源信号分子赤霉素(gibberellic acid,GA)的含量,同时下调pepc表达水平并抑制脱落酸(abscisic acid,ABA)的合成。研究表明,在缺氮胁迫条件下,微藻中油脂的大量积累可能与MT调控细胞内信号分子及相关酶基因的表达有关。     

水杨酸诱导对斜生栅藻生长及油脂积累的影响

为缓解化石能源压力,提高生物质能源的使用率,以空气中CO₂作为自养培养斜生栅藻的碳源,添加植物激素水杨酸(SA)诱导斜生栅藻,研究斜生栅藻细胞密度、叶绿素a含量、油脂含量及产率等的变化情况,探讨在SA诱导下斜生栅藻的产脂机制。结果表明：培养16 d, SA对斜生栅藻生长及油脂积累表现出显著促进效果,当SA质量浓度为20 mg/L时,细胞密度最大,为(1.89±0.06)g/L,较对照组提高了34.47%;在实验范围内(SA质量浓度0～40 mg/L),油脂产率与SA质量浓度呈线性正相关;油脂含量及产率均在SA质量浓度为40 mg/L时达到最大,分别为(48.49±7.47)%和(22.35±3.77)mg/(L·d),较对照组分别提高了72.85%和1.43倍;SA对斜生栅藻细胞官能团中的酯基、羧基、磷酸基团等产生了影响;同时,在SA诱导下斜生栅藻的油脂代谢途径与叶绿素、酶、抗逆性等因素有关。综上,SA既提高了斜生栅藻的生物量,又促进了其光合作用和储能物质转化,提高了油脂产率。     

外源褪黑素对缺氮胁迫下单针藻Monoraphidium sp. QLY-1中油脂合成的影响

以单针藻Monoraphidium sp. QLY-1为研究对象,研究了外源褪黑素(MT)对缺氮条件下单针藻生物量、油脂含量、碳水化合物及蛋白质含量、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量以及3种主要抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的影响。结果表明:在外源MT的处理下,藻细胞中油脂含量是对照组的1. 22倍,最高达到51. 38%;蛋白质和碳水化合物含量分别从20. 82%和37. 69%下降到14. 73%和25. 24%;此外,MT的添加降低了藻细胞内ROS和MDA的含量,上调了3种抗氧化酶活性,从而缓解了藻细胞在缺氮条件下导致的氧化性损伤。说明外源MT在缺氮条件下进一步促进单针藻中油脂的积累与调控ROS含量以及抗氧化酶活性有关,为提高微藻中油脂的合成提供了一种新的策略。     

硝态氮对Nannochloropsis oculata生长及合成胞内组分的影响

研究了硝态氮对Nannochloropsis oculata C170细胞生长及胞内组分合成的影响。以硝酸钠为氮源考察不同氮浓度下藻细胞生长、氮消耗及油脂含量变化,并在此基础上分析氮限制处理时油脂、总糖及蛋白等胞内组分合成差异。结果表明:N.oculata C170在42.5mg/L氮浓度时生长最佳,其生物量、比生长速率及产率最高,分别为0.59g/L、0.275d-1和50.98mg/(L·d)。油脂含量与氮浓度呈明显负相关,氮浓度为12.5mg/L时,油脂含量和产率最高,分别为29.17%和11.40mg/(L·d)。而胞内多不饱和脂肪酸比例随着氮浓度的升高显著增加,其中EPA含量由8.06%升高到18.76%。此外藻细胞在限氮培养时,其油脂含量增加至23.07%,为最初含量的2.8倍,同时总糖含量升高了76%左右,叶绿素a和蛋白含量则分别下降了大约29%和24%。高浓度硝态氮有利于N.oculata C170细胞生长及胞内EPA积累,低浓度硝态氮诱导藻细胞油脂积累并与糖类合成、色素和蛋白降解相关联。     

