微拟球藻硫脂酶基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)基因组序列注释的硫脂酶基因(NoTE)长1 314bp,其编码的硫脂酶长437氨基酸,与其他物种硫脂酶序列相似性较低。为验证其功能,将NoTE克隆到原核表达载体pET-30a上并在大肠杆菌BL21(DE3)中实现了表达。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测到预期大小的蛋白质条带。气相色谱(GC)分析显示,表达NoTE未改变大肠杆菌脂肪酸种类,但改变了其总脂肪酸含量和脂肪酸比例,其C14∶1、C16∶0、C16∶1、C18∶1及总脂肪酸含量较不含重组质粒菌株分别提高了11%、18%、32%、49%和30%。研究结果证明了克隆的硫脂酶基因能在大肠杆菌中表达并具有相应的酶活性。     

细胞生长时期对两种海洋微藻总脂含量和脂肪酸组成的影响

报道海洋微藻后棘藻 (Ellipsoidion sp.7- 14)和眼点拟微球藻 (N annochloropsis oculata)细胞生长时期对细胞内总脂含量和脂肪酸组成的影响。结果表明 ,两种微藻的总脂均在稳定期含量最高 ,分别占干重的 54.5%和 4 3.3% ,而 EPA、ω- 3多不饱和脂肪酸和总 PUFA的最高比例均出现在对数早期 ,EPA占总脂肪酸的比例可分别高达 2 7.3%和 2 7.7% ,同时总脂的含量却最低 ,分别占干重的 2 2 .9%和 2 2 .0 %。在生长对数期中 EPA是脂肪酸的主要成分 ,而在稳定期中16∶ 0、16∶ 1ω9和 18∶ 1ω9是脂肪酸的主要成分。     

Fe对眼点拟微球藻的生长和脂肪酸组成的影响

研究了铁对眼点拟微球藻(Nannochloropsis oculata)的生长和脂肪酸组成的影响.结果表明: Fe2 浓度在0～0.5 mmol/L的范围内,细胞比增长速率随Fe2 浓度的升高而降低.与对照组相比,随着Fe2 浓度的升高,细胞中主要的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例有所降低,而多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例则有较大的提高.另外,在一定范围内(0～0.3 mmol/L),Fe2 浓度的升高则会促使细胞内积累二十碳五烯酸(EPA).细胞生长和EPA积累的最适Fe2 浓度是0.05 mmol/L,在这一浓度下细胞比增长速率为0.236±0.020 d-1,细胞中EPA质量分数比对照组提高约24%.     

培养基限氮和添加钨酸钠对微拟球藻脂肪酸组成的影响

微藻的脂肪酸组成与环境条件密切相关.选取微拟球藻(Nannochloropsis oculata)为对象,比较研究了对培养基限氮和添加钨酸钠时,其脂肪酸组成的变化.结果表明:培养基限氮时,16∶0、16∶1、和18∶1占总脂肪酸的比例均显著提高,其中16∶0和18∶1均在限制96h达到最高值,分别提高了24.77％和95.27％,而20∶4和20∶5则显著降低.添加钨酸钠培养时,16∶0、16∶1、和18∶1占总脂肪酸的比例均显著提高.在钨酸钠浓度为0.1mmol/L时,与对照组相比,18∶1含量提高了1.13倍.该结果与培养基限氮培养时一致.因此,添加钨酸钠可实现氮限制.本研究旨在通过改变培养条件,探索微藻生物量积累后富集油脂的可能性,为微藻生物柴油大规模生产提供理论基础.     

