褐藻寡糖用于海水小球藻和盐生杜氏藻异养培养及其促生长作用机制

为评价酶解褐藻寡糖对海水小球藻(Chlorella sp.)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的促生长作用。本文测定了50 mg·L~(-1)质量浓度褐藻寡糖用量对2种微藻的比生长速率、色素含量、光合放氧、呼吸耗氧速率和叶绿素荧光参数的影响。研究表明:光照下添加褐藻寡糖,2种微藻的细胞生长速率均明显提升,海水小球藻在兼养下的比生长速率分别是自养和异养下的2.4和2.6倍;而盐生杜氏藻在兼养下的比生长速率达0.259 d~(-1),是自养的1.9倍,异养的1.3倍。2种微藻均可利用寡糖进行异养生长,且在暗处利用褐藻寡糖作为有机碳源获得的生长速率与自养接近。异养下海水小球藻的呼吸耗氧速率显著高于自养和兼养,而盐生杜氏藻的呼吸耗氧速率在兼养下最高,自养下最低。兼养条件下,盐生杜氏藻的叶绿素含量、光合放氧速率、最大光化学效率F_v/F_m和光化学淬灭qP均显著高于自养条件,但海水小球藻未见显著变化。研究结果表明,褐藻寡糖促进海水小球藻生长主要通过提高其异养同化作用实现;促进盐生杜氏藻生长主要通过提高其异养同化和光合作用实现。     

卡德藻自养、异养与兼养培养的比较研究

本文对卡德藻在自养、异养和兼养培养条件下的比生长速率、细胞密度、细胞色素组成及脂肪酸组成等方面进行了比较研究。兼养卡德藻的细胞密度大于自养条件和异养条件下细胞密度之和。兼养培养的卡德藻比生长速率是自养的 2倍 ,异养的 1.3倍。兼养和异养生长的对数期较自养的长。光合自养培养卡德藻最适光强为 10 0 0 0 lx,而兼养培养最适光强范围为 10 0 0～ 2 0 0 0 lx。在自养和兼养培养时亚油酸的含量很高 ,自养和兼养状态下分别为 16 .6 %和 17.4 9%。 EPA合成的量较低。异养藻的多不饱和脂肪酸的产量较自养藻和兼养藻要低。兼养藻细胞光合色素组成和含量与自养藻细胞的基本一致 ,但在异养条件下藻细胞色素组成发生明显改变。     

凯氏拟小球藻己糖激酶基因的克隆及其在不同培养条件下的表达分析

为研究凯氏拟小球藻(Parachlorellakessleri)糖代谢分子机制,本研究采用RT-PCR和RACE技术从凯氏拟小球藻中克隆了己糖激酶基因CkeHK(GenBankID:AHF54566),并对其自养、异养、混养条件下的转录表达进行分析。结果表明,该序列的cDNA全长为1844bp,开放阅读框1389bp,编码462个氨基酸。该蛋白的相对分子质量为49.73,等电点为6.98。实时荧光定量PCR结果显示,以自养培养条件为对照,异养培养和混养培养条件下,CkeHK均能够发生明显上调,且混养条件下上调量比异养条件下上调量更多,说明CkeHK可能在凯氏拟小球藻利用外源糖的过程发挥重要作用,并且光信号对于凯氏拟小球藻利用外源糖可能存在调控作用。这些研究结果为进一步阐明CkeHK的功能及其作用机制奠定了分子基础。     

转兔防御素基因小球藻培养的营养模式研究

在250mL摇瓶中研究了光自养、异养、混合营养3种营养模式对转兔防御素基因(NP-1)小球藻(Chlorella)的生长、NP-1表达量、总蛋白质含量、pH、葡萄糖消耗以及光衰减等几个方面的影响。结果表明,异养培养为转NP-1基因小球藻的最适营养模式。在此基础上,采用5,15,30L生物反应器补料分批异养培养转NP-1基因小球藻,细胞质量浓度分别达到3.67,4.87,6.39g/L。     