叔丁基对羟基茴香醚对雨生红球藻虾青素积累和psy基因表达量的影响

研究胁迫培养条件下,在对数生长期的雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU藻液中添加不同质量浓度叔丁基对羟基茴香醚(butyl hydroxyanisole,BHA)对其影响,并分别对细胞生物量、虾青素积累量以及八番茄红素合成酶psy基因表达量进行了测定。结果表明,BHA质量浓度为2 mg/L时,虾青素积累量显著提高,最大含量可达29.03 mg/g,是对照组(14.30 mg/g)的2.03倍。而在相同的BHA诱导条件下,初始藻细胞的不同生长状态对细胞生长及虾青素合成也有很大影响:处于对数后期(14 d)的细胞其最大虾青素含量可达29.3 mg/g,分别是对数前期、中期和稳定期的2.93、1.01倍和1.73倍。实时荧光定量聚合酶链式反应分析显示,虾青素合成关键基因psy的表达受BHA的影响,当对数后期(14 d)添加2 mg/L BHA时,psy基因相对表达水平为对照9.2倍。结果表明,适当质量浓度BHA不仅能够显著提高虾青素合成关键酶基因psy的表达水平,并且明显促进了微藻细胞内虾青素积累量,为虾青素产业化提供了一种有效的策略。     

甜菜碱对单针藻Monoraphidium sp.QLY-1油脂积累的影响

为提高单针藻Monoraphidium sp.QLY-1的生物量和油脂产量,本文结合两阶段策略,即异养-光诱导培养方法,研究甜菜碱(GB)对单针藻QLY-1生长和油脂积累的影响。结果表明,异养、自养的微藻生物量分别为(5.54±0.22)、(0.878±0.12)g/L,且异养比自养提高了5.3倍。此外,在光胁迫下,添加5 mmol/L甜菜碱时可有效提高微藻的油脂含量,其油脂含量(47.37%±2.93%)相比对照(36.68%±1.34%)提高了0.29倍(p0.05)。进一步的研究表明,与对照相比,添加5 mmol/L甜菜碱时,藻细胞中性脂增加了12.83%±0.75%,对藻细胞内脂肪酸组成无显著性影响。研究表明,甜菜碱作为一种外源诱导子可有效促进微藻细胞中油脂积累,甜菜碱结合两阶段法可作为促进微藻细胞油脂积累的另一策略。     

茴香醚对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis LUGU)虾青素积累的影响

利用不同诱导条件促进雨生红球藻Haematococcus pluvialis积累虾青素已成为虾青素生产和研究的热点。实验研究了不同质量浓度的茴香醚(BHA)对胁迫培养条件下雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU生长和虾青素积累的影响。结果表明,2 mg/L的BHA能够显著提高虾青素的含量,最大含量可达29.03 mg/g,比对照组(14.30 mg/g)提高到2.03倍。而在相同的茴香醚诱导条件下,初始藻细胞的不同生长状态对细胞的生长及虾青素的合成也有很大的影响:处于对数生长期后期(14 d)的细胞更有利于虾青素的积累,其最大虾青素含量达到29.3 mg/g,分别比前期、中期和稳定期提高到2.9、1.01和1.72倍。实验表明茴香醚是虾青素诱导的有效诱导子,本研究也可为两阶段法诱导生产虾青素提供依据。     

两步培养法提高栅藻的生物量及油脂含量

采用两步法培养栅藻,即在低光强-含氮条件下,培养栅藻至稳定期积累生物量,然后将栅藻转移至高光强-缺氮培养基中积累油脂。结果表明:在低光强-含氮培养基BG11(+N)条件下,适宜栅藻生长的低光强为2 000~2 400 lx,培养期为10 d;转高光强-缺氮培养基BG11(-N)条件下培养,适宜栅藻积累油脂的高光强为6 000~6 500 lx,培养期为6 d。利用两步法培养栅藻,其生物量可达(0.957±0.126)g/L,油脂含量可达(23.35±0.2)%。两步法培养栅藻的生物量和油脂含量分别比常规单步法培养(10 d)的提高了35.74%和近1倍。     

胺鲜酯提高雨生红球藻(Haematococcus pluvialis LUGU)虾青素含量的作用

探究添加不同浓度的胺鲜酯(diethyl aminoethyl hexanoate,DA-6)在雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU培养过程中对生物量、虾青素含量、活性氧(ROS)水平以及叶绿素浓度的作用。结果表明,0.1 mmol/L DA-6可以略微增加生物量(0.52 g/L),但相对于同一天对照组,可以显著(p0.05)提高虾青素含量,最大含量可达24.94 mg/g,是对照组(16.43 mg/g)的1.52倍,此时藻细胞内ROS水平以及叶绿素浓度相比于对照组均出现了降低。研究表明,DA-6诱导可以促进虾青素含量的提高,这为虾青素产业化生产提供了一种有效的策略。     

