链带藻源生物刺激剂提高小麦对盐胁迫的生理适应

[目的]盐胁迫是影响小麦萌发、生长和生产的最重要环境因素。探究链带藻生物刺激剂对盐胁迫条件下小麦种子和早期幼苗抗盐、生长和生理的缓解效应以及最佳施用浓度,可为其应用于缓解小麦盐胁迫提供理论依据。[方法]通过室内培养皿培养法,将小麦种子置于100 mmol/L NaCl胁迫下,外源添加25,50,100,200 mg/L的链带藻提取物(DAE),处理7 d后测量各项萌发和生长参数。[结果]外源添加DAE处理缓解了盐胁迫对小麦种子萌发和早期幼苗生长的抑制作用,提高了盐胁迫下小麦种子的萌发率和叶片含水量,促进了生物量的积累;提高了幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性以及脯氨酸、可溶性总糖、可溶性蛋白质和叶绿素的含量;降低了脂质过氧化作用,减少了丙二醛含量和膜透性。在100 mmol/L NaCl胁迫条件下,25 mg/L DAE对盐胁迫下小麦种子萌发及早期幼苗生长的促进作用效果最佳。[结论]链带藻细胞提取物通过促进小麦种子早期萌发的启动,提高小麦幼苗叶绿素含量、抗氧化酶活性和渗透调节能力,增强小麦种子及早期幼苗对盐胁迫的适应性,提升了小麦的耐盐能力。

用混合氮源在室外培养产油链带藻的可行性研究

为探索两株链带藻(Desmodesmus sp.T28-1和Desmodesmus sp.NMX451)在室外培养的最优氮源,首先在室内就不同氮源(尿素、硝酸钠、碳酸铵以及尿素和硝酸钠混合氮源)下微藻的生长和油脂积累做了研究,筛选出最优的混合氮源在室外进行了培养的可行性研究。室内研究结果表明两株链带藻在尿素下培养油脂含量最低,在铵氮下培养生物量最低。且NMX451在混合态氮下的油脂产率显著性的高于其他氮源下的油脂产率。对两株链带藻在混合氮源下的脂肪酸组分做进一步分析,结果表明油脂组分适合生物柴油生产要求,估算的生物柴油品质达到国际和国内生产标准。将两株链带藻置于室外140 L柱式反应器中用混合氮源进一步扩大培养,结果表明NMX451比T28-1的油脂含量和油脂产率高,生产成本更低,且脂肪酸组分更适宜生物柴油生产。研究表明用混合氮源在室外培养微藻是非常可行的培养方法,也说明NMX451比T28-1在生物柴油生产方面具有更好的潜力。

一株高生物量链带藻分离筛选与培养条件优化

为了得到具有高生物量累积特性的微藻及其最优培养条件,从自然水样中分离筛选出一株生物量较高的微藻属,经18s rRNA及ITS1鉴定为链带藻属(Desmodesmus sp.),命名为EJ12-3。通过单因素试验及响应面分析对其培养条件进行优化,得到最大生物量累积的条件为:温度28℃,光照强度131μmol/(m2·s),光周期15∶9(光暗时间比),pH值为6,在此条件下,其培养14 d后的生物量累积可达(0.648±0.015)g/L。并得到这些环境因素对链带藻EJ12-3生长的交互影响,得到二次方程模型,该模型的拟合较好(R2为0.950),有一定的应用价值。

