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氮磷培养条件对栅藻SP-01的生长和代谢产物的影响

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氮磷培养条件对栅藻SP-01的生长和代谢产物的影响

作者：薛敏中山大学

学位级别：硕士

本论文对从广州流花湖分离的栅藻SP-01的生长及代谢产物进行进一步的研究，主要探究影响藻类生长的重要营养元素氮、磷对栅藻SP-01生长、脂肪酸及类胡萝卜素积累的影响，优化了利于栅藻SP-01生长及类胡萝卜素积累的氮源，获得了栅藻SP-0... 详细信息

本论文对从广州流花湖分离的栅藻SP-01的生长及代谢产物进行进一步的研究，主要探究影响藻类生长的重要营养元素氮、磷对栅藻SP-01生长、脂肪酸及类胡萝卜素积累的影响，优化了利于栅藻SP-01生长及类胡萝卜素积累的氮源，获得了栅藻SP-01生长的最适氮磷比，并跟踪测试了在不同浓度硝酸钠培养条件下，栅藻SP-01生长及代谢产物积累的变化过程。经过五种氮源（硝酸钠、亚硝酸钠、氯化铵、尿素和甘氨酸）比较培养后发现，硝酸钠最有利于栅藻SP-01的生长，获得了3.2g/L的最大细胞干重和0.033h-1的最大比生长速率;在以尿素为氮源的培养条件下，也获得了0.033h-1的比生长速率，同时叶黄素和虾青素含量达到4.43mg/g和0.45mg/g，表明尿素培养条件下也能获得较高的生物量，并能积累大量类胡萝卜素;甘氨酸最有利于β-胡萝卜素和玉米黄质等类胡萝卜素的积累，其含量分别达到2.63mg/g和0.31mg/g。栅藻SP-01积累的脂肪酸主要为C16和C18系脂肪酸，其中C18:1占总脂肪酸的百分含量最高。氮源及其浓度对栅藻SP-01的总脂及C18:1的含量影响显著，总脂及C18:1含量基本随着氮源浓度的减小而增大。在0.55mM氯化铵培养条件下，栅藻SP-01的总脂含量最高，占细胞干重的47.33%，其中C18:1含量占总脂肪酸含量的49.85%。另外，在0.55mM和1.1mM尿素培养条件下，也获得了较高的C18:1含量，分别占总脂肪酸含量的46.28%和41.26%。当氮磷比为22:1时，栅藻SP-01的生长速度最快，达到0.033h-1的最大比生长速率并获得3.3g/L的最大干重，其叶黄素和β-胡萝卜素的含量显著增加，分别为高磷浓度下（氮磷比为5:1）的1.3倍和3.4倍。说明栅藻SP-01在诱导条件下具有生产叶黄素和β-胡萝卜素等类胡萝卜素的潜力。将基础培养基的氮磷比调整到最佳值，即降低其磷酸根离子浓度后，对不同浓度硝酸钠培养条件下栅藻SP-01的细胞干重、氮源消耗、叶绿素和类胡萝卜素含量的动态变化的研究发现，不同硝酸钠浓度对栅藻SP-01生长和类胡萝卜素积累有显著影响。在2.2mM硝酸钠培养条件下，藻细胞生长严重受限，β-胡萝卜素含量于第6天开始下降，虾青素含量积累至第12天后开始下降。而在11.6mM硝酸钠培养条件下，β-胡萝卜素和虾青素持续积累至第14天，表明足够的氮源有利于栅藻SP-01培养前期获得较高生物量、培养中后期积累类胡萝卜素。综上所述，栅藻SP-01积累的类胡萝卜素主要包括叶黄素、β-胡萝卜素、玉米黄质和虾青素，且通过培养条件优化可以显著提高其类胡萝卜素含量;栅藻SP-01总脂含量较高，且脂肪酸组分简单、C18:1含量高达总脂含量的50%左右;因此，栅藻SP-01具备生产生物柴油和高价值类胡萝卜素的潜力，是一株极具研发价值的微藻。这些研究结果可为该藻的规模培养和工业生产提供理论依据。