黑曲霉诱导子促进青钱柳悬浮细胞合成三萜

目的:研究黑曲霉真菌诱导子对青钱柳悬浮培养细胞合成三萜的影响。方法:采用植物细胞培养技术,建立稳定的青钱柳细胞悬浮培养体系,以外源黑曲霉诱导子刺激细胞合成三萜,分析诱导子浓度、添加时间及持续作用时间对细胞生长和三萜合成的影响。结果:在稳定期初期(第6天)添加50~300μg/m L的黑曲霉诱导子对细胞生长基本没有影响,但都能刺激细胞合成三萜,200μg/m L的刺激效果最好;在细胞生长周期的不同时间点添加200μg/m L的诱导子,对细胞生长和三萜合成的促进效果不一样,第0天(即接种时)添加对细胞生长的抑制作用最大,对数期中期(第4天)添加时细胞生物量比对照组降低了7.83%,但三萜含量却提高到对照组的9.10倍,对数期中期添加促进三萜合成效果最好;添加诱导子作用3 d后收获细胞,三萜含量和产量均达到最高,分别是对照组的10.79倍和10.21倍。结论:黑曲霉诱导子能够有效地促进青钱柳悬浮细胞合成三萜。     

产油脂微藻的分离、鉴定及筛选

微藻油脂是生产生物柴油的重要原料,同时也是生产不饱和脂肪酸的原料来源之一。本文以广州市华南理工大学校内东湖为采样点,筛选鉴定湖中存在的微藻并研究其生长和油脂积累特性,旨在筛选出水体中可能存在的富油微藻以便后续研究分析。研究共筛选出6株绿藻,18Sr DNA鉴定显示6株绿藻中DH1、DH2、DH6均属于小球藻属,DH3、DH4、DH5均属于栅藻属,后分析构建了6株微藻进化发育树。通过藻细胞胞内油脂含量测定,表明DH1、DH2与DH6均能较好地积累油脂,尤其是DH2与DH6两株微藻。培养25 d发现其最大生物量(细胞数)分别达到2.14×10~7个/m L和2.74×10~7个/m L,油脂产量分别达到103.89 mg/L和131.69mg/L,藻细胞油脂百分含量均超过30%,表明该两株微藻是潜在的较为理想的产油微藻,可作为生物柴油制备的备用藻种资源。     

培养条件对丝状微藻克里藻生长与亚油酸合成的影响

为开发亚油酸生产新资源,对筛选获得的一株丝状微藻克里藻,考察培养基氮浓度、培养基磷浓度、光强、培养温度和环境pH对其生长、氮消耗、油脂含量和油脂脂肪酸组成的影响。结果表明：培养基氮浓度对克里藻生长没有明显影响,但高氮不利于油脂和不饱和脂肪酸的合成;培养基磷浓度过低会抑制细胞生长,过高对细胞有毒害作用;适当提高光强有利于细胞生长,但对细胞内油脂含量影响不大,低光强培养有利于亚油酸等不饱和脂肪酸的合成;培养温度对克里藻生长与油脂积累影响不大,低温培养有利于亚油酸的合成;环境pH对细胞生长、油脂积累和亚油酸合成影响明显,pH 6.0～7.5的弱酸-中性条件下细胞生长最快,油脂含量更高;控制初始氮浓度3～6 mmol/L、磷浓度0.115～0.230 mmol/L、光强100～300μmol/(m²·s)、培养温度15～30℃、环境pH 7.5左右,克里藻细胞可积累42%左右的油脂,油脂中亚油酸含量在65%～75%。综上,丝状微藻克里藻是一种有潜力的亚油酸生产新资源。     

