硫素营养水平对产油尖状栅藻光合生理及生化组成的影响

以产油尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为实验材料, 在持续300 μmol photons/(m2·s)光照条件下, 选用3种不同初始Na₂SO₄浓度(2.0S、1.0S对照、0.25S)的改良BG-11培养基, 在Φ3.0 cm×60 cm光生物反应器中进行通气培养, 研究分析硫素营养水平与尖状栅藻产油过程光合生理和生化组成的关系。实验结果表明, 初始硫素浓度对尖状栅藻生长有显著的影响(P<0.05), Na₂SO₄初始浓度为2.0S实验组的生物量最高, 为7.47 g/L, 显著高于1.0S组(6.43 g/L)和0.25S组(4.17 g/L)(P<0.05), 说明加富硫素营养可促进藻细胞的生长。尖状栅藻细胞的叶绿素a、b以及总类胡萝卜素含量变化均与培养基中初始硫素营养水平呈正相关。在培养初期低硫营养有利于藻细胞快速积累碳水化合物, 0.25S实验组碳水化合物含量最高, 占干重的44.37%, 比1.0S和2.0S组分别高出14.43%和13.78%, 培养后期总碳水化合物和蛋白含量均发生不同程度的降低, 转向大量累积油脂, 0.25S实验组的总脂含量最高, 达55.15% DW, 显著高于1.0S和2.0S组(P<0.05)。藻细胞的光合放氧速率、PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)、实际光能转换效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)均与培养液的初始硫素浓度呈正相关, 在整个培养周期中呈先上升后下降的趋势。77 K低温荧光显示, 尖状栅藻在培养初期2个光系统之间存在光能调配现象。上述结果说明, 尖状栅藻细胞的生长、油脂积累和光合生理状况与硫素营养水平直接相关。     

不同初始氮浓度下尖状栅藻同化硝态氮和CO2的研究

尖状栅藻（Scenedesmus acuminatus（Lagerheim） Chodat）是一种高产油淡水单细胞绿藻,该藻在较低氮素浓度下能显著提高产油效率,是生产生物柴油的理想藻株。本研究以尖状栅藻为实验材料,通过测定藻细胞硝酸还原酶和Rubisco活性、碳氮元素含量和培养液硝酸根离子浓度,分析18.0、9.0、6.0、3.6 mmol·L^-1初始氮浓度下尖状栅藻的碳氮同化特征和时相变化规律。结果显示,18.0 mmol·L^-1组尖状栅藻细胞密度最高,为7.9×10⁷ cells·mL^-1,硝酸还原酶和Rubisco的活性高,且持续时间长。培养液中产生的NO₂^-随初始氮浓度的升高而增多,18.0 mmol·L^-1组至培养期结束仍保持相对较高的NO₂^-水平。4个实验组（初始氮从高到低）培养10 d藻细胞的氮含量依次为7.2%、4.1%、2.8%和1.9% DW,碳含量为46%、52%、54.5%和57.4% DW,细胞的C/N摩尔比值为：8.0、16.7、24.3和35.2。研究结果表明初始氮浓度影响尖状栅藻的生长繁殖,藻细胞的碳氮同化相互影响,适宜的低氮浓度可促进藻细胞碳固定。