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高油脂微藻筛选及不同培养条件对其脂肪酸含量及组分的影响

杨凯  
【摘要】: 本文对实验室现有的微藻进行含油量的测定,重点选择了7种微藻,筛选出脂肪酸含量较高的3种微藻,分别为微藻P9、CF5和微藻TH6(实验室编号)。微藻P9总脂含量为33.00%,微藻CF5总脂含量为20.00%,微藻TH6总脂含量为8.20%。以这3种微藻为实验材料,根据微藻培养及影响脂肪酸合成的关键酶(乙酰辅酶A羧化酶)的活性,选择硝态氮、IAA、柠檬酸和Mg~(2+)等四种因子的变化研究其脂肪酸含量及组成成分的影响。 研究结果表明,氮浓度对三种微藻的脂肪酸含量都有一定的影响。其中对微藻P9的脂肪酸含量的影响最为显著(P﹤0.01),随着氮浓度的增加,微藻P9的总脂含量也在增加,在氮浓度为375mgL~(-1)时,与对照组相比,总脂量增加了11.21%,软脂酸、亚油酸、油酸、硬脂酸含量分别增加了18.16%、11.67%、10.94%和11.56%;低氮(37.5 mgL~(-1))下微藻TH6总脂含量为20.69%,此时,软脂酸、亚油酸、油酸含量分别增加了19.85%、3.05%和3.75%,硬脂酸减少了0.07%;而微藻CF5在不同氮浓度培养下总脂含量几乎没有变化,从而显示不同藻株对氮浓度的反应不同。 IAA作为植物生长素的一种,能促进和刺激许多单细胞藻类的生长。本研究结果显示,IAA对微藻P9的脂肪酸合成没有促进作用,在没有加入IAA时总脂含量最高,达到33.12%。微藻TH6在IAA浓度为1.0 mgL~(-1)时总脂含量最高达到19.75%,增加了约2倍,其中软脂酸、亚油酸、油酸和硬脂酸含量分别增加了13.40%、0.69%、1.01%和4.85%;微藻CF5在IAA浓度为0.5 mgL~(-1)时总脂含量最高增加了16.62%,亚油酸、油酸含量分别增加了10.03%和16.74%,但软脂酸和硬脂酸分别减少了0.39%和4.05%。因此,IAA在微藻生长和脂肪酸合成中起到了一定的促进作用,但不同藻种对IAA的浓度有不同的要求。 柠檬酸是脂肪酸合成的重要前体,而添加外源柠檬酸可以提高脂肪酸合成的速率。本研究结果表明在加入不同浓度柠檬酸培养微藻时,微藻P9在柠檬酸浓度为100 mg/L时,总脂含量为28.04%,与对照组相比,总脂含量增加了13.86%,软脂酸、亚油酸和油酸分别增加了0.72%、3.04%和3.24%,硬脂酸含量减少了2.29%;微藻TH6在柠檬酸浓度为100 mg/L时总脂含量增加了6.37%,软脂酸减少了0.81%亚油酸、油酸和硬脂酸含量分别增加了2.59%、5.96%和7.53%;而微藻CF5在柠檬酸浓度为120 mg/L时总脂含量最高达到17.50%,与对照组相比增加了3.75%,软脂酸、亚油酸和硬脂酸含量分别增加了0.82%、0.34%和4.55%,油酸的含量减少了0.64%。 Mg~(2+)对浮游藻类的增殖有一定的促进作用,是藻类生物的许多生理过程中起着重要作用的金属元素。Mg~(2+)对植物脂肪酸合成关键酶乙酰辅酶A羧化酶的活性有一定对影响,浓度增加,酶活性也升高。研究结果显示,Mg~(2+)对微藻脂肪酸合成有一定的影响,微藻P9在Mg~(2+)浓度为1.8 mmolL~(-1)培养下,与对照组相比,总脂含量增加了13.20%,其中亚油酸和油酸含量分别增加了2.18%和8.99%,而软脂酸和硬脂酸含量分别减少0.86%和0.1%;微藻TH6在Mg~(2+)浓度为1.5 mmolL~(-1)培养下,总脂含量增加了11.14%,软脂酸、亚油酸、油酸和硬脂酸含量分别增加了3.86%、4.19%、6.02%和7.65%;微藻CF5在Mg~(2+)浓度为1.2 mmolL~(-1)培养下,总脂含量为20.14%,软脂酸减少了0.56%,亚油酸、油酸含量和硬脂酸含量分别增加了4.38%、5.99%、和14.25%。 因此,微藻P9在氮浓度为375 mgL~(-1)、柠檬酸为100 mgL~(-1)和Mg~(2+)浓度为1.8 mmolL~(-1)培养下生长最佳且总脂含量最高;微藻TH6在氮浓度为37.5 mg/L、IAA为1.0 mgL~(-1)、柠檬酸为100 mgL~(-1)和Mg~(2+)浓度为1.2 mmolL~(-1)培养下总脂含量最高;微藻CF5在氮浓度为150 mg/L、IAA为0.5 mgL~(-1)、柠檬酸为120 mgL~(-1)和Mg~(2+)浓度为1.2 mmolL~(-1)培养下总脂含量最高。通过以上研究结果显示,微藻P9、TH6和微藻CF5都具有作为制备生物柴油的潜力。


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