胁迫条件下褪黑素诱导雨生红球藻虾青素合成

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)在胁迫条件下可大量积累虾青素,已成为天然虾青素的主要来源。通过解析外源褪黑素(Melatonin,MLT)调控雨生红球藻在缺氮联合高光照胁迫条件下的防御效应,以期建立虾青素高效合成的技术体系。结果表明,胁迫条件下外源MLT的诱导显著促进了虾青素的积累,最高质量分数达到32.37 mg/g,较对照组增加了2.25倍。此外,外源MLT提高了胞内NO和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的含量,同时上调了虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平。研究表明,外源MLT诱导高光缺氮胁迫下雨生红球藻中虾青素的高效合成可能与MLT调控藻细胞内的NO、MAPK含量和虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平相关。     

氮、磷源及海盐对微茫藻细胞生长和油脂积累的影响

为研究营养成分对一株淡水富油微茫藻(Micractinium reisseri)细胞生长和油脂积累的影响.以BG11为基础培养基,分别考察了氮源、磷浓度及海盐浓度的影响.实验结果表明,氯化铵为微茫藻细胞生长和油脂积累的最适氮源,以其为氮源时,微茫藻的油脂产量是原培养基中以硝酸钠为氮源时的1.6倍,缺氮培养条件下,微茫藻细胞油脂含量最高,但生物量较低;培养基中的磷浓度为80mg/L时,微茫藻总脂产量达到最高,为原培养基中磷浓度(40mg/L)时的1.4倍;添加适量海盐能够促进微茫藻的生长,同时该株微茫藻可以耐受比较高的海盐浓度(20g/L),其最适生长和油脂积累的海盐浓度为10g/L,在此浓度下,其总脂产量最高,是未添加海盐时的2.5倍.     

黄腐酸对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis LUGU)虾青素积累的影响

通过形态学以及18S r RNA的分析,筛选鉴定出了一株新的雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU,并以其作为研究对象,研究了不同质量浓度的黄腐酸(FA)对胁迫培养条件下细胞生长和虾青素产量的影响。结果表明,5 mg/L和10 mg/L的FA不仅促进了藻细胞的生长(生物量浓度分别比对照组增加了4.26%和10.58%),而且能够显著提高虾青素的含量(最大含量分别达到20.82和12.23 mg/L)。其中,5 mg/L的FA诱导效果最为明显,虾青素产量(37.46 mg/g)比对照组(20.90 mg/g)提高79.23%。实验表明,黄腐酸在适当浓度下能够显著促进藻细胞内虾青素的积累,可作为一种有效的诱导子应用于虾青素的生产。     

诱变结合流式细胞仪筛选栅藻高产油脂藻株

为筛选出高产油脂的栅藻藻株,先利用硫酸二乙酯(DES)和紫外诱变再采用流式细胞仪对诱变之后的栅藻进行逐个细胞筛选。结果表明:用诱变剂量为0.4%DES诱变之后,筛选到1株油脂含量为(40.95±0.12)%藻株;再紫外诱变7 min后经流式细胞仪筛选,得到的栅藻细胞主要以4个或更多细胞团聚形式存在,而且筛选到的细胞体积比对照组的大。经两步缺氮法扩大培养后,测得其最高油脂含量达(53.79±0.52)%,相对于对照组提高10.78个百分点。     

外源诱导姬松茸麦角甾醇的合成

为提高姬松茸中麦角甾醇含量,本研究借助液体培养,通过添加外源诱导物提高菌丝中麦角甾醇含量。分别以茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)为外源诱导物,对其添加量、添加时间以及诱导时长进行优化,并通过荧光定量PCR对诱导条件下参与麦角甾醇合成的相关基因表达量进行分析。结果表明,两种诱导物对姬松茸菌丝中麦角甾醇的最佳诱导条件分别为菌丝培养到第8 d加入70.00μmol/L MeJA和第6 d加入10.00μmol/L SA,并分别继续培养2 d。优化条件下获得的菌丝中麦角甾醇含量分别为2.35 mg/g和2.43 mg/g,比对照组分别增加了147.37%和155.79%。根据参与麦角甾醇合成的基因表达谱分析推测其诱导机制可能是MeJA和SA直接或间接的启动了麦角甾醇合成上游关键酶基因的表达,并通过参与合成代谢相关酶的相互作用来实现麦角甾醇的合成调控。通过短时间外源诱导培养获得菌丝体中麦角甾醇含量已超过子实体中的,因此可替代子实体开展麦角甾醇的相关研究。