盐藻和β-胡萝卜素研究述评

养殖盐藻生产β－胡萝卜素是近十几年新兴起的研究领域，因其应用前途广阔，现已成为微藻生物学的研究前沿和热点，预计本世纪末和下世纪初将有更大发展。鉴于我国在这方面文章不系统，不全面，本文从盐藻生物学，养殖学，β－胡萝卜素异构体，β－胡萝卜素形成生理等角度全面概念了该领域研究现状，并提出存在的问题与研究方向。     

盐藻生产β—胡萝卜素两阶段养殖新模式研究

通过模拟现场条件的正交设计实验Ｌ２７（３＾１３）,研究了盐藻两阶段养殖生产β－胡萝卜素的最佳环境因素。结果表明：在相同时间内（１４ｄ）,两阶段养殖比一次性养殖生产β－胡萝卜素产量（ｍｇ／Ｌ）提高１．１９倍,其生长速率（ｄ＾－１）提高１．０９倍。     

盐藻β–胡萝卜素对鹌鹑脂肪肝的影响

盐藻β－胡萝卜素由中国科学院海洋研究所提供,用综合法复制鹌鹑脂肪肝动物模型藻β－胡萝卜素以观察其预防高脂饱中料致鹌鹑脂肪肝的作用,分组喂在不同饲料,对肝脏进行肉眼和病理组织学检查,结果表明,Ⅱ－Ⅶ组的肝系数与Ⅰ组相比有较明显的升高,盐藻β－胡萝卜素在６．２５ｍｇ／ｋｇ－２５ｍｇ／ｋｇ剂量范围内能使肝系数降低,肝脏脂肪变程度减轻,与Ⅱ组比较有统计学意义。实验证明,自盐泽杜氏藻中提取的以顺式炙主的β－     

盐藻和β-胡萝卜素研究述评

养殖盐藻生产β-胡萝卜素是近十几年新兴起的研究领域，因其应用前途广内，现已成为微藻生物学的研究前沿和热点，预计本世纪末和下世纪初将有更大发展。鉴于我国在这方面文章不系统、不全面，本文从盐藻生物学、养殖学、β-胡萝卜素异构体、β-胡萝卜素形成生理等角度全面概述了该领域的研究现状，并提出存在的问题与研究方向。     

培养密度和培养液“老化”对盐藻生长和β-胡萝卜素累积的影响

通过研究培养密度和培养液“老化”对盐生杜氏藻Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ ｓａｌｉｎａｗ Ｔｅｏｄｏｒｅｓｃｅ生长和β－胡萝卜素累积的影响，发现盐藻的细胞增长率在接种后第２天达到高峰，然后逐渐下降；β－胡萝卜素的日累积量在接种后逐渐增加，第７天达到高峰，然后下降，这一现象与在培养过程中细胞密度上升而使每个细胞所接收的光强下降以及培养液的“老化”有关。     

胁迫条件下盐藻β-胡萝卜素及其异构体累积的研究──盐度的影响

于１９８９－１９９１年，在青岛室外对盐藻为实验材料，利用Ｊｏｈｎｓｏｎ改良配方制作增养液，进行盐度（９０－２４０）实验，结果表明，细胞生长的适宜盐度为１２０；当盐度超过１２０－２４０，盐度越高对细胞生长越不利，但越有利于细胞内β－胡罗卜素的累积；适宜于养殖盐藻生产β－胡萝卜素中至少含６种异构体，盐度增加不利于顺式异构体的累积。为生产防癌和延缓衰老等作用更强的顺式异构体，建议生产性养殖时适当降低盐度     

四氯化碳对杜氏盐藻的毒性实验

按等浓度对数间距0．2设置毒物四氯化碳(CCl4)浓度对杜氏盐藻进行了毒性实验，根据细胞的生长以及β-胡萝卜素含量的变化，观察CCl4,对盐藻的毒性效应。结果表明，CCl4浓度小于0．13％时对盐藻生长及β-胡萝卜素累积几乎没有影响。盐藻对CCl4的最大耐受浓度为0．20％。CCl4浓度达到0．32％时，5天之后造成细胞全部死亡和β-胡萝卜素累积消失。     