Fe3+胁迫对假微型海链藻中性脂累积及DGAT 表达的影响

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是脂类合成途径中的关键酶,其表达水平的高低影响着脂类含量的高低。微量元素Fe3+对于微藻的生长不可或缺,且影响着微藻中油脂的累积。本实验以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为研究对象,分析了铁限制(0.000 03mmol/L)和高铁胁迫(0.3 mmol/L)2种Fe3+胁迫条件下,不同种群生长期中性脂累积及二酰甘油酰基转移酶(DGAT)的基因表达受到的影响。结果显示:铁限制条件下,微藻种群生长及其中性脂的合成受到抑制,DGAT的表达量下降;高铁胁迫条件下,高浓度Fe3+可促进中性脂合成与DGAT的表达,但抑制微藻种群生长。因此,富铁条件下更利于总脂的收集。     

不同Fe~(3+)浓度对盐生杜氏藻、三角褐指藻和米氏凯伦藻生长及种间竞争的影响

本实验在单种培养和混合培养2种培养方式下,研究不同Fe~(3+)浓度(0.98、1.95、3.9、7.8mg/L)对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)生长及种间竞争的影响。研究结果显示:单种培养条件下,盐生杜氏藻和三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组;米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率在Fe~(3+)浓度为7.8mg/L处理组中最大。混合培养条件下,盐生杜氏藻在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组,最终细胞密度占总细胞密度的54.2%;三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于0.98mg/L处理组,最终细胞密度占总细胞密度的百分比分别为53.6%、58.1%和58.2%;在4个Fe~(3+)浓度处理组中米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率均显著小于其它2种微藻。研究表明,混合培养时,在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中盐生杜氏藻具有竞争优势,在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中三角褐指藻具有竞争优势。     

不同适温海洋富油微藻在富碳培养条件下的油脂积累特性研究

本实验分别针对3株低温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.ZL-12、四爿藻Tetraselmis chui ZL-33和小球藻Chlorellasp.ZL-45,3株中温藻株:球等鞭金藻Isochrysis galbana CCMM5001、等鞭金藻Isochrysis sp.CCMM5002和微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001,3株高温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.JN1、绿色巴夫藻Pavlova viridis JN2和海洋小球藻Chlorellasp.JN3,研究了在通入0.03%(空气)、5%、10%3个CO2浓度梯度条件下的生长特性,同时考察了其总酯及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于不同温度条件下9株藻株的生长,除微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001最适生长的CO2浓度为5%外,其余8株藻株最适生长的CO2浓度均为10%。在低温和高温条件下,6株海洋富油微藻在通入10%CO2时具有最大生物量产率,在中温条件下球等鞭金藻和等鞭金藻在通入10%CO2时获得最大生物量产率,而微拟球藻在通入5%时获得最大生物量产率,随着CO2浓度的增加,9株藻株的总脂含量和中性脂含量有明显提高。低温和中温藻株的总脂含量高于高温藻株的总脂含量,从中性脂的累积规律来看,9株藻株均在平台期的累积达到最大值,GC-MS分析结果表明,9株微藻适合制备生物柴油的C14~C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,所研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。     

重金属Cu2+胁迫对红树植物秋茄幼苗生长及某些生理特性的影响

为揭示铜污染对红树植物的毒性效应和植物的抗性机制,作者研究了红树植物秋茄(Kandelia obovata)幼苗在不同质量浓度的Cu2+(0,0.5,5,50,100,200 mg/L)离子胁迫90 d后,幼苗生长、部分生理指标的变化以及Cu2+在幼苗体内的累积情况。测定的主要参数有:幼苗的主根长度、侧根数目、生物量、叶片的光合速率、色素含量、可溶性糖和蛋白含量及抗氧化酶系活性。研究结果表明:当Cu2+浓度范围在(0.5~200 mg/L)时,主根长度、侧根数目、生物量、叶片的光合速率、色素含量、可溶性糖和蛋白含量均呈降低趋势;根系POD活性持续升高,叶片和根系的SOD和CAT活性呈先升后降趋势;根系MDA含量在整个Cu2+胁迫浓度范围保持相对稳定,叶片MDA含量在高浓度Cu2+胁迫下增加;Cu2+主要累积在根部而向地上部分转运的较少。根据不同浓度的Cu2+离子对秋茄幼苗生长及生理特性影响,秋茄幼苗对Cu2+胁迫的耐受质量浓度范围为5~50 mg/L。     

