不同氮磷营养条件对中肋骨条藻和球等鞭金藻生长及元素组成的影响

为了探究氮磷比(N/P)失衡和不同藻种对海洋微藻的生长和元素组成及营养利用的影响,本研究分别在正常条件(f/2培养基)、低N/P条件(氮限制)和高N/P条件(磷限制)下,连续培养了中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)两种微藻各15 d,培养过程中测定了两种微藻的细胞密度、叶绿素a浓度、藻细胞的元素含量(C、N、P)和化学计量比,以及培养液中无机盐的含量。结果表明:氮限制条件促进两种微藻的增殖,而磷限制条件抑制了两种微藻增殖;营养失衡不利于藻细胞叶绿素a的积累;在不同N/P条件下两种藻的C含量变化较小,而随着时间推移,两种藻细胞的N和P元素含量均有所降低,且在两种藻细胞的高N/P组中N含量均达到最高,不同N/P条件对细胞N元素含量有极显著影响;两种藻细胞在低N/P组和高N/P组中的P含量均同对照组无显著性差异;不同藻种对细胞C元素和P元素的含量有显著性影响;中肋骨条藻在高N/P组和低N/P组的C/N值、在低N/P组的C/P值以及在高N/P组的N/P值均同对照组存在显著性差异;球等鞭金藻在三种条件下的各元素比值均与对照组无明显差异;不同N/P条件只对细胞N/P值有极显著影响;氮限制增加了NO_(3)^(-)-N的利用率,磷限制降低了NO_(3)^(-)-N的利用率,而这两种营养失衡均对藻细胞利用PO _(4)^(3-)-P的影响很小。

光强和温度对球等鞭金藻(Isochrysis sphaerica)生长及其脂肪酸的影响

本研究测定了光照强度为16～58μmol/(m2.s)和15～30℃条件下球等鞭金藻(Isochrysis sphaerica)的生长曲线以及脂肪酸组成和含量。结果表明,在设置的光照强度范围内,光照强度越强,微藻的生长速度越快。光强对各种脂肪酸的含量影响有差异,过低和过高都不利于藻体内多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acids,PU-FAs)的积累。当光强为24μmol/(m2.s)时二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid,DHA,C22∶6 n-3)的积累量最高,占总脂肪酸的11.77%。球等鞭金藻的最适生长温度在20～25℃之间,低温条件有利于不饱和脂肪酸的积累。光强20μmol/(m2.s)、温度20℃条件下总不饱和脂肪酸(Total Unsaturated Fatty Acids,TUFAs)含量最高,达64.99%;同样的光强,温度15℃条件下DHA占总脂肪酸的12.19%。可见适宜的光强和温度是利用球等鞭金藻收获PUFAs的关键。

球等鞭金藻(Isochrysis galbana parke)的培养研究进展及应用前景

球等鞭金藻营养丰富,含有多种有价值的生物活性物质。国内外开展了大量关于球等鞭金藻培养和应用方面的研究。本文简要综述了生态条件、营养物质对球等鞭金藻的生长和繁殖的影响的研究进展以及球等鞭金藻的营养价值和应用前景。并展望了进一步提高球等鞭金藻生物量的前景。