氮磷比对盐藻生长及甘油和色素累积的影响

将盐藻在［Ｎ］／［Ｐ］（氮磷浓度比）为０．５至６０．０的培养液中进行培养,测定了不同实验条件下［Ｎ］／［Ｐ］比值对盐藻生长、培养液中甘油和叶绿素含量以及β－胡萝卜素累积的影响,并初步建立了盐藻在不同［Ｎ］／［Ｐ］比值下的生长动力学模式。研究结果表明,在［Ｎ］／［Ｐ］为２５时,盐藻的生长最佳。［Ｎ］／［Ｐ］比值变化对甘油含量的影响不大。［Ｎ］／［Ｐ］比值小于１５时,叶绿素含量随［Ｎ］／［Ｐ］比值的增加而增加;比值大于１５时,叶绿素含量基本不受［Ｎ］／［Ｐ］比值变化的影响．单细胞β－胡萝卜素含量随［Ｎ］／［Ｐ］比值的增加而减少,而培养液中β－胡萝卜素含量在［Ｎ］／［Ｐ］比值小于１５时基本不受影响,比值大于１５时含量呈下降趋势。     

类胡萝卜素细胞工厂——杜氏藻养殖研究进展

杜氏藻是目前生产天然β-胡萝卜素最好的商品化微藻,其β-胡萝卜素含量最高达细胞干重的14%(质量分数)。此外,通过紫外线或化学诱变剂处理,也能获得用来生产八氢番茄红素、番茄红素、叶黄素和玉米黄素等其他类胡萝卜素突变株。为使杜氏藻类胡萝卜素商业开发顺利进行,分析光、温度、pH值、营养、天敌等养殖条件对杜氏藻生长和类胡萝卜素积累的影响;比较大型开放池、循环池、回旋池、级联池、大罐、异养发酵罐及封闭式光合反应器等养殖方式的利弊;同时,总结培养液再循环、藻体采集、藻泥干燥、类胡萝卜素提取等藻体采收的有益经验。     

海洋微藻中若干活性物质的开发现状与展望

海洋微藻的开发应用是近几年国内,外的研究热点之一,预计在本世纪末和下世纪半有更大的发展。本文概述了开发利用海洋微藻生产β－胡萝卜素,不饱和脂肪酸,蛋白质及其他生物活性物质的国内,外研究现状与展望。     

杜氏藻的RF-RAPD分子系统学分析

杜氏藻(Dunaliella)是绿藻门、绿藻纲、团藻目、多毛藻科中的一个属(也有单独归为杜氏藻目、杜氏藻科、杜氏藻属[1]).因可以在高盐的极端环境中生存,也称之为盐藻.盐藻富含各种类胡萝卜素和甘油,其中β-胡萝卜素累积可达细胞干重的14%,具有较高的经济价值.另外盐藻无细胞壁,仅有一层糖蛋白和神经氨酸组成的外膜包裹,类似天然的原生质体,是真核细胞基因工程首选的受体之一.盐藻主要用来生产β-胡萝卜素,生产中发现β-胡萝卜素产量不稳定,推测种质差异因素与此有密切关系,因此分析不同种及种内品系及其与β-胡萝卜素含量相关性非常重要.     

盐藻过氧化物酶的盐适应性及其与物质积累的关系

实验分析了不同浓度NaCl处理下,培养盐藻的过氧化物酶(POD)活性及其与细胞密度、β-胡萝卜素积累和蛋白质积累的关系.结果表明,盐藻过氧化物酶活性随盐度变化而改变:在适当盐度(60～90g/L)下,过氧化物酶活性很低;在较低盐度(30～60g/L)或较高盐度(90～150g/L)下,盐藻过氧化物酶活性均显著升高,说明盐藻过氧化物酶是一种盐度逆境适应酶.盐藻过氧化物酶活性与盐藻细胞密度及物质积累关系密切:盐藻过氧化物酶活性很低时,盐藻细胞密度大,同时β-胡萝卜素和蛋白质积累也多;随着盐藻过氧化物酶活性升高,盐藻细胞密度、β-胡萝卜素和蛋白质积累均逐渐降低,但盐藻过氧化物酶活性进一步升高时,盐藻蛋白质积累又有增加,可能在盐藻体内有逆境蛋白产生.     

