乙酸钠兼养下雨生红球藻生长特性分析

IOCAS-IR > 海洋生物技术研发中心

	乙酸钠兼养下雨生红球藻生长特性分析
	龙元薷
学位类型	硕士
导师	刘建国
	2014-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	生物工程
关键词	雨生红球藻兼养生长乙酸钠叶绿素荧光微藻培养
其他摘要	天然虾青素是迄今为止人类所发现的自然界最强的抗氧化剂，在众多领域具有广泛应用前景。雨生红球藻是天然虾青素的重要来源，但其生活史复杂、生长慢、对敌害的抵抗能力低。添加乙酸钠（NaAc）兼养可最大程度提高雨生红球藻的生长速率，是实现雨生红球藻大规模高效培养的重要手段。但目前仍有许多难题有待解决。本论文结合叶绿素荧光技术，对比研究了4 株不同品系雨生红球藻（H0、H2、H3、H6）在兼养（光照+乙酸钠）培养过程中细胞生长和光合作用的共性与差异性反应。初步探讨了兼养模式下乙酸钠对雨生红球藻生长的促进作用及相关机制，并对雨生红球藻兼养过程光合电子传递特点深入分析，探寻乙酸钠对雨生红球藻光系统II（PSII）能量流和能量利用效率的影响机制。以藻株H2 为例，对不同营养模式下雨生红球藻的生长特点进行了总结，探索雨生红球藻的最佳培养方案。另外以H0 为实验藻株，探讨了兼养培养过程，营养盐组成及不同初始接种密度对细胞生长速率及培养周期的影响。结果表明，4 株雨生红球藻在0.5-2.0 g/L 乙酸钠浓度范围兼养皆能较好生长。添加乙酸钠光下兼养培养较光合自养和黑暗异养明显提高雨生红球藻（H2）的细胞密度和比生长速率。但兼养对雨生红球藻生长的促进作用具有藻株差异性，不同藻株对乙酸钠浓度的适应能力存在明显差异。藻株H0 可适应的乙酸钠浓度较高，其在2.0 g/L 乙酸钠浓度下，培养第8 天细胞密度达到63.4 万/mL；而藻株H6 的对数生长期较短，细胞密度最高只达到33 万/mL。光下兼养过程，乙酸钠不仅为雨生红球藻提供异养生长的有机碳源，而且明显导致藻细胞的光合综合性能指数PIABS 发生改变。兼养对雨生红球藻生长的促进作用分为两个阶段：在前期主要通过增加乙酸钠异养加快细胞生长；培养后期主要通过提高细胞的光合作用进一步促进雨生红球藻的生长。通过对比4 株雨生红球藻PSII 光能吸收效率（φPo/(1-φPo)）等相关参数与PIABS 的变化趋势，并结合回归分析结果发现，兼养过程中乙酸钠主要通过影响雨生红球藻PSII 受体侧的电子传递效率改变细胞的光合生理状态，而且不同乙酸钠浓度条件下，4 株雨生红球藻PSII 反应中心的运转效率（RC/ABS）皆未出现显著变化（P>0.05）。不同乙酸钠浓度兼养条件下，雨生红球藻（H0）的最适初始接种密度并不一致。另外结合不同碳氮比组合及不同营养组分培养结果的对比分析发现，雨生红球藻兼养培养过程，适宜的初始接种密度及营养盐浓度与细胞的生长阶段及培养模式密切相关，并且在适宜培养条件上具有明显的藻株差异性。因此在雨生红球藻的规模化培养中，需针对不同藻株的生长特性选用适宜的乙酸钠及营养盐浓度，并同时根据藻细胞的生长状态（细胞阶段）选择适宜的初始接种密度，才能获得雨生红球藻兼养的最佳培养效果。此外，较高乙酸钠浓度兼养下，雨生红球藻的细胞大小变化很大。通过建立吸光值A750 与细胞密度间的回归方程获得藻细胞数量的统计方法在雨生红球藻添加有机碳源的兼养培养研究中并不适宜。本研究结果分析发现，叶绿素荧光分析技术可快速追踪雨生红球藻的兼养生长情况，通过光合综合性能指数PIABS 能够很好地掌握不同乙酸钠浓度下雨生红球藻细胞的生理状态，结合PSII 最大光能转化效率Fv/Fm、J 点的相对可变荧光VJ 值，以及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额φEo 等荧光数据能够很好地掌握不同实验处理下雨生红球藻PSII 的能量利用效率情况。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18023
专题	海洋生物技术研发中心
推荐引用方式 GB/T 7714	龙元薷. 乙酸钠兼养下雨生红球藻生长特性分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
乙酸钠兼养下雨生红球藻生长特性分析-龙元（3956KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览