小球藻培养条件优化及油脂积累特征

为探索小球藻光生物反应器培养和油脂积累的最佳条件,就pH和不同浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+和Zn2+等环境因素对小球藻生长的影响进行了探讨,同时应用尼罗红染色荧光法对各环境因子条件下小球藻细胞内油脂积累状况进行了动态监测;继而应用正交实验对显著影响小球藻生长和油脂积累的培养条件进行了组合优化。结果表明:高浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+可促进小球藻的生长,而Zn2+则抑制其生长,pH对其生长及油脂积累影响不明显;在一定范围内,氮限制和高浓度的金属离子可以有效地促进小球藻油脂的积累;小球藻最优培养条件组合为:Fe3+浓度为12μmol/L,Zn2+浓度为7.2μmol/L,NO3-N浓度为0.3 mmol/L。     

更新率对小球藻生长与油脂积累的影响

文章采用柱状光反应器培养小球藻Chlorella sp. HQ,确定了最优光反应器操作条件,探究了半连续培养更新率对小球藻生长及油脂积累的影响。结果表明高初始接种密度、低曝气速率、培养基灭菌更有利于小球藻的生长,用于半连续培养的最佳操作条件为初始接种密度2×10~6个/mL,曝气速率1 L/min,培养基不调pH且经过灭菌。采用半连续培养模式,不同更新率下小球藻获得最大生长率时的最佳更新率为30%;从更新率与油脂含量、TAGs浓度的拟合曲线得出获得最大油脂积累量的最佳更新率为21%。可见调节更新率可获得高微藻生物量及高油脂产量,研究结果为利用小球藻大规模生产生物质转化生物柴油提供了数据基础。     

细菌对城市污水中小球藻生长和油脂积累的影响

利用城市污水培养微藻,可在实现污水无害化处理的同时,培养微藻回收生物质能源.污水为微藻的培养提供氮、磷等营养组分和所需水源,同时污水中的细菌可分解污水中的有机物产生CO_2,为微藻提供生长所需碳源.菌藻混合培养既可以收获藻类,又可以净化污水,由于城市污水含有大量的原生菌类,且微藻与细菌之间存在着互生、拮抗等复杂的相互关系,因此,需要筛选出既能够适应于城市污水又能促进微藻生长和油脂积累的优势菌种.本文从不同来源的13种细菌中筛选出2种能够显著促进蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长和油脂积累细菌,并分析了微藻培养结束后城市污水的菌群结构.结果表明:污水中光合细菌初始吸光度D600为0.01,W4菌初始吸光度D_(600)为0.02时,对小球藻的干重和油脂产量促进作用最显著,油脂产量分别可达0.114 g·L~(-1)、0.113 g·L~(-1),油脂产量比空白对照组分别提高了22.58%、21.50%.通过对生成的脂肪酸甲酯进行气相色谱分析,结果显示光合细菌和W4菌的添加并未改变小球藻脂肪酸成分,但提升了单不饱和脂肪酸的含量,有利于提升所得生物柴油的品位.培养结束后污水的菌群结构分析显示投加细菌会降低污水中菌群的丰富度和多样性,初步判断是投加的菌在藻液中能够成为优势菌群,且实验组中丛毛单胞菌属(Comamonas)和假单胞菌属(Pseudomonas)的丰度大于对照组.     

缺镁胁迫对普通小球藻光合生理及油脂积累的影响

小球藻是一种重要的生物资源,它在生产微藻燃料、提取生物活性物质以及水环境修复等方面具有广阔的应用,因此研究小球藻的生理生化特性具有重要的意义.镁离子在微藻的生长过程中起到了很重要的作用,不仅是叶绿素结构的中心原子,还是一些代谢途径中关键酶的辅因子.采用批次培养的方法,在对普通小球藻(Chlorella vulgaris)光合自养培养过程中,研究了在缺镁胁迫条件下的普通小球藻的光合生理及油脂积累的变化.结果表明,在缺镁胁迫条件下,普通小球藻的生物量、蛋白含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量分别降低了20%、43.96%、27.52%、28.07%,而总油脂含量增加了19.60%;普通小球藻的最大光能转化效率Fv/Fm降低了22.54%,而非光化学淬灭qN显著高于正常培养条件.本研究结果表明缺镁胁迫抑制了普通小球藻中叶绿素的合成,从而影响了光合作用的进行,导致普通小球藻生长受到抑制、蛋白质合成受阻,从而使其碳同化进入油脂的合成代谢,增加了普通小球藻油脂含量.     

蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa-15的异养培养条件优化及污水养殖

为了提高微藻的生物量及油脂产量以降低微藻生物柴油的生产成本,采用光异养培养模式对蛋白核小球藻进行培养,确定其最适生长的碳源为葡萄糖,氮源为大豆蛋白胨.采用响应面设计的方法对蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa-15光异养培养过程中的最佳碳氮源浓度进行了优化,在葡萄糖含量为17.53 g.L-1,大豆蛋白胨含量为8.67 g.L-1时,生物量最大产量为0.63 g.(L.d)-1,与模型预测结果[0.62 g.(L.d)-1]基本吻合,此时其油脂含量为19.25%,油脂产量达到121.3mg.(L.d)-1.污水养殖结果显示,在以北京市城市生活污水为培养基的情况下,微藻Chlorella pyrenoidosa-15对污水具有良好的净化能力,COD的去除率达到80.9%,总氮的去除率达到69%,同时其也具有较好的产油效率,生物量和油脂含量分别可达到1.00 g.L-1和24.12%,具有进一步研究的理论及应用价值.     

异养小球藻的筛选鉴定及其特性研究

在天然水体中筛选得到1株能高速异养生长的藻株WLZ-H.用扫描电镜对藻株进行细胞形态分析,并结合16S rDNA分子生物学鉴定,初步确定藻株WLZ-H属于小球藻属(Chlorella sorokiniana).对藻株WLZ-H 进行环境因子单因素试验,发现KNO3和葡萄糖浓度对藻株WLZ-H生长影响显著;过高的温度会降...     

二苯甲酮对蛋白核小球藻的毒性研究

为分析环境污染物二苯甲酮对淡水藻类的毒性效应,以蛋白核小球藻为受试对象进行了染毒和生理指标分析。结果显示二苯甲酮会抑制该种藻类的增殖,96hEC50值为3.98mg/L。染毒8天后,二苯甲酮达到或超过3.9mg/L剂量会影响蛋白核小球藻的光合作用和抗氧化能力等,表现为叶绿素含量降低、各种抗氧化酶类的活性降低、丙二醛含量升高(p<0.05)。     

应用蛋白核小球藻监测工业废水毒性的研究

实验结果表明，苯酚浓度与蛋白核小球藻生长抑制率成线相关，相关水平小于０．０１。依据苯酚对蛋白核小球藻的毒性效应呈线性相关规律，探索出以蛋白核小球藻作为监测生物，用苯酚作为参比毒物，将工业污染废水定量地表征出其综合毒性。这种监测与评价方法的结果与实际水质状况基本相符。     

高密度培养小球藻去除CO2的研究

抗逆性强、生长速率快且能高密度培养的微藻是生物法同碳的良好材料.沼液中含有小球藻生长所需的基本营养物质,但其比例及浓度并不能满足微藻高密度发酵以大量固碳的要求.文章以沼液中驯化出的抗逆性小球藻为实验藻株,以沼液为基础培养基,考察了该藻高密度培养的条件,并将其应用于CO2的去除.结果以50％沼液为基础培养基,补加氮80 ...     

蛋白核小球藻与DEP的相互作用

运用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法,得出邻苯二甲酸二乙酯抑制蛋白核小球藻生长的９６ｈＥＣ５０为８０ｍｇ／Ｌ。实验结果表明,蛋白核小球藻对ＥＤＰ有明显的富集与降解作用,富集量和浓缩系数（ＢＣＦ）都在１２ｈ达到最大,分别为９．８ｍｇ／ｇ和２０５。此后富集量随时间的延长而逐渐降低,９６ｈ降到１．８ｍｇ／ｇ。ＢＣＦ在７２ｈ内也随时间的延长而逐渐减小,并在７２ｈ降到最小８０,７２ｈ以后又随时间的延长而升     

MBFA9对蛋白核小球藻生长的影响研究

以蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）实验生物,以生物量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活力的变化为指标,研究了不同浓度的高效微生物絮凝剂MBFA9对蛋白核小球藻的毒性效应,结果表明：低浓度短时间内MBFA9可以抑制蛋白核小球藻的生长,随着时间的延长,抑制作用减弱并最终消失;高浓度MBFA9最终可以轻微促进蛋白核小球藻生长,但SOD比活力和POD比活力稳定,表明未启动抗氧化酶系统和非酶抗性系统,对藻细胞不构成伤害。初步证明,絮凝剂MBFA9无急毒反应,是一种安全的、无毒的、对生态环境友好的微生物发酵制品。     