光辐射对海洋微藻脂肪酸含量的效应

不同光辐射强度下三角褐指藻和小球藻脂肪酸的气相色谱分析表明 ,光辐射对海洋微藻脂肪酸的含量和组成影响很大。三角褐指藻和小球藻总多不饱和脂肪酸含量随着照度的增加呈下降趋势。在本实验条件下 ,在较低光强 (0 .2 5× 10 3 L ux～ 1.7× 10 3 L ux)时 ,EPA、DHA、C18∶ 3等多不饱和脂肪酸含量较高。     

6株高产油微拟球藻的中试培养评价研究

用50L密闭式吊袋光生物反应器,采用连续培养模式,对6株微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)进行产油性能的中试筛选。从藻种的比生长速率、总脂含量、油脂产率,甘油三酯(TAG)含量和脂肪酸组成等方面评价藻种的产油性能。经过10d的连续培养,筛选到2株生长速率快、油脂产率高的优良能源微藻藻株:3-25和75B1,它们的总脂含量分别达到细胞干重的33.49%和29.36%;油脂产率分别为10.04和8.07mg·(L·d)~(-1);它们的C16与C18之和分别占到了总脂肪酸含量的72.71%和68.05%,且以饱和脂肪酸C16∶0及单不饱和脂肪酸C16∶1为主,适合生物柴油的生产。尽管藻株4-38的油脂产率较低,但其甘油三酯含量较高,C16和C18之和高达76.32%,其脂肪酸组成也非常适合生物柴油的生产。研究结果表明,3-25、75B1和4-38这3株微拟球藻有望作为生产生物柴油的候选藻株。     

温度对四种产油微藻生长和油脂特性的影响

本文采用气相质谱联用技术对三株海水微藻—三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum,CCMM2012)、小球藻(Chlorella vulgaris,CCMM4004)、微拟球藻(Nannochloropsis sp.,CCMM6004),和一株淡水微藻—栅藻(Scenedesmus quadricauda,CCMM4002)在不同温度下的生长及油脂变化规律进行研究。结果表明:三角褐指藻、小球藻和栅藻在20℃下的油脂产率最大,分别为2.94、5.79和5.83mg/L/d,它们在20℃的培养条件下比较适合应用于生物能源开发;而微拟球藻在25℃下油脂产率最大,达6.45mg/L/d,因此此温度下更适合用于生物能源开发。三角褐指藻在15℃条件下DHA和EPA含量最多,为16.47%,而微拟球藻在25℃下DHA和EPA最多,为22.74%;因此三角褐指藻和微拟球藻在15℃和25℃下均比较适合应用于多不饱和脂肪酸的开发,而小球藻和栅藻的EPA和DHA含量在三个温度下普遍较少,不适合用于多不饱和脂肪酸的开发。     

迦得拟微球藻在不同硝酸钾浓度下的生长和生理生化特征

迦得拟微球藻(Nannochloropsisgaditana)具有较高的开发价值,但对于其活性物质定向积累的研究相对较少。本文以迦得拟微球藻为研究对象,设置3.0、5.0、7.5和14.9mmol/L (对照组,ASW培养基的硝酸钾浓度)四种硝酸钾组,探究氮素水平调控迦得拟微球藻总脂、多糖、可溶性蛋白和多不饱和脂肪酸等物质定向积累的可行性,以及此过程藻细胞的光合生理响应规律。结果表明:与对照组相比,硝酸钾浓度降低,迦得拟微球藻的生物量降低、总脂含量增加、可溶性蛋白质含量和多糖含量降低,然而其总脂、多糖与可溶性蛋白产率的最大值却在对照组条件下获得,分别为0.150、0.170和0.053g/(L·d);与对照组相比,3.0、5.0和7.5mmol/L处理组的C20:5相对含量分别降低73.1%、49.1%和23.9%;迦得拟微球藻的主要色素(堇菜黄素、无隔藻黄素、β-胡萝卜素、叶绿素a)随氮浓度降低呈减少趋势;PSⅡ最大光量子产量(Fv/Fm)、相对电子传递效率(rETR)和光合放氧速率随氮浓度降低而显著降低。综上所述,调控氮浓度可以实现迦得拟微球藻总脂、可溶性蛋白、多糖和C20:5的定向积累,但上述物质的产率却受到生物质浓度的影响,14.9mmol/L氮浓度条件下高光合效率是迦得拟微球藻获得较高活性物质产率的主要原因。     