盐藻SOD的盐适应性与物质积累的关系

实验分析了不同NaCl浓度处理下,盐藻SOD活性及其与细胞密度、β-胡萝卜素积累和蛋白质积累的关系.结果表明:在30～120 g/L的盐度范围内,随着NaCl浓度的提高,SOD活性极显著地增强,说明盐藻SOD是一种高盐适应酶.盐藻SOD活性与细胞密度及物质积累关系密切:在SOD活性为0.710×108 cells-1·min-1左右时,盐藻细胞密度、β-胡萝卜素和蛋白质的积累量都最高,而在SOD活性较低或较高时,盐藻细胞密度、β-胡萝卜素和蛋白质的积累量都较低.可能适当盐度下SOD的活动较好地保护了盐藻体内物质积累反应的进行.     

光照、温度和营养盐对三株盐生杜氏藻生长和色素积累的影响

通过正交试验研究了光照、温度和营养盐对3株盐生杜氏藻株系(BJ,OUC38和OUC8)生长和色素积累的影响,旨在探明适于盐生杜氏藻生长和β-胡萝卜素积累的光照、温度和营养盐条件,并对实验中3株株系生长和β-胡萝卜素积累速率进行了初步的比较。结果表明,盐生杜氏藻生长的最适光照和温度分别是145.3μmol.m-2.s-1和23℃;适于β-胡萝卜素积累的光照和温度分别是218.2μmol.m-2.s-1和23℃;适于生长的营养盐条件是NaNO30.4 mmo/L、尿素0.6 mmol/L和NaHCO318 mmol/L,而当NaNO3、尿素和NaHCO3浓度分别为0,0.2和18 mmol/L时有利于β-胡萝卜素的积累。高光照、低温有利于杜氏藻细胞β-胡萝卜素的积累,在218.2μmol.m-2.s-1光强和15℃条件下藻细胞β-胡萝卜素积累平均值可分别达10.39和12.46 pg/cell。3个株系中OUC38积累β-胡萝卜素的能力高于另外2株,但差异不显著。     

盐藻分子生物学研究概况

杜氏藻(Dunaliella sp．)又称盐藻,是一类极端耐盐的单细胞真核绿藻,属于真绿藻纲、杜氏藻目、杜氏藻科、杜氏藻属．有些杜氏藻能够耐受环境中NaCl浓度在0．05％～39．4％之间的变化,可以在pH5．5～9．5的范围内生存。杜氏藻细胞体内能储存大量的甘油和胡萝卜素等有机化合物。可通过大量培养杜氏藻来提取β-胡萝卜素。天然甘油是良好的化妆品基质。而β-胡萝卜素是食品添加剂和着色剂。且具有医疗保健功能;     

光照与温度对紫外筛选盐生杜氏藻藻株的生长及色素积累的影响

利用紫外线诱变方法进行盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的藻种选育,并研究了所选择的3株诱变株(OUC21,OUC36,OUC66)对光照和温度的反应.结果表明,光照实验中诱变株和出发株(BJ38)的生长与β-胡萝卜素积累的最适光照强度相同,都是0.88×104 lx,此光强下诱变株的生长速率要高于出发株,其中OUC36生长速率最快,藻细胞密度比出发株高25%;3株诱变株中只有OUC36单位体积藻液中β-胡萝卜素的积累量(10.76 mg/L)高于出发株(10.10 mg/L),而OUC21(6.68 mg/L)则低于出发株,各光强下3株诱变株单位体积藻液叶绿素的积累量都高于出发株.诱变株与出发株在最适生长温度上表现出差异性,出发株生长的最适温度为22℃,诱变株OUC66与之相同,而OUC21和OUC36生长的最适温度是28℃,实验中同一温度条件下诱变株的生长速率高于出发株,最大的也是OUC36;适于β-胡萝卜素积累的温度诱变株与出发株相同,都是22℃,3株诱变株中同样是OUC36单位体积藻液中β-胡萝卜素积累量(7.9 mg/L)最大,略高于BJ38(7.84 mg/L),而OUC21(5.31 mg/L)最低,各温度下诱变株单位体积藻液中叶绿素含量高于出发株.OUC36具有生长速率快和积累β-胡萝卜素能力强的优点,可能成为适用于大规模培养的藻种.     