神经毒素BMAA对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)的生长抑制作用研究

神经毒素β-N-甲氨基-L-丙氨酸(β-N-methylamino-L-alanine,BMAA)主要来自淡水或海洋环境中的蓝藻和硅藻,在海洋生态系统中具有明显的生物放大作用,被认为是诱发阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease, AD)等多种神经退行性疾病的重要环境因子。近年, BMAA及其同分异构体2,4-二氨基丁酸(2,4-diaminobutyric acid, DAB)在我国及其他多个沿海国家和地区的贝类水产品中被普遍检出,潜在威胁消费者健康和海洋生态安全。但目前有关BMAA对海洋微藻的化学生态学作用尚不清楚。为此,通过向球等鞭金藻(Isochrysis galbana)培养基中分别添加不同浓度的BMAA及20种蛋白氨基酸,探究了BMAA单独及其与氨基酸联合作用96 h对球等鞭金藻比生长率和氨基酸含量的影响,并分析了微藻吸收外源BMAA的含量。结果表明,球等鞭金藻能吸收培养体系中的外源BMAA,吸收量与BMAA的添加浓度呈正相关,且进入细胞内的BMAA多半以溶解结合态形式存在;BMAA抑制批次培养的球等鞭金藻比生长率的96 h半效应浓度(96h-EC_(50))约为2μmol/L;与对照组相比,暴露于BMAA 96 h后球等鞭金藻细胞内酪氨酸、丙氨酸、丝氨酸等15种氨基酸的合成量明显降低;除脯氨酸、苏氨酸、甘氨酸外,其他17种氨基酸与BMAA联合暴露实验均增强了BMAA对球等鞭金藻比生长率的抑制效应,这可能与培养体系中的氨基酸促进了微藻吸收外源BMAA的能力有关。因此,海洋生态系统中BMAA毒素的化学生态学作用应引起人们的关注。有关BMAA抑制球等鞭金藻有丝分裂的分子机制有待进一步研究。

耐高温球等鞭金藻(Isochrysis galbana)藻种的选育与饵料特性初步分析

通过显微操作技术从海水饵料微藻培育池中分离出4株球等鞭金藻(Isochrysis galbana)藻株,测试其在高水温(33℃,40℃)下的生长性能;对藻株的颗粒大小和粗蛋白含量进行了测定;筛选出一株生长速度较快的球等鞭金藻PHY7004,优化了其培养条件;分析了单环刺螠幼苗对其的摄食能力。结果表明,分离出的4株球等鞭金藻可在水温33℃下生长,其中PHY7004生长速率最快;分离出的各藻株细胞的平均直径为5.5-7.5μm;耐受33℃的4株藻株平均鲜重蛋白质含量为34.29 mg/L,其中PHY7003蛋白质含量最高,为41.80 mg/L;优化后的最适培养条件为pH=7,N/P=14:1;单环刺螠幼苗对PHY7002的摄食强度较高。本实验为耐高温饵料藻种的筛选提供参考,也可为单环刺螠育苗所用的饵料微藻的选择提供依据。

NaHCO_3及培养时间对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)生长、蛋白质和脂肪酸组成的影响

本文研究了培养液中添加0、0.5、1.0、1.5和2.0 mg/m L NaHCO_3对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)生长、细胞蛋白质含量及脂肪酸组成的影响,并进一步探讨了添加适宜NaHCO_3后不同培养阶段对细胞营养组成的影响。结果表明:NaHCO_3对球等鞭金藻的生长和细胞营养价值有显著影响。批次培养模式下培养液中添加1.5 mg/m L NaHCO_3可以获得最大细胞密度和比生长率。球等边金藻细胞中蛋白质含量随培养液中NaHCO_3添加量的增大而显著减少;而细胞中得单不饱和脂肪酸(MUFA)显著增加,多不饱和脂肪酸(PUFA)显著降低。在添加1.5 mg/m L NaHCO_3的培养条件下,不同培养阶段的藻细胞蛋白和脂肪酸组成也有显著变化,随着培养时间的延长,SFA和MUFA含量逐渐增加,PUFA含量则显著减少。培养液中添加NaHCO_3有助于提升球等鞭金藻作为生物柴油原料的品质。