南极冰藻的总脂含量及脂肪酸组成与其低温适应性的关系

通过对南极水样中分离出来的 4种南极冰藻 (2种硅藻和 2种绿藻 )在不同温度下的总脂含量和脂肪酸组成的研究 ,发现 2种硅藻 (H1和 H2 )通过增加胞内脂肪含量和不饱和脂肪酸的组成来提高其低温适应性 ,而且单不饱和脂肪酸含量远高于多不饱和脂肪酸 ,发挥主要的作用 ;绿藻 L1的总脂含量变化不大 ,但在低温条件下 ,其不饱和脂肪酸的含量亦相应提高 ;绿藻 L4的总脂含量和脂肪酸组成变化与 2种硅藻相似 ,但 2种绿藻的多不饱和脂肪酸含量远高于单不饱和脂肪酸 ,发挥主要的作用。研究结果还显示 ,低温有利于短链脂肪酸的合成。同时作为膜磷脂重要组成成分的 C2 2∶ 6脂肪酸在 4种冰藻中均保持稳定 ,含量相对较高 ,这也是对南极低温环境条件的适应     

3种海洋细菌脂肪酸组成特性的研究

本文利用气相色谱技术分析海洋细菌的脂肪酸组成,对哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、溶藻胶弧菌(Vibrio algi-nolyticus)和易损气单胞菌(Aeromonas trota)的种间差异进行比较,并以哈维氏弧菌为代表研究了培养条件对菌体脂肪酸组成的影响。3种实验菌株存在脂肪酸成分和含量的种间差异,可以利用C14∶1/C14∶0、C16∶1/C16∶0、C17∶1/C17∶0和C18∶1/C18∶0含量比进行种属区分。哈维氏弧菌在28和36℃条件下培养时,温度升高,饱和脂肪酸含量明显升高,不饱和脂肪酸则明显降低;pH7~9范围内,脂肪酸饱和度与pH值变化的相关性不显著,但相同碳原子数的饱和与不饱和脂肪酸含量的变化趋势基本一致;随着培养时间的延长,不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸含量之比略呈上升趋势。     

不同适温海洋富油微藻在富碳培养条件下的油脂积累特性研究

本实验分别针对3株低温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.ZL-12、四爿藻Tetraselmis chui ZL-33和小球藻Chlorellasp.ZL-45,3株中温藻株:球等鞭金藻Isochrysis galbana CCMM5001、等鞭金藻Isochrysis sp.CCMM5002和微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001,3株高温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.JN1、绿色巴夫藻Pavlova viridis JN2和海洋小球藻Chlorellasp.JN3,研究了在通入0.03%(空气)、5%、10%3个CO2浓度梯度条件下的生长特性,同时考察了其总酯及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于不同温度条件下9株藻株的生长,除微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001最适生长的CO2浓度为5%外,其余8株藻株最适生长的CO2浓度均为10%。在低温和高温条件下,6株海洋富油微藻在通入10%CO2时具有最大生物量产率,在中温条件下球等鞭金藻和等鞭金藻在通入10%CO2时获得最大生物量产率,而微拟球藻在通入5%时获得最大生物量产率,随着CO2浓度的增加,9株藻株的总脂含量和中性脂含量有明显提高。低温和中温藻株的总脂含量高于高温藻株的总脂含量,从中性脂的累积规律来看,9株藻株均在平台期的累积达到最大值,GC-MS分析结果表明,9株微藻适合制备生物柴油的C14~C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,所研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。     