关键词：栅藻氮磷类胡萝卜素脂肪酸

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模拟微重力环境下栅藻固碳及油脂积累的研究

模拟微重力环境下栅藻固碳及油脂积累的研究

作者：杨枭武汉工程大学

学位级别：硕士

能源短缺和全球变暖是当今人类社会所面临的两个严峻的问题。发展可再生能源,减少碳排放对于人类可持续发展意义重大。微藻能高效吸收利用二氧化碳并进行油脂积累,在能量储存和二氧化碳减排方面具有较大的发展潜力。栅藻具有生长速率快... 详细信息

能源短缺和全球变暖是当今人类社会所面临的两个严峻的问题。发展可再生能源,减少碳排放对于人类可持续发展意义重大。微藻能高效吸收利用二氧化碳并进行油脂积累,在能量储存和二氧化碳减排方面具有较大的发展潜力。栅藻具有生长速率快、油脂含量高等优点,成为能源微藻的重要候选者之一。本实验在模拟微重力环境下利用二氧化碳对二形栅藻(Scenedesmus Dimorphus)进行了培养,首先考察了不同二氧化碳浓度下栅藻的生长特性,然后考察了模拟微重力环境对栅藻生长的影响,重点考察了不同环境下栅藻的生长速率、油脂积累和固碳速率。主要实验结论如下:(1)在实验二氧化碳浓度(0-50%,v/v)范围内栅藻长势良好。补充通入二氧化碳后,栅藻生长速率显著提高,同时总有机碳含量有所增加。栅藻的脂质含量随二氧化碳的浓度上升而上升。栅藻油脂主要组成为脂肪酸16:0、16:4、18:2和18:3,通入二氧化碳后不饱和脂肪酸含量增大。通碳各组栅藻的叶绿素含量显著高于普通对照组,且叶绿素的含量随着二氧化碳浓度上升而升高。补充通入二氧化碳对栅藻细胞形态具有明显影响,栅藻细胞平均直径增大,而且细胞长宽比也有所增大。(2)模拟微重力环境下,当通入二氧化碳时,栅藻的生长速率与不额外通碳组相比显著提高,同时总有机碳含量有所增加。通碳组栅藻油脂含量高于不通碳组,油脂主要组成为脂肪酸16:0、18:2和18:3,且补充通入二氧化碳后不饱和脂肪酸含量呈减小趋势。补充通入二氧化碳后栅藻叶绿素含量随着二氧化碳的浓度上升而下降。模拟微重力及补充通入10%二氧化碳均能提高栅藻的F/F。补充通入10%二氧化碳可提高栅藻的ETR(max),)而模拟微重力环境会使栅藻的ETR(max))降低。模拟微重力下,补充通入二氧化碳后栅藻细胞直径减小,但藻细胞长宽比增大。(3)与普通环境下的对照组相比,模拟微重力及补充通碳培养条件均能使栅藻的生长速率、固碳速率、油脂生产能力提高。

关键词：栅藻二氧化碳模拟微重力油脂固碳

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褪黑素促进栅藻叶黄素合成的研究

褪黑素促进栅藻叶黄素合成的研究

作者：朱黎妍昆明理工大学

学位级别：硕士

叶黄素（Lutein）是一种高价值类胡萝卜素,具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、保护眼睛等作用,应用前景广阔。微藻是叶黄素的新兴来源,但其大规模生产叶黄素面临产量低的挑战。应用化学诱导可以有效促进微藻类胡萝卜素积累,是近年来研... 详细信息