铜绿微囊藻与蛋白核小球藻的快速定性研究

铜绿微囊藻和蛋白核小球藻是藻类水华常见的优势藻,二者形状大小较为相似,不易区分,采用浮游植物流式细胞仪,初步研究了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的快速检测和区分技术。通过对比选择具有区分优势的参数指标,即代表细胞内颗粒复杂程度的侧向散射信号(SWS)的均值指标和代表叶绿素含量的红色荧光信号(FL Red)的均值指标,对两藻种进行了多维度的筛选和区分。根据选择的参数指标,导出对应的特征信号图谱,进一步考察其信号图谱的特征性。经研究表明区分藻种的一级指标是信号强度,二级指标是信号光滑度。     

基于污泥资源化利用的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)培养研究

利用废水或者废弃物培养微藻,不仅可使废弃物得到合理利用,还可为微藻培养提供廉价原料.以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为研究对象,以污泥抽提液部分或全部替代SE(selenite enrichment)培养基,研究基于污泥资源化利用的微藻细胞培养方法.结果表明,当SE培养基与污泥抽提液比例为1∶9和2∶8时,相同条件下接种蛋白核小球藻培养14 d后,在波长为680 nm下其光密度分别为0.858和0.845,显著高于其它处理,当两者比例为0∶10和10∶0时,相应光密度分别为0.571和0.247.通过测定其色素和次生代谢产物含量时发现,当SE培养基与污泥抽提液比例为2∶8时,蛋白核小球藻的叶绿素、β-胡萝卜素和蛋白质含量最高.因此,剩余污泥抽提液可以部分作为培养蛋白核小球藻的良好基质,并且其培养效果明显优于其标准培养基.在本试验条件下,蛋白核小球藻培养的最佳条件是污泥抽提液比例为80%,该条件下蛋白核小球藻的生长状况较好,并且叶绿素与蛋白质含量最高.     

蛋白核小球藻去除2种头孢类抗生素的研究

该研究选取蛋白核小球藻为实验对象,考察头孢拉定和头孢他啶对该藻生长的影响以及该藻对2种抗生素的去除情况。结果表明,浓度范围为5~150 mg/L的头孢拉定、头孢他啶对蛋白核小球藻均表现出一定的抑制作用,均属于低毒,毒性顺序为头孢拉定头孢他啶。同时,蛋白核小球藻对头孢拉定、头孢他啶均具有明显的去除作用,且前者的去除动力学符合假零级动力学和假一级动力学中的任意一种,后者符合假一级动力学。蛋白核小球藻对头孢拉定、头孢他啶的去除率随着抗生素浓度的增加而减小,随着藻密度的增加而增加。48 h后,蛋白核小球藻对不同浓度的头孢他啶的去除率达97.13%~100.00%,而对头孢拉定的去除率为9.18%~24.99%。当初始藻密度为10.0×10~6个/m L时,藻对两种抗生素的去除率达到较高水平。蛋白核小球藻对头孢拉定、头孢他啶的的吸附量是很小的,均在1.50%以下,在蛋白核小球藻对这2种抗生素的去除中基本可忽略不计。     

商品氯氰菊酯农药对蛋白核小球藻的毒性效应研究

研究了氯氰菊酯对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞内含物(可溶性蛋白、可溶性糖)及抗氧化酶类(超氧化物歧化酶,SOD)、膜脂氧化产物(丙二醛,MDA)的影响.结果表明,在氯氰菊酯暴露下,藻细胞的生长受到不同程度的抑制,且抑制程度随氯氰菊酯浓度的增大而增大,氯氰菊酯对蛋白核小球藻生长的72h半效应浓度(EC50)为4.89mg·L-1.藻细胞所有生理生化指标对氯氰菊酯响应迅速,在暴露初期较为敏感,24h后趋于平稳.其中,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等浓度组(3.2,5.6mg·L-1)上升趋势最为显著.SOD活性则呈现出低浓度(1.0,1.8mg·L-1)促进、高浓度(>3.2mg·L-1)抑制效应.氯氰菊酯可使藻体内丙二醛(MDA)含量升高,氯氰菊酯浓度越高,藻体内MDA含量越高.研究结果表明,对藻细胞SOD活性的抑制及膜脂过氧化可能是氯氰菊酯对蛋白核小球藻产生毒害作用的重要原因.     