低温和摄食对虹鳟脂肪酸合成基因表达的影响

通过分析低温和摄食对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)脂肪酸生物合成相关基因表达的影响,探究其低温适应机制,为虹鳟的成功越冬提供一定的理论依据。本实验设定了正常温度摄食组(NF)、正常温度不摄食组(NU)、低温摄食组(CF)和低温不摄食组(CU)4个实验处理,分别测定了虹鳟肝脏和肌肉在1、3、5、7和14d时硬脂酰辅酶A去饱和酶(Stearoyl-Coenzyme A desaturase,SCD)、Δ6-去饱和酶(Δ6fatty acid desaturase,Δ6Fad)和延长酶2(Elongation of very long chain fatty acids like 2,Elovel2)3个基因的相对表达水平。实验表明:摄食显著影响虹鳟肝脏对脂肪酸的生物合成,在营养供给充足的情况下,主要通过脱酰和重酰化作用(替代作用)来满足机体对单一不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid,MUFA)和多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid,PUFA)的需求;在营养供给不足时,可以通过相关脂肪酸生物合成通路合成MUFA和PUFA。虹鳟肌肉中有大量脂肪沉积,因而短时间的不摄食对其影响较小。当周围环境温度降低时,SCD、Δ6Fad和Elovel2三个基因的表达量均显著上升,表明虹鳟为了适应低温,生物膜磷脂脂肪酸中不饱和脂肪酸的比例上升,虹鳟肝脏和肌肉中MUFA和PUFA生物合成量增加。此外,虹鳟肝脏SCD mRNA的表达量在CF组较低,这可能是因为摄食可以在一定程度上补充MUFA。虹鳟在正常营养条件下,大约在5～7d可适应低温;在长时间的饥饿和低温胁迫下,虹鳟机体内的脂肪酸生物合成会受到影响。     

闽南近海尖头斜齿鲨肝油脂肪酸组成的季节变化

闽南近海尖头斜齿鲨Scoliodon sorrakowah肝油的脂肪酸组成中，主要的饱和脂肪酸包括C14：0，C16：0，C18：0；单不饱和脂肪酸包括C16：1，C18：1ω7，C20：1；多不饱和脂肪酸包括C20：4ω6，C20：5ω3，C22：5ω3和C22：6ω3。尖头斜齿鲨肝油总饱和脂肪酸和总单不饱和脂肪酸含量在6月份降至最低值，8-9月升至最高值，总饱和脂肪酸的季节变化规律主要由C16：0决定，总单不饱和脂肪酸的变化主要由C16：1和C18：1ω9决定，总多不饱和脂肪酸含量在6月份达到最高值，8-9用降到最低值，11月份又上升至一定水平，这种变化主要由C22：6ω3决定。     

十四株海洋微藻脂肪酸组成的研究

对 4个门的 14株 (红藻门 8株 ,甲藻门 1株 ,隐藻门 2株 ,绿藻门 3株 )海洋微藻进行了脂肪酸含量测定 ,微藻在确定的条件下生长 ,指数生长末期收获。结果表明 ,各门的微藻都有其独特的脂肪酸特征 :红藻中含有大量的 2 0 :4 n- 6和 2 0 :5n- 3,其中紫球藻 R2 5含量最高 ,占总脂肪酸的4 9.8% (AA占总脂肪酸的 2 0 .5% ,EPA占总脂肪酸的 2 9.3% )。隐藻的主要脂肪酸是 16 :0、18:1n- 9、18:3n- 3、18:4 n- 3、2 0 :5n- 3、2 2 :5n- 3。与其它甲藻有别的虫黄藻 ,18:4 n- 3含量很少并且不含EPA,其主要合成的是 16 :0、18:1n- 9和 2 2 :6 n- 3。 C16和 C18的不饱和脂肪酸是本实验研究的 3株绿藻的主要脂肪酸     