叶黄素（Lutein）是一种高价值类胡萝卜素,具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、保护眼睛等作用,应用前景广阔。微藻是叶黄素的新兴来源,但其大规模生产叶黄素面临产量低的挑战。应用化学诱导可以有效促进微藻类胡萝卜素积累,是近年来研究的热点。褪黑素（Melatonin,MT）是一种多功能的天然植物激素,在调节植物和微藻的生长、代谢以及胁迫防御中发挥着重要作用,但其在调控叶黄素合成方面尚无相关研究。本论文以一株分离自四川省海螺沟的栅藻为研究对象,首先通过形态学和进化分析对其进行分类鉴定,研究了外源MT对栅藻叶黄素合成的影响,同时分析了MT诱导对栅藻中生化组成、信号分子以及叶黄素合成相关基因转录的影响。其次,为进一步提高叶黄素产量,构建了MT联合乙烯利促进栅藻高效积累叶黄素的培养策略,探讨了MT作用条件下内源乙烯、ROS信号与叶黄素合成的关系,并初步揭示MT介导乙烯调控微藻叶黄素积累的作用机理。本研究为促进栅藻叶黄素的合成提供了新的培养策略,对基于微藻的叶黄素生产有一定的理论和实践意义。具体研究结果如下:（1）从四川省海螺沟中分离出一株微藻,经形态学和18S rRNA系统发育树分析其为栅藻属（Acutodesmus sp.）。在7.5μM MT诱导下,栅藻的生物质浓度没有发生显著变化,叶黄素最高含量为17.44 mg g,叶黄素产率达到6.34 mg L d,分别是对照组的1.53倍和1.58倍。这说明MT可有效促进微藻叶黄素的合成。（2）外源MT调节藻细胞内蛋白质、碳水化合物和叶黄素之间碳的分配,使更多的碳流向叶黄素合成;提高细胞内γ-氨基丁酸（GABA）和乙烯（ET）的含量,降低ROS水平。此外,MT诱导上调叶黄素合成和抗氧化酶基因的转录水平,表明叶黄素含量的增加与MT诱导对微藻中碳代谢流、叶黄素相关基因表达和多种信号分子的调控作用密切相关。（3）MT耦合乙烯利可进一步提高栅藻的叶黄素产量。当乙烯利添加浓度为30 mg L时,其叶黄素含量和产率为20.68 mg g和7.36 mg L d,较单独MT分别提高了26.87%和33.57%。MT耦合乙烯利可提高叶黄素合成相关基因的表达量,降低蛋白质和碳水化合物水平,增加细胞内ET含量(3.83 ng g),同时上调乙烯合成关键酶活性和抗氧化酶基因表达水平,激活抗氧化系统,减少ROS积累。（4）进一步研究发现,在MT作用条件下施加乙烯受体抑制剂1-甲基环丙烯（1-MCP）后,叶黄素含量和内源ET含量同步下降,叶黄素合成相关基因、乙烯合成关键酶和抗氧化酶的表达下调,而ROS水平上升。结果表明,MT可能通过介导ET调控叶黄素合成相关基因的转录及ROS水平,从而促进栅藻的叶黄素积累。

关键词：栅藻叶黄素褪黑素乙烯利活性氧基因表达

藻-菌混合并添加NaHCO3促进栅藻生长与脂类合成

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藻-菌混合并添加NaHCO3促进栅藻生长与脂类合成

作者：王雪晴河北工业大学

学位级别：硕士

微藻生长速率快、易于培养,脂类含量高,是生产生物柴油的主要原料。然而,与化石燃料相比,生物柴油的生产成本仍然较高,无法实现可持续的商业化生产。因此如何提高藻产量和脂类含量是生物柴油原料生产的关键问题。栅藻含脂量普遍在干重的... 详细信息