一株高产淀粉绿藻——标志链带藻在废水中的培养及对氮磷的去除

为了研究标志链带藻(Desmodesmus insignis strain JNU24)在不同Na NO3浓度和不同废水浓度培养下的生长与代谢产物积累状况,评估标志链带藻对废水的处理能力,本研究利用柱状光反应器对标志链带藻进行培养,分别对4种Na NO3浓度的BG-11培养基和4种废水浓度培养下藻细胞的生物量、蛋白质含量、碳水化合物含量和淀粉含量进行了测定。结果显示,在BG-11培养基中,氮浓度为9.0 mmol/L时,藻细胞生物质浓度最高,达6.23 g/L;在废水培养下,未稀释的原废水实验组,其藻细胞生物质浓度最高,达10.31 g/L;75%废水培养下,藻细胞的淀粉含量最高(达50.9%),单位体积藻细胞淀粉含量和产率分别为4.86 g/L和405 mg·L^(-1)·d^(-1),且显著高于不同浓度Na NO3的BG-11培养基组。本研究还测定了标志链带藻对废水中氮、磷的去除效率,结果显示不同浓度废水培养下,氮、磷的去除效率最高可达90.8%和98.7%。基于柱状反应器中的最佳培养效果,以9.0 mmol/L Na NO3的BG-11培养基和75%废水于3.0 cm光径平板光生物反应器中进行室内扩大培养,结果显示在75%废水培养下,藻细胞生物质浓度达9.75 g/L,淀粉单位体积含量和产率分别达到4.75 g/L和230 mg·L^(-1)·d^(-1),且为9.0 mmol/L Na NO3的BG-11培养基培养的3倍。通过沉降特性分析发现,藻细胞收获90 min后均完全沉降,具有较强的沉降性能。本研究标志链带藻能够耐受废水中较高的氮、磷浓度,且对废水中氮、磷有显著的去除作用;该藻能利用废水中的营养成分积累较高的生物量和淀粉含量并且藻细胞能快速沉降,具有极高的经济价值和应用价值,是一株淀粉生产能力较高和废水处理能力较强的极具开发潜力的藻株。

响应面优化产油沙漠链带藻(Desmodesmus sp.XJ842)的培养基组成

以一株从新疆荒漠地区筛选出来的沙漠产油微藻为实验对象,经过形态学和分子生物学手段(18s rRNA及ITS测序)鉴定为链带藻属(Desmodesmus sp.),并命名为XJ842。为提高其油脂产率,采用响应面对其培养基组成(碳源、氮源和磷源)进行优化。单因素实验分析结果显示,其最适产油的碳源为Na2CO3,最适氮源为Na NO_3。运用Box-Behnken中心组合实验以及Design-Expert分析软件建立了以总脂含量和油脂产率为响应值的响应面方程,得到最适合产油的Na2CO3浓度为1.98 mmol/L,NaNO_3浓度为48.00 mmol/L,K_2HPO_4浓度为0.46 mmol/L。在最优培养基条件下,Desmodesmus sp.XJ842总脂含量达到67.73%,油脂产率达到29.27 mg/(L·d)。优化后的总脂含量、油脂产率比优化前的分别提高了2.08倍和2.61倍。优化后Desmodesmus sp.XJ842油中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的88.41%,且亚麻酸的含量小于12%,符合欧洲生物柴油标准EN14214,具有生产生物柴油的潜力。

链带藻Desmodesmus sp.QL96蛋白质的营养价值评价与生理活性研究

链带藻Desmodesmus sp.QL96是从我国西藏地区分离的一株链带藻,前期研究表明其含有丰富的蛋白质。本文对这株链带藻的主要细胞组分的含量进行了检测,并采用改进的TCA-丙酮法提取其蛋白质,分析了蛋白粗提物的氨基酸组成及其体外抗氧化和抑菌活性。结果表明:链带藻Desmodesmus.sp.QL96的蛋白质平均含量为(56.65±3.76)%,蛋白粗提物中含有17种氨基酸,其中7种人体必需氨基酸含量占总氨基酸含量的26.86%;Desmodesmus sp.QL96蛋白质具有一定的自由基清除能力,对·OH和DPPH·的半数清除浓度(IC_(50))分别为0.18、7.88 mg/mL;Desmodesmus sp.QL96蛋白质具有一定的抑菌作用,对化脓性链球菌、大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.56、3.13、1.56 mg/mL。本研究为该链带藻进一步开发功能性蛋白提供了依据与参考。

不同氮源及其浓度对标志链带藻合成淀粉和油脂的影响

【目的】以标志链带藻(Desmodesmus insignis)为实验材料,研究不同氮源及其浓度对该藻生长、总脂和淀粉(碳水化合物)含量的影响,为该藻在生物能源方面的应用提供一定的理论依据。【方法】以硝酸钠、碳酸氢铵或尿素为氮源,5个氮浓度(3、6、9、12和18 mmol/L)的BG-11培养基培养标志链带藻,采用干重法测定生物质浓度、重量法测定总脂、苯酚-硫酸法测定、总碳水化合物和淀粉的含量。【结果】标志链带藻在3种氮源下均能很好的生长。最高油脂含量出现在3 mmol/L硝酸钠实验组,达到32.61%(d.w)。当18 mmol/L碳酸氢铵作为氮源时,总碳水化合物与淀粉的含量以及产率都达到最高,分别为56.54%(d.w)和55.33%(d.w)、0.24和0.23 g/(L·d)。以尿素为氮源时,其生物质浓度和各组分含量与其它氮源实验组差别不大,均有利于该藻的生长及各生化组分含量的积累。【结论】以该藻种生产生物能源的成本等综合考虑,以18 mmol/L碳酸氢铵和尿素为氮源培养标志链带藻最优。