海黍子和脆江蓠对重金属锌、镉富集的比较研究

采用室内培养实验方法,研究了褐藻海黍子(Sargassum muticum)和红藻脆江蓠(Gracilaria chouae)在不同质量浓度的锌和镉溶液里15 d,藻体的生长和体内金属离子含量的变化。结果表明:两种藻的生长速率与暴露溶液金属质量浓度呈负相关,藻体内积累金属离子的量和溶液的金属质量浓度呈正相关,藻体内金属离子的含量均在培养3 d后显著增加,且随着培养时间的延长而持续增加。海黍子和脆江蓠对重金属Zn~(2+)的富集能力明显高于对Cd~(2+)的富集能力,在相同条件下,海黍子对重金属Zn~(2+),Cd~(2+)的积累量明显高于脆江蓠。以上研究结果对利用藻类修复重金属污染的海洋水体能起到一定的指导和参考作用。     

兼养对雨生红球藻细胞生长的促进作用及藻株差异性

结合叶绿素荧光技术,对比研究了不同雨生红球藻藻株在兼养(光照+乙酸钠)培养过程中细胞生长和光合作用的共性与差异性反应。结果表明:兼养明显提高红球藻细胞密度和比生长速率;乙酸钠不仅为红球藻提供异养的有机碳源,而且还明显导致藻细胞光自养的光合综合性能指数发生改变,兼养对细胞生长促进作用的贡献在前期主要来自于其中的异养部分,而在后期却明显来自于自养部分;兼养对细胞生长的促进作用在藻株之间存在一定差异,不同藻株对乙酸钠的适应能力和最适质量浓度也存在明显差异,藻株H0可适应的乙酸钠质量浓度较高,而藻株H6对乙酸钠需求和适应性相对较低。上述结果意味着规模化培养红球藻过程中,针对不同藻株采用适宜乙酸钠兼养方式可有效缩短培养周期,提高生产效率。     

Interaction between Chlorella vulgaris and bacteria：interference and resource competition

Research of interaction mechanism between Chlorella vulgaris and two bacterial strains(Z-QD08 and Z-QS01)were conducted under laboratory conditions.Growth rates of bacteria and C.vulgaris were tested under co-culture conditions to evaluate the effects of concentrations of C.vulgaris and bacteria on their interactions.To test whether the availability of inorganic nutrients,vitamins and trace metals affects the interactions between C.vulgaris and bacteria,experiments were performed with or without the culture medium filtrate of C.vulgaris or bacteria.The results showed that the growth of C.vulgaris was promoted at low concentrations of bacteria(5×106cells/ml),and expressed a positive correlation with the bacteria density,whereas opposite trend was observed for treatments with high bacteria density(10×106cells/ml and 20×106cells/ml).The growth rate of bacteria decreased with the increasing concentrations of C.vulgaris.The growth of bacteria Z-QD08 was inhibited by C.vulgaris through interference competition,while the mechanism for interaction between bacteria Z-QS01 and C.vulgaris was resource competition.The influence of cell density on the interaction between microalgae and bacteria was also discussed.These experiments confirm some elements of published theory on interactions between heterotrophic bacteria and microalgae and suggest that heterotrophic bacteria play an important role in the development of blooms in natural waters.     

雨生红球藻细胞形态转换和藻落形成差异研究

基于雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)培养过程中游动细胞和不动细胞的形态差异与转换,对比研究了两种细胞类型在离心收集与藻落形成效率上的差异。结果表明,雨生红球藻SCCAP K-0084在BYA培养基中培养4~6 d和9~12 d分别以绿色游动细胞与绿色不动细胞为主;早期游动细胞离心收集需要更高的离心力,但500~1 000 g离心5 min可以在不影响细胞存活率的情况下有效收获所有类型细胞;相比于传统直接涂布法,双层琼脂平板法可有效提高平板藻落形成效率,且游动细胞藻落形成效率比不动细胞藻落形成效率更高。TAP培养基由于藻落形成效率较低并不适合于雨生红球藻平板培养与筛选,自养型培养基虽然具有较好的藻落形成效率但是藻落形成速度较慢,相比而言,BYA培养基藻落形成效率较高且生长速度快,更适合用于雨生红球藻细胞的后期平板培养与筛选过程。     