微藻生长速率快、易于培养,脂类含量高,是生产生物柴油的主要原料。然而,与化石燃料相比,生物柴油的生产成本仍然较高,无法实现可持续的商业化生产。因此如何提高藻产量和脂类含量是生物柴油原料生产的关键问题。栅藻含脂量普遍在干重的50%左右,是一种理想的生物柴油原料。因此本课题以栅藻作为研究对象,研究藻-菌混合培养(M),添加NaHCO(C)以及二者的结合(MC)对栅藻生长和脂类合成的影响,主要研究结果如下:藻-菌混合培养(M):本实验通过稀释涂布法从栅藻培养液中分离出四种微生物:细菌B、B、B与真菌F,筛选出对栅藻促进效果最佳微生物B,并进一步确定了栅藻与细菌B最佳细胞浓度比为4:1,从而构建了栅藻-细菌最佳混合培养体系。添加NaHCO(C):与栅藻单独培养(0.72 g/L,156.8 mg/g)相比,0.3 g/L NaHCO浓度条件下栅藻的生物量与脂类含量均达到最大值1.38 g/L、225.1 mg/g,分别提高91.7%、43.5%;同样地在NaHCO浓度为0.3 g/L时,叶绿素a与叶绿素b的含量分别达到最大值11.7 g/L与4.1 g/L,相比不添加NaHCO分别提高265%、193%,并且p H值培养结束时达到最大值9.1,表明0.3 g/L NaHCO对栅藻促进效果最佳。藻-菌混合并添加NaHCO(MC):与栅藻单独培养(CK)相比M,C和MC的生物量分别提高了68%、98%、195%,脂类含量提高35.6%、41.6%、50.4%,脂肪酸组成中的C18-1总含量提高了17%、30.8%、47.4%。因此,MC比M和C更高效,是一种有潜在应用价值的生物柴油原料生产模式。

关键词：藻菌混合培养栅藻碳酸氢钠生物柴油

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栅藻及小球藻研究简报

甘肃农业大学学报 1962年第1期 22-31页

作者：胡自治甘肃农业大学畜牧系饲料生产教研组

小球藻和栅藻的培养成功并广泛的用作畜禽饲料是大跃进以来饲料科学上的一项重要成就。随着藻类生产的扩大及科学研究的更深入,藻类的经济价值将大大提高。我们在党委的领导下在这方面也作了一点工作,但很不深入,现将一部分初步结果摘... 详细信息

小球藻和栅藻的培养成功并广泛的用作畜禽饲料是大跃进以来饲料科学上的一项重要成就。随着藻类生产的扩大及科学研究的更深入,藻类的经济价值将大大提高。我们在党委的领导下在这方面也作了一点工作,但很不深入,现将一部分初步结果摘录于后供同志们参考指正。

关键词：栅藻浸提液猪粪小结混合液培养效果栅列藻小球藻培养液

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栅藻富集DDT、六六六的研究

环境科学 1983年第5期 33-35页

作者：蒋亨光陈兴吴中国科学院环境化学研究所

农药是一类重要的环境污染物,特别是有机氯农药所造成的环境问题,引起世界环境工作者很大关注。藻类是水生食物链中最初的生产者,与农药在水中的迁移转化有着十分密切的关系。国外60年代就进行这方面的研究。国内最近几年在利用藻类处... 详细信息

农药是一类重要的环境污染物,特别是有机氯农药所造成的环境问题,引起世界环境工作者很大关注。藻类是水生食物链中最初的生产者,与农药在水中的迁移转化有着十分密切的关系。国外60年代就进行这方面的研究。国内最近几年在利用藻类处理废水方面也取得了一些成果,但是关于

关键词：栅藻栅列藻富集 DDT

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栅藻的形态与分类

太原师范学院学报（社会科学版） 1990年第Z1期 148-149页

作者：邱丽氚邓国政山大师院地理系

栅藻(Scenedesmus Meyen.)是淡水中极常见的浮游藻类,能生活在各种类型的淡水水体中,植物体常由4—8个细胞或有时由2个、16—32个细胞组成,为真性定形群体,细胞上有刺或无刺,以似亲孢子行无性繁殖,少数行有性繁殖。传统的栅藻分类主要... 详细信息