球等鞭金藻CRY1与COP1互作及生物信息学分析

为验证球等鞭金藻的隐花色素蛋白IgCRY1与下游蛋白IgCOP1是否互作,通过提取球等鞭金藻的总RNA反转录成cDNA为模板,扩增目的片段,构建BD-IgCRY1和AD-IgCOP1载体,共同转入AH109酵母菌株进行酵母双杂验证,并对IgCOP1蛋白进行生物信息学分析。结果显示:从球等鞭金藻中克隆到IgCRY1和IgCOP1的CDS序列分别为1560 bp和1185 bp。通过酵母双杂验证了IgCRY1蛋白和IgCOP1蛋白相互互作。对互作蛋白IgCOP1进行生物信息学分析,发现该蛋白的分子量大小为43.7 kDa,编码的氨基酸个数为394个,二级结构62.69%为不规则卷曲,是典型的亲水性蛋白。系统发育树分析显示IgCOP1蛋白聚于分支底部,与其他分支的亲缘关系较远。IgCRY1蛋白和IgCOP1蛋白相互互作的验证,为球等鞭金藻的光信号调控生物学过程提供了重要的理论基础。

球等鞭金藻MYB基因家族成员全基因组鉴定和特性分析

为了深入理解球等鞭金藻MYB基因家族在基因调控网络中的作用机制,使用MYB_DNA-binding保守结构域在球等鞭金藻蛋白序列中筛选出60个MYB基因家族成员,并对这些基因家族成员的蛋白(一、二、三级)结构预测和分析、亚细胞结构定位、基因结构及保守结构域等方面进行了分析。结果表明:这些MYB基因家族成员可分为3个cluster,其中R2-MYB和R3-MYB主要集中在cluster 3中,R2R3-MYB则含有大部分家族成员,表明这些基因在球等鞭金藻中起着重要的生物学功能。不同分支的亲缘关系较远,同一分支的关系较近,这表明球等鞭金藻MYB基因家族在演化过程中形成了一些适应性的变化。通过基因组内共线性分析,研究发现球等鞭金藻全基因组内有177对片段复制基因和46对串联复制基因,其中MYB基因家族有2对复制基因,包括串联重复基因对IZ004267和IZ007345以及片段重复基因对IZ006462和IZ006102。结合染色体定位分析,IZ006462和IZ006102位于9号染色体,这也支持上述片段重复的判断。这些重复基因对的K a/K s值小于1,表明这些基因在扩张过程中受到了基因纯化选择,功能相当保守。

球等鞭金藻（ Isochrysis galbana ）的培养条件

本刊讯：球等鞭金藻（Isochrysis galbana）是一种分布广泛的海洋浮游单细胞藻类，又是经济双壳类幼虫的良好基础饲料，经过研究表明，N浓度为10g／m^3时，球等鞭金藻生长最好。

球等鞭金藻3011浓缩细胞低温保存技术的研究

为了探讨球等鞭金藻3011(Isochrysis galbana Parke)浓缩细胞的保存条件,通过研究其在不同温度条件下的长期保存效果来确定最佳的保存温度范围.实验结果表明,在0～10℃的低温下长期(2个月以上)保存后,球等鞭金藻3011获得较高的存活率(70%以上),并且在恢复生长时保持较高的比生长率,因此0～10℃是球等鞭金藻3011浓缩细胞长期保存的最佳温度范围.

6种苯系物对球等鞭金藻和新月菱形藻的生长抑制

海洋环境中苯系物污染主蜃来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放。为探究苯系物对海洋微藻的毒性作用，选择球等鞭金藻和新月菱形藻作为受试生物，分别考察了苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯6种苯系物对2种海洋微藻生长的影响，结果表明，在0．25～64．0 mg·L-1暴露浓度下，6种苯系物对2种微藻生长具有显著的抑制作用，随着暴露浓度的升高，抑制作用明显增强。苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯对球等鞭金藻的24 h的半数效应浓度（24 h-EC50）分别为：17 07、12．88、7．58、0．55、0．36、0．27 mg·L-1；对新月菱形藻的24 h-EC50值分别为：1．03、0．68、0．46、0．40、0．42、0．38 mg·L-1。上述研究结果勾确定苯系物海洋环境质量标准、保护海洋生态环境提供了基础数据。

