Asterarcys sp.海水藻株对UV-B辐射的响应及生理机制研究

为探究微藻对UV-B辐射的响应及生理机制,进一步提高微藻的潜在应用价值,以Asterarcys sp.SCSIO-44020海水藻株为研究对象,设置5个UV-B辐射处理组(0、10、30、50和70 min),各组对应的辐射剂量分别为0、150、460、770和1050 mJ·cm^(−2),从接种第一天开始,每隔48 h辐射处理1次,直至培养末期,开展UV-B辐射对该藻株的生理生化影响研究。结果表明,该藻株经20 d培养后,与对照组相比,10~50 min处理组的UV-B辐射对藻株生长无显著影响(P>0.05),70 min处理组对其生长则有显著抑制(P<0.05)。随着UV-B辐射时间的增加,蛋白质含量呈逐渐上升趋势,总脂含量反之,但各实验组与对照组相比均无显著性差异(P>0.05)。类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids,MAAs)和总类胡萝卜素含量随UV-B处理时间的延长而增加,70 min处理组MAAs含量达到最高,为对照组的1.75倍;而50 min处理组的总糖和MAAs产量达到最高,比对照组分别提高了12.40%和57.61%。综上所述,Asterarcys sp.海水藻株具有极强的抗UV-B辐射能力,MAAs增加是其适应紫外辐射的关键,间歇式的50 min UV-B辐射处理可作为该藻株生产MAAs等微藻产物的有效调控手段。

不同氮源及氮浓度对海水驯化藻株Asterarcys sp.生长及生化组成的影响

以经海水驯化后的藻株Asterarcys sp.SCSIO-44020为材料,以30‰海水改良ZSNT为基础培养基,在柱式光生物反应器中分别加入3种不同类型氮源(硝酸钠、尿素及碳酸氢铵)和3组氮浓度(3 mmol/L、6 mmol/L及18 mmol/L),研究不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp.生长及生化组成的影响。结果显示,Asterarcys sp.生物质浓度均随着氮浓度的升高而增加,在氮浓度18 mmol/L条件下,硝酸钠组获得最大生物质浓度(7.78 g/L),其次为尿素(6.61 g/L),最低为碳酸氢铵(5.33 g/L)。低氮胁迫有利于藻细胞油脂和总糖的积累,最大油脂含量和多糖含量分别达到46.78%DW(碳酸氢铵,3.0 mmol/L)和29.70%DW(尿素,3.0 mmol/L)。该藻中性脂比例大于82.58%,在3种氮源随着氮浓度的降低而升高;脂肪酸主要包括C16:0(棕榈酸)、C16:1(棕榈油酸)、C18:0(硬脂酸)、C18:1(油酸)、C18:2(亚油酸)和C18:3(亚麻酸),其中油酸含量最高(占总脂含量38.75%);高氮有利藻细胞蛋白质积累,在尿素为氮源18 mmol/L条件下的蛋白质含量最高(17.61%DW);在以硝酸钠为氮源18 mmol/L条件下,该藻总脂、总糖、总蛋白质及总类胡萝卜素均获得最大产量,分别为2.79 g/L、1.71 g/L、1.22 g/L和30.29 mg/L。总之,本研究显示Asterarcys sp.SCSIO-44020在海水中生长良好,初步确定高浓度(18 mmol/L)硝酸钠为其小型柱式光生物反应器培养较佳的氮源条件。

一株微杆菌CBA01对球形棕囊藻的溶藻特性与生理响应研究

赤潮给海洋生态环境和海水养殖业造成了严重危害,溶藻细菌是目前生物防治赤潮的有效手段之一。旨在探究从蓝细菌Cyanobacterium sp SCSIO-45682分离的4株共附生细菌中得到的一株对球形棕囊藻具有明显溶藻效应的微杆菌属菌株Microbacterium sp.CBA01的溶藻特性和初步的作用机理。采用细菌发酵液与棕囊藻共培养模式测定菌株CBA01的溶藻效应,并分别研究去除菌体、不同温度、不同pH条件下的溶藻特性,进一步测定藻细胞丙二醛(MDA)和抗氧化相关酶系统的响应规律。结果显示,菌株CBA01发酵菌液和无菌上清液对棕囊藻有明显的溶藻作用,而菌体本身不具有溶藻活性;其溶藻效应随着菌液发酵时间延长、菌液添加量增多以及藻液初始浓度降低而增强。经CBA01无菌上清液处理,棕囊藻生长初期的细胞丙二醛(MDA)含量大幅度上升,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(POD)活性显著提高。菌株CBA01通过胞外分泌溶藻物质经间接溶藻作用而导致球形棕囊藻的裂解,其分泌的溶藻活性物质具有一定耐高温性、耐酸不耐强碱性;而该菌株产生的溶藻物质,可能具有较强烈的氧化活性,或产生诱导藻细胞产生过量氧自由基的活性,这可能是其形成溶藻效应的重要机制。