碱法絮凝气浮分离盐藻的研究

一、前言盐藻(Dunaliellasalina)是一种绿色的单细胞微藻,形体微小,对pH值、温度、光照和盐度等环境因子的耐受能力很强。盐藻在食品、医药保健、养殖业和化工等领域中具有很高的经济价值,细胞内含有大量的蛋白质(干重的50%～60%)和甘油(干重的40%～50%)及丰富的类胡萝卜素,其中β-胡萝卜素含量可达干重的10%以上[1]。盐藻中的β-胡萝卜素不仅是维生素A的前体和食品工业中的天然黄色素,而且在防治癌症、抗肿瘤和心血管疾病,以及在治疗老年性痴呆、白内障等方面有重要的生理功效[2]。在盐藻的养殖和产品开发中,藻生物量的分离费用一般要占…     

不同氮源对盐生杜氏藻生长和色素积累的影响

研究了NaNO3、NH4Cl、NH4NO33种氮源对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)生长和色素积累的影响及3种氮源吸收的规律。结果表明,3种氮源中,NH4NO3对促进D. salina细胞生长、β-胡萝卜素积累和叶绿素a合成效果最好,细胞最高密度为136×104cell/mL;β-胡萝卜素含量最大值为137mg/g;NO3-和NH4 共同存在时,优先利用NH4 ;建立了3种氮源吸收的动力学方程。     

两种杜氏藻对硝酸盐利用模型的比较研究

研究了NaNO3对两种杜氏藻Dunaliella salina和Dunaliella parva生长速度、色素积累的影响和NaNO3的吸收规律,结果表明,NaNO3浓度为1.5mmol/L时,D.salina生长最快,最高密度76.4×104cell/mL;对照组为16.3×104cell/mL;低氮有利于D.salinaβ-胡萝卜素积累,β-胡萝卜素最大值105mg/g出现在0.5mmol/L NaNO3的样中,对照组为45mg/g;较高的NaNO3有利于叶绿素a的合成;藻液pH值开始3-5d急剧上升,后在波动中下降。对D.parva来说,NaNO3浓度为2.5mmol/L时生长最快,细胞最高密度为295×104cell/mL,对照组为15×104cell/mL;在实验范围内,NaNO3浓度越高,β-胡萝卜素含量越高,β-胡萝卜素最大值为37.5mg/g,叶绿素最大值为65mg/g;建立了两种杜氏藻对NaNO3利用的动力学方程。     

2种邻苯二甲酸酯对杜氏盐藻的生长抑制机理研究

为揭示环境激素邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)与邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate,DEP)对杜氏盐藻的抑制机理,研究了DBP与DEP对杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)生长情况、β-胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛(Malonaldehyde,MDA)含量和亚显微结构的影响。结果表明,DBP与DEP对藻细胞生长均有抑制作用,但二者作用机制不同:在DBP作用下藻体SOD活性持续增强,细胞膜结构损伤,MDA含量显著增加,表明DBP可能通过作用藻体的膜结构,引起细胞氧化损伤,最终导致细胞死亡。DEP使得藻体SOD活性先增强后减弱,β-胡萝卜素显著增加,亚显微结构中膜结构未发现明显损伤,但淀粉粒大量增加,线粒体畸形,藻体可能通过合成β-胡萝卜素和淀粉粒抵御氧化胁迫,但大量的物质合成可能导致细胞代谢紊乱,加速藻细胞衰亡。本研究为揭示邻苯二甲酸酯类环境激素的环境行为提供了科学依据。