球等鞭金藻的生长速率与培养液中营养盐的关系研究

通过一次培养试验,分别研究了培养液中营养盐N、P、Si、Fe浓度变化对球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)生长速率的影响。实验结果表明,生长速率与单一营养盐浓度符合Monod方程,而且将Monod方程扩展得到了可以表示多种营养盐对球等鞭金藻生长的复合限制模式。

球等鞭金藻8701的耐低温机理

对耐低温品系球等鞭金藻 870 1在低温下与活性氧清除和伤害有关的几个生理生化指标进行了研究 ,探讨了其耐低温机理 ,并与该藻种的低温敏感品系球等鞭金藻 30 11进行了比较。结果表明 ,⑴球等鞭金藻 870 1在低温下 ( 8℃ )培养一周 ,其超氧化物歧化酶 (SOD)活性略有下降 ,但仍保持极高的酶活性 ,因此能够及时清除低温胁迫产生的过量活性氧 ,使其细胞内保持较低的膜脂过氧化水平和较低的电解质外渗率 ;⑵球等鞭金藻30 11在低温下胁迫一周 ,其细胞内的膜脂过氧化水平和电解质外渗率大大高于球等鞭金藻 870 1,这与其SOD活性较低 ,并且在低温下其活性大幅度下降有关 ;⑶与SOD相比 ,两种不同品系球等鞭金藻的过氧化物酶(POD)对减轻其低温伤害、提高其耐低温能力 。

稀土对球等鞭金藻生长的影响

于1995年8－12月，利用单因子实验法，首次研究了混合稀土对球等鞭金藻（Isochrysis，galbana）生长繁殖的影响。结果表明，海水中稀土最佳浓度范围为1．66－6．60mg／L，细胞浓度和叶绿素含量分别提高11．6％—23．2％和1．99％－45．2％；混合稀土加入浓度高于9．9mg／L对球等鞭金藻的生长产生抑制作用。稀土对球等鞭金藻生长的促进作用与其他营养盐类浓度无关，当细胞处于指数生长期时，加入稀土效果最好。

轻、中和重稀土元素对球等鞭金藻的促生长作用

轻、中和重稀土元素对球等鞭金藻的生长有相同程度的促进作用，但其有益浓度范围不同，镧为７．２８～８７．４０μｍｏｌ／Ｌ，钆为６．３６～５７．２３μｍｏｌ／Ｌ，镱为５．７８～１７．３４μｍｏｌ／Ｌ。这３种稀土元素对球等鞭金藻的最佳浓度分别为：３６．４２～６５．５５，１９．０８～５７．２３和５．７８～１７．３４μｍｏｌ／Ｌ。可分别提高单胞藻数量２１．８％～２４．３％，１０．４％～１７．２％和１７．９％～２３．０％；叶绿素含量较对照组分别提高了２９．３％～４１．２％，２５．６％～３８．１％和３６．５％～４０．３％。

高温胁迫对球等鞭金藻3011和8701叶绿素荧光特性的影响

以球等鞭金藻（Isochrysis galbana）3011和8701为实验材料，研究了高温胁迫（35～50℃）对其叶绿素荧光特性的影响。结果表明，与对照组相比，高温胁迫下2株金藻的叶绿素荧光参数Fv／Fm（PSⅡ的最大光能转化效率）、Fv／Fo（PSⅡ的潜在活性）、ФPSⅡ（PSⅡ的实际光能转化效率）、rETR（相对光合电子传递效率）和qP（光化学淬灭）均明显降低，并且随着胁迫温度的升高，胁迫时间的延长，下降幅度也逐步增大。NPQ（非光化学淬灭）的变化趋势则与其他荧光参数不同，3011的NPQ随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长先上升后下降；8701的NPQ变化则与胁迫温度有关，35和40℃处理下NPQ随着胁迫时间的延长而逐渐上升，45℃处理下NPQ则先上升后下降。3011与8701的耐热性存在一定差异。3011在40℃下处理10min后，经过一定的时间后各荧光参数基本恢复，而在45和50℃下处理10min后，各参数均不能恢复。8701在35和40℃处理10min后，经过一定时间后，荧光参数Fv／Fm和Fv／Fo基本恢复到对照水平，而在45℃下处理10min后，各参数均不能恢复。本文还对高温胁迫下2株金藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。