二氯甲烷和二氯乙烷对蛋白核小球藻的毒性影响研究

研究了二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长和生化指标的毒性效应.结果表明,二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻生长有影响.随着2种毒物浓度的增大,其对藻生长的抑制越明显,藻细胞密度均呈现下降的趋势.二氯甲烷和1,2-二氯乙烷抑制蛋白核小球藻生长的96 h-EC50分别为550.1 mg/L和276.0 mg/L,1,2-二氯乙烷的毒性要稍强于二氯甲烷.2种毒物联合作用时基本表现为拮抗作用.叶绿素a含量随毒物浓度增加而迅速下降,SOD和CAT的活性随毒物浓度升高呈现先升高后下降的"钟形曲线".MDA的含量随毒物浓度升高而急剧上升,膜脂过氧化加剧.表明毒物通过产生活性氧自由基引起生物大分子的氧化损伤可能是其对蛋白核小球藻产生毒性效应的主要原因.     

改进的PVA-硫酸盐法固定蛋白核小球藻除磷研究

首次报道采用改进后的PVA-硫酸盐固定化方法,包埋固定蛋白核小球藻.该方法克服了现有的几种PVA固定化包埋过程的缺点.其操作过程简单,形成的凝胶小球不黏连,透光性好,对生物毒性小,机械强度高.经固定的蛋白核小球藻在光照条件下对磷的去除率达95%,3个周期后,磷去除率仍可达到75%以上,凝胶小球强度没有明显降低.实验证明,光照是影响固定化蛋白核小球藻除磷的主要因素,光暗比12:12与24h全光照的两组对磷的最高去除率没有明显差别,但光暗比12:12的一组去除率有波动.透射电镜观察结果表明,PVA与细胞壁紧密粘贴,蛋白核小球藻生长没有停止.     

小球藻捕集高浓度CO_2培养工艺的初步研究

利用自组装工艺流程对驯化后的小球藻进行CO2捕集实验和相应培养工艺条件的初步研究。由于抑制小球藻生长的主要影响因素是高浓度的CO2气体和由于CO2溶解于培养液中导致的溶液p H值的降低,为了能够优化培养工艺,在实验中设计了2种培养体系分别考察这些影响因素对藻生长的影响。实验发现高密度藻细胞培养体系对高浓度CO2和低p H环境的耐受能力要大于低密度细胞培养体系,并且生长速度和固碳能力也相应提高。这是由于高密度细胞培养体系有更好的p H缓冲能力和吸收CO2的能力。这样的培养特性为进一步优化微藻培养体系,分段培养小球藻进行大规模CO2的捕集和利用提供了有力的实验数据。     

不同水化学特征下铜对小球藻的急性毒性研究

配制不同单因子Ca、Mg、Na、K、pH、DOC浓度,进行铜对小球藻的48h急性毒性试验,旨在全面考察每个水质指标对其毒性值的影响权重。结果显示,金属(Ca、Mg、Na、K)在铜对小球藻的毒性中影响不显著,并没有在铜对小球藻的毒性效应中起到竞争作用;pH在5.5~8.0变化导致IC_(50)(半抑制浓度)值有所变化,其存在关系式:IC_(50)=-3.41*pH+27.18(R~2=0.66);DOC(溶解有机碳)浓度变化(0~3.65mg/L)对IC_(50)值的影响最为显著,IC_(50)值增大62倍,其关系式为:IC_(50)=30.52*DOC+1.10(R~2=0.95),铜与DOC的络合大大降低了铜的生物有效性。     

1,4-二氯苯对蛋白核小球藻的毒性效应

研究不同质量浓度的1,4-二氯苯(1,4-DCB)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生长状况、蛋白质含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性(SOD酶活性)和脂质过氧化丙二醛(MDA)含量的影响,检测1,4-DCB对海洋微藻的毒性效应及其毒性机理.结果表明:1,4-DCB对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用,该效应表现出一定的浓度和时间依赖性;1,4-DCB处理4 d后,蛋白核小球藻细胞蛋白质含量和叶绿素含量下降,SOD酶活性降低,MDA含量升高,这表明1,4-DCB通过产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤可能是1,4-DCB对蛋白核小球藻产生毒害效应的主要机制,受有机物污染后藻类作为饵料的价值降低.