海洋链带藻营养成分分析

测定链带藻Desmodesmus sp. WC08营养成分,为其综合利用提供依据。结果显示, Desmodesmus sp. WC08含有丰富的营养物质,粗蛋白、总糖、油脂、灰分、粗纤维和色素分别占藻粉干重的20.75%, 17.13%, 30.86%,11.47%, 14.68%和4.71%。脂肪酸分析显示Desmodesmus sp. WC08中含有多种不饱和脂肪酸,其含量占总脂肪酸的72.23%;氨基酸总含量为28.07%,其中必需氨基酸为10.99%,通过必需氨基酸指数评价,表明Desmodesmus sp. WC08是一种优质的蛋白来源;维生素含量丰富,尤其是维生素C,含量为31.67 mg/100 g, B族维生素含量最高的是维生素B6,为6.21 mg/100 g;藻粉含有多种矿物质元素,其中钾、钠、钙、铁和镁5种元素含量较高,重金属铅、汞、砷和镉含量均未超标。

不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻生长和碳水化合物积累的影响

【目的】为了研究不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻(Desmodesmus insignis)生长与碳水化合物积累的影响,本实验以改良BG11培养基为基础,设计了8种不同初始K2HPO4浓度、8种不同初始MgSO4浓度及4种二氧化碳浓度培养标志链带藻。【方法】采用干重法和苯酚-硫酸法分别测定其生物质浓度与总碳水化合物的含量。【结果】实验结果显示,在高磷浓度(0.460 mmol/L)下生物量达到最高为6.37 g/L,磷浓度为0.230 mmol/L (对照组)时总碳水化合物含量及单位体积产率达到最高,分别为45.40%(%干重)和0.20 g/(L·d)。不同初始MgSO4浓度实验结果显示,高硫浓度有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累,生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率分别在硫浓度为1.217 mmol/L、0.609 mmol/L和1.824 mmol/L时达到最高,分别为7.02 g/L、51.6%(%干重)及0.26 g/(L·d)。当二氧化碳浓度为3%(V/V)时,标志链带藻生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率均达到最高,分别为6.81 g/L、44.03%和0.20 g/(L·d)。【结论】因此,磷浓度为0.230 mmol/L、硫浓度为1.824 mmol/L和二氧化碳浓度为3%时最有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累。

高原链带藻抗氧化蛋白分离纯化与结构鉴定

【背景】微藻Desmodesmus sp. QL96从我国西藏地区分离得到,经形态鉴定隶属于链带藻属。前期研究发现,这种链带藻在4℃和25℃下均可生长,在25℃生长时,干细胞中蛋白质含量可高达71.68%(质量分数),而且蛋白粗提物具有一定的抗氧化活力。【目的】分离纯化Desmodesmus sp. QL96细胞中具有抗氧化活力的蛋白质,并对其结构进行鉴定。【方法】应用柱层析的方法分离纯化Desmodesmus sp. QL96细胞中具有抗氧化活力的蛋白质,通过化学发光法和细胞学实验对该蛋白的抗氧化活性进行检测,并通过质谱技术对其一级结构进行检测。【结果】Desmodesmus sp. QL96细胞中抗氧化蛋白的含量占微藻细胞干重的11.40%(质量分数);纯化的Desmodesmus sp. QL96抗氧化蛋白在一定浓度范围内对OH-、DPPH、ABTS自由基和H2O2具有较好的清除率(超过60%),细胞学实验显示其对H2O2诱导的HepG2细胞氧化损伤具有抑制作用,验证了其抗氧化功能;通过质谱技术检测了Desmodesmus sp. QL96抗氧化蛋白的氨基酸序列,并进行了生物信息学分析,结果显示,这种蛋白质的理论分子量为44.8 kD、pI 5.79,与NCBI中目前已知的其他物种蛋白质的相似性不超过59%。【结论】Desmodesmus sp. QL96可能生产一种具有抗氧化活性的新蛋白质,后续将对其转录本进行分析,验证其遗传信息的同源性,并分析其规模化生产和应用前景。