小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻生物量高光谱成像的可视化研究

微藻高效培养是微藻生物能源开发利用的关键和前提,而在营养充足的培养条件下生长迅速但较易受到环境污染和影响,因此微藻生长过程中对其生长状况进行监测意义重大。高光谱成像技术同时拥有丰富物质品质信号的优点和图像包含丰富品质分布空间信息的优点,可为微藻的快速无损检测提供新的方法和手段。分别采集小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻三种微藻各45个样本的高光谱图像,并提取样本感兴趣区域(ROI)的平均光谱。利用连续投影算法(SPA)波长优选之后,取30个建模集样本的光谱数据与其相应的生物量建立多元线性回归(MLR)模型,对15个预测集样本的生物量进行预测,小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻预测相关系数(r)分别为0.950,0.969和0.961,预测均方根误差(RMSEP)为0.010 2,0.010 7和0.017 1,获得了较好的预测精度。最后,用所建MLR模型对预测集图像上每个像素点的生物量加以预测,采用Matlab图像编程处理将不同的生物量用不同的颜色表示,最终以伪彩图的形式实现藻液生物量的可视化。研究结果表明,高光谱成像技术对小球藻和螺旋藻藻液生物量的可视化效果较好,对球等鞭金藻的预测效果还需要进一步改进。本研究为实现微藻生长信息的快速获取和进一步开展微藻生物质能源利用奠定了一定的研究基础。

球等鞭金藻胞内和胞外多糖的提取工艺

采用热水浸提法,通过一系列单因素试验,研究提取时间、提取pH值、提取温度和液料比对球等鞭金藻胞内和胞外多糖提取的影响。在此基础上,通过正交试验进一步优化胞内和胞外多糖的提取工艺。最后,采用适宜提取工艺制备胞内和胞外粗多糖样品,并测定该样品中蛋白质和多糖含量。单因素试验结果表明,提取时间、提取pH值和提取温度均能显著影响胞内和胞外多糖的提取。对胞内粗多糖提取率而言,提取时间180min、提取pH9和提取温度70℃为最适宜的提取条件;当提取时间300min、提取pH10和提取温度80℃时,更利于胞外粗多糖的提取。液料比对胞内和胞外粗多糖提取的影响较小,20:1(mL/g)为多糖提取合适的液料比;正交试验结果表明,胞内(胞外)多糖的适宜提取工艺为提取时间、提取pH值、提取温度和液料比分别为180min(240min)、pH8(9)、70℃和15:1。粗多糖样品的蛋白质和多糖含量分别为1.18%(0.82%)和22.1%(18.6%),很低的蛋白质含量和较高的多糖含量表明采用该提取工艺获得的粗多糖样品纯度较高,利于样品的后续分离纯化。

不同氮、磷比例对球等鞭金藻生长的影响

在不同氮、磷比 (N∶ P=1∶ 1、 4∶ 1、 16∶ 1、 80∶ 1、 16 0∶ 1)条件下 ,对球等鞭金藻进行了培养。通过对其生长和营养生理特性的研究发现 :在 N/P比等于 16∶ 1的条件下 ,球等鞭金藻的生长速度最快 ,单位水体内的细胞数量最多。此外 ,在高氮、磷比 (N/P=16 0∶ 1、 80∶ 1)的条件下 ,其生长速度要优于低氮、磷比 (N/P=1∶ 1、 4∶ 1)状态。藻细胞内碳水化合物和蛋白质的含量也明显受到氮、磷比的影响 ,其含量表现为 16∶ 1>16 0∶ 1>80∶ 1>4∶ 1>1∶ 1;此外 。