热锻炼对龙须菜高温胁迫响应的影响

夏季高温是限制龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)生长和发育的一个主要问题。本研究以野生龙须菜作为材料,经过28℃的热锻炼预处理72 h,再分别置于32、36、40℃高温胁迫24 h,并测定了高温胁迫条件下龙须菜的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和可溶性蛋白质的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)水平等生理指标,研究了龙须菜对高温胁迫的响应。结果表明:热锻炼能维持藻体较低的MDA含量,降低H2O2的产生速率,缓解藻体的膜脂过氧化伤害;同时热锻炼缓解了可溶性蛋白质的降解,增加了SOD酶的比活力,缓解了AsA的下降速率,说明热锻炼能缓解高温胁迫对藻体的伤害,有效地提高了龙须菜对高温胁迫响应的能力。     

动物蛋白酶解物与无机氮、磷源的组合对小球藻(Chlorella vulgaris)生长和生化指标的影响

采用三因素不完全正交设计方法,通过对细胞密度、干重、叶绿素和可溶性蛋白质含量的测定.确定了N、P源与蛋白酶解物之间的最佳组合,研究碳酸氢铵作为N源、磷酸二氢钠作为P源与动物蛋白酶解物之间的组合对小球藻生长和生化指标的影响.结果表明:(1)动物蛋白酶解物与N、P源间存在互作效应--影响小球藻细胞密度、叶绿素的主要因素分别是P浓度、蛋白酶解物浓度;而N浓度及蛋白酶解物浓度同时对小球藻的蛋白质含量起主要作用;(2)同时添加N 50mg/L、P 4mg/L、蛋白酶解物12ml/L能显著提高小球藻生物量,促进叶绿素和藻体蛋白质的合成(P<0.05).     

不同氮源下南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L的生物量、氮吸收与脂肪酸组成研究

微藻培养过程中氮缺失有利于油脂和生物量的积累,然而不同氮源条件下微藻生长与生物量的研究有限,限制了生物油脂的相关研究。本文研究通过研究南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L在不同氮源条件下的细胞生长与油脂积累,进一步探究其作为富集油脂微藻的潜力。研究发现：在含有NH₄CL的培养基中,Chlamydomonas sp.ICE-L生长速率最大;在含有NH₄NO₃的条件下,获得了最大干重量0.28 g/L。最高油脂含量0.21 g/g是在缺氮条件下获得,同时得到干重0.24 g/L。在多不饱和脂肪酸的产出方面,NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源培养基时要好于缺氮和KNO₃培养基,在NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源的培养条件下ICE-L胞内C18：3和C20：5的含量高。比较而言,缺氮和KNO₃培养基时C16：0、C18：1和C18：2的含量要高。     

四种不同饵料对真蛸(Octopus vulgaris)生长与肠道微生物影响的研究

本研究分析了不同饵料对真蛸(Octopus vulgaris)生长与肠道微生物的影响。实验采用4种饵料:蓝点马鲛(鱼组)、天津厚蟹(蟹组)、四角蛤蜊(贝组)和日本枪乌贼(鱿鱼组)分别投喂真蛸,分析了各实验组真蛸的日均摄食量、特定生长率、饵料转化率、经济效益比,以及饵料对肠道微生物菌群结构和多样性的影响。实验结果表明:在生长性能指标方面,贝组的日均摄食量最高,而饵料转化率低于鱼组与蟹组;鱼组与蟹组的日均摄食量差异不大,但蟹组真蛸的特定生长率和饵料转化率高于其他三组且经济效益最佳;鱿鱼组的日均摄食量、特定生长率、饵料转化率和经济效益比均低于其他三组。在真蛸肠道微生物群落的丰富度与多样性方面,鱼组均高于其他各组,而鱿鱼组的丰富度最低;在门水平上,软壁菌门、螺旋体门、变形菌门等10个门为真蛸的优势菌群;在属水平上,摄食率最大的贝组真蛸肠道菌群中的支原体、乳球菌等11种菌为优势菌群,特定生长率最大的蟹组中真蛸肠道菌群中的弧菌、小纺锤状菌等5种菌为优势菌群。综合不同饵料对真蛸生长性能指标和肠道菌群的影响,认为蟹类是真蛸理想的饵料。