3种微藻对人工污水中氮磷去除效果的研究

以分离自大沙河淡水水域的小球藻PKU AC201(Chlorella sp.PKU AC201)及分离自深圳湾海水水域的两株微藻小球藻PKU AC117(Chlorella sp.PKU AC117)和链带藻PKU AC128(Desmodesmus sp.PKU AC128)为材料,研究其对人工污水中氮和磷的去除效果。结果表明,培养7 d,淡水小球藻、海水小球藻和链带藻的OD680可分别达到1.4、1.2、0.5,生物量分别达到158.5、139.7、58.8 mg/L,对氨氮的去除率分别达到90.0%、80.2%、57.1%,对可溶性磷酸盐的去除率分别达到94.7%、72.2%、55.1%;3种微藻对污水具有较好的耐性,通过同化吸收作用而非吸附作用可有效地去除人工污水中的氮磷,且小球藻的生长情况及对氮磷的吸收情况均优于链带藻。

一株富含碳水化合物微藻的筛选和分子鉴定

微藻生长快,单位体积碳水化合物产率高,是发酵生产生物乙醇的理想原料。本研究采用通气培养系统,对初筛得到的10株微藻进行分批培养,以单位体积碳水化合物产率为主要指标,筛选富含碳水化合物的优良藻种。研究结果显示：10株微藻的生物质干重、可溶性糖含量、碳水化合物含量和碳水化合物产率变化范围分别在0.922~1.965 g/L、4.42%~19.23%、26.8%~60.9% 和36.17~149.67 mg·L-1·d-1之间,其中藻株GZ-57的碳水化合物产率和可溶糖含量最高,分别为149.67 mg·L-1·d-1 和19.23%,表明藻株GZ-57是一株具有培养潜力的高产碳水化合物微藻。进一步对其进行形态特征及基于18S rDNA、ITS序列的分子系统学分析,发现藻株GZ-57与栅藻科（Scenedesmaceae）链带藻属（Desmodesmus）的极大链带藻（Desmodesmus maximus）亲缘关系较近,因此将其鉴定为极大链带藻（Desmodesmus maximus）。

一株耐碳酸氢钠产油绿藻的絮凝收集

用微藻油作生物柴油的生产原料有诸多优点，因此微藻生物柴油作为一种新型清洁能源，倍受关注。目前，微藻生物柴油的研究还处于起步阶段，要实现工业化生产还有许多问题亟待解决。其中降低成本是关键。微藻采收成本往往较高，可占微藻生物柴油总生产成本的20％-30％。

2株高产蛋白微藻细胞代谢物的比较

以2株新近分离出来的链带藻(Desmodesmus sp. QL96和Desmodesmus sp. QJ74)为研究对象,检测胞内主要细胞代谢产物组成及含量变化,找出优势细胞代谢产物。收集相同时间间隔下培养的2株微藻,经过冻干、研磨、复溶,制备成细胞溶解液,再进行逐级萃取,分级检测每个萃取步骤中所得细胞代谢产物的含量。结果表明:在BG11培养基中生长30 d,链带藻Desmodesmus sp. QL96和Desmodesmus sp. QJ74的最高蛋白含量分别达到细胞干重的71.68%和62.14%,其他代谢产物,如碳水化合物、脂质和色素,在2株微藻中的含量都没有超过20%。对比其他微藻的文献报道,链带藻Desmodesmus sp. QL96是目前发现的蛋白含量最高的藻株,其蛋白的表达模式和蛋白相关产品的开发具有研究价值。

两种沙漠微藻的形态学和分子生物学鉴定

文中从古尔班通古特沙漠采集的沙样中,运用96孔板有限稀释法分离出两种形态各异的微藻物种GTD8A1和GTD9C2,形态学初步鉴定分别为绿藻门小球藻目和环藻目。利用GenBank中绿藻门不同科属种类序列的18S核糖体RNA基因保守区和28S核糖体RNA基因保守区分别设计18S rDNA特异性引物和5.8S rDNA-ITS区特异性引物。以自行设计的18S rDNA特异性引物与5.8S rDNA-ITS区特异性引物分别对以上两个物种进行PCR和测序后,经blastn比对,系统发育树及遗传距离分析,结果表明GTD8A1可能与Chlo-rella sp.MBIC10595为同一个物种,GTD9C2可能为Desmodesmus multivariabilis种内的一个变种。