栅藻(Scenedesmus Meyen.)是淡水中极常见的浮游藻类,能生活在各种类型的淡水水体中,植物体常由4—8个细胞或有时由2个、16—32个细胞组成,为真性定形群体,细胞上有刺或无刺,以似亲孢子行无性繁殖,少数行有性繁殖。传统的栅藻分类主要依赖于其形态,著名的藻类分类专家Smith(1916)是传统分类的代表,他特别强调栅藻的细胞形态、刺的类型、细胞的排列方式、细胞的边缘等特征是稳定的,可作为分类的依据,这种观点一直得到许多学者的支持。尽管1913年Chodat等人在培养中就发现。

关键词：栅藻传统分类细胞形态细胞组成单细胞浮游藻类无性繁殖定形群体有性繁殖形态变化

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栅藻不同生物量的延迟发光研究

栅藻不同生物量的延迟发光研究

第五届泛环渤海生物化学与分子生物学会学术交流会

作者：聂晓艳韩金祥济南大学医学与生命科学学院山东省医学科学院医药生物技术研究中心

栅藻作为生命体,存在超微弱发光现象,其中生命体的延迟发光的研究有很大进展,不同生物量的栅藻其延迟发光动力学行为存在差异,通过对不同生物量的栅藻的延迟发光的测量,初步探究栅藻的发光规律。方法:针对不同生物量的栅藻,用YPMS-2生... 详细信息

栅藻作为生命体,存在超微弱发光现象,其中生命体的延迟发光的研究有很大进展,不同生物量的栅藻其延迟发光动力学行为存在差异,通过对不同生物量的栅藻的延迟发光的测量,初步探究栅藻的发光规律。方法:针对不同生物量的栅藻,用YPMS-2生物光子测量仪测其超微弱发光,并用Statistics 20及Origin软件对结果进行分析作图。结果与结论:在一定范围内,栅藻的延迟发光呈现特殊的曲线变化,而不是标准的双曲线衰减,在衰减曲线的30s之后存在一个"瞬间峰",在本实验中,当栅藻的生物量发生变化时,"瞬间峰"峰值及峰位也随之发生变化,当栅藻的生物量超过一定范围,其"瞬间峰"不明显甚至消失,说明"瞬间峰"的影响因素之一是生物量,它的峰值及峰位可以作为区分不同状态栅藻的指标。为栅藻作为生物指示剂的超微弱发光研究奠定基础。

关键词：栅藻超微弱发光延迟发光瞬间峰

来源： cnki会议评论

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栅藻对小麦种子萌发及初期幼苗生长的影响

太原师范学院学报（自然科学版） 2023年第4期22卷 72-77页

作者：谭梅娟张婷李雅吉王嘉姝陈静玥王捷太原师范学院生物科学与技术学院山西晋中030619

农业生产中,化学肥料的滥用引发一系列环境问题,微藻提取物可以作为化学合成肥料的替代品,促进可持续农业发展,因此微藻作为农业生物肥料的潜力越来越受到人们的重视.通过研究栅藻提取物(25 mg/L~800 mg/L)对小麦种子萌发的影响以及提... 详细信息

农业生产中,化学肥料的滥用引发一系列环境问题,微藻提取物可以作为化学合成肥料的替代品,促进可持续农业发展,因此微藻作为农业生物肥料的潜力越来越受到人们的重视.通过研究栅藻提取物(25 mg/L~800 mg/L)对小麦种子萌发的影响以及提取物和微藻悬浮液对小麦幼苗生长的影响,发现不同浓度栅藻提取物对小麦种子的萌发具有一定的促进作用,微藻悬浮液及中、低浓度栅藻提取物处理均可提高小麦生物量及叶片叶绿素、蛋白质和可溶性糖的含量.效果最佳的栅藻提取物浓度为100 mg/L.研究结果可为探索栅藻源生物刺激剂最佳施用浓度,提高施肥效益,降低施用成本提供理论依据.

关键词：栅藻微藻生物刺激剂小麦种子萌发幼苗生长

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