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转植酸酶基因海水小球藻培养条件研究

左明  
【摘要】: 为提高转基因微藻的培养密度,研究了光暗循环和微量元素对转植酸酶基因海水小球藻生长的影响;在此基础上,在20L光生物反应器中探讨了培养条件以及流加培养等培养模式对转植酸酶基因海水小球藻生长的影响,获得了转植酸酶基因海水小球藻最大生物量产量和植酸酶含量的工艺条件;并以葡萄糖和酵母粉为碳源与氮源,对转植酸酶基因海水小球藻进行了异养培养研究;主要研究结果如下。 1、光暗循环对转植酸酶基因海水小球藻有一定的影响,当光/暗比为12h/12h时,有利于该微藻细胞的生长。适量的锌、钼、钴、铜和锰可促进转植酸酶基因海水小球藻的生长,当其浓度依次为:0.1,0.015,0.01,0.015和0.8μmol/L时,转植酸酶基因海水小球藻的生物量产量达到最大值:但是,在0.1,0,0.04,0.015和0.4μmol/L的条件下,植酸酶基因海水小球藻最高植酸酶比活值达到最高。通过对培养基中微量元素的优化,可以获得高生物量、高植酸酶比活值的转植酸酶基因海水小球藻培养条件。 2、在20L光生物反应器中对转植酸酶基因海水小球藻进行了培养,当温度,光照强度和通气速率分别为20℃,3750 lx和0.1 vvm时,细胞生物量和细胞内植酸酶比活值分别达到0.378g/L和1113.52U/mg。在恒速流加和变速流加模式下,经过6天的培养,20L光生物反应器中转植酸酶基因海水小球藻细胞内植酸酶的比活值分别达到1066.78U/mg和881.07U/mg,分别为对照组的1.34和1.11倍;其细胞生物量干重和植酸酶比活值也分别为6L光生物反应器培养结果的1.98、2.01倍和1.64、1.91倍。对转植酸酶基因海水小球藻细胞内的灰分含量和矿物元素含量进行了分析,结果表明,转植酸酶基因海水小球藻胞内灰分含量较低(仅占细胞干重的3.5%左右);除Ca和Na含量外,其它矿物元素的含量均低于对照组。 3、以葡萄糖和酵母粉为碳源和氮源可提高转植酸酶基因海水小球藻的培养水平,经过3天的异养培养,微藻细胞生物量产量和细胞内植酸酶的比活值分别达到1.041-1.12g/L和1277.13-1306.78 U/mg,分别是自养培养对照组的5.24-5.63和1.98-2.02倍;但是,单独添加葡萄糖可抑制转植酸酶基因海水小球藻细胞内植酸酶的积累。酵母粉能显著提高转植酸酶基因海水小球藻的生物量产量和细胞内植酸酶的含量,在光照和黑暗培养条件下,微藻细胞干重分别达到了0.76g/L和0.57g/L,分别是自养对照培养的3.81和2.85倍;细胞内的植酸酶比活值达到了1357.32 U/mg和1338.31 U/mg,分别是自养对照培养的2.1和2.07倍。在异养培养条件下,光照可提高细胞内蛋白质、叶绿素和β-胡萝卜素的含量,但其植酸酶的含量有所降低。


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