三种抑制剂对眼点拟微球藻的生长及脂肪酸组成的影响

研究了 DCMU、氟哒酮及亚油酸对眼点拟微球藻的生长、总脂含量及不饱和脂肪酸组成的影响。结果表明 :(1)当 DCMU的浓度在 0 .8μmol/ L以上时 ,眼点拟微球藻的生长抑制率达80 % ,其总脂占干重的百分含量减少了近 30 % ;在 1.0 μmol/ L 时 ,EPA占其总脂肪酸的相对百分含量增加了 10 8.6 1%。 (2 )当氟哒酮的浓度在 8.0μmol/ L以上时 ,眼点拟微球藻的生长抑制率为82 .9% ,其总脂占干重的百分含量下降了 2 1% ,而 EPA占其总脂肪酸的相对百分含量增加了6 0 %。(3)当亚油酸的最终浓度在 4 0 0 μmol/ L 以上时 ,眼点拟微球藻的抑制率达 6 4 %以上 ;大于30 0 μmol/ L、4 0 0 μmol/ L 时 ,EPA占其总脂的相对百分含量在 4 .77%以下 ;在 5 0 μmol/ L 以下时 ,EPA占其总脂肪酸的相对百分含量从对照组的 2 0 .96 %下降到 19.4 9%以下。结果表明 ,眼点拟微球藻在养殖中 ,当生物量增加到一定的程度时 ,可以用加入一定浓度的 DCMU或氟哒酮的方法来大幅度提高 EPA的含量。     

吲哚乙酸对微拟球藻生长和脂肪酸含量的影响

研究不同浓度吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)对微拟球藻(Nannochloropsis oculata)生长和脂肪酸组成的影响。结果表明:在0.1 mg/L时,低于0.5 mg/L时IAA促进微拟球藻生长,但不影响叶绿素和不饱和脂肪酸合成;IAA促进生长作用最显著,最大比生长率为2.33 d-1。随浓度进一步增加,IAA促生长作用越来越小,并抑制叶绿素和不饱和脂肪酸合成;在5 mg/L时,IAA极显著抑制EPA合成。添加适当浓度IAA可促进藻细胞生长,缩短其生长周期。     

一株分离微拟球藻LAMB0002的鉴定

微藻的分类鉴定是进一步应用的前提。微拟球藻属的6个种都是单细胞微藻,形态简单,难以用形态学方法进行准确鉴定。本研究分离了一株微拟球藻,结合光学显微镜和透射显微镜观察、脂肪酸和色素组成分析、18SrRNA基因和rbcL基因序列分析,将该藻株鉴定为Nannochloropsis oceanica LAMB0002。本研究进行了微藻分类系统的初步探索,为今后形成系统的微藻分类体系奠定了基础。     

7种(13株)杜氏藻的总脂含量和脂肪酸组成

在实验室条件下培养7种(13株)杜氏藻(Dunaliella),在生长的平衡期收获.分别采用索氏提取法和气相色谱法进行了总脂含量和脂肪酸组成的测定.它们的总脂含量在6.64%~16.18%(m/m,干重,下同)之间,其中7株的总脂含量超过10%.杜氏藻的16碳和18碳脂肪酸含量丰富,有着较高的C16∶0、C18∶1(n-12)、C18∶2(n-6)和C18∶3(n-3)脂肪酸,其中8株的不饱和脂肪酸含量超过总脂肪酸的50%.杜氏藻的EPA和DHA的含量较低,但是有5株超过总脂肪酸的10%.     

缺氮培养条件对胶球藻C-169油脂积累及其脂肪酸组成的影响

随着石油资源短缺的加剧,利用微藻生产生物柴油获得了全世界范围的关注,其中筛选高含油藻种是微藻能源产业的基本环节。本文研究了缺氮培养对胶球藻C-169在生长速率、油脂含量以及脂肪酸组成等方面的影响,结果显示,氮缺乏条件下,C-169从第3天开始生长速率明显低于正常培养组,10d后细胞密度维持在大约1.6×107cells/mL,为初始细胞密度的约33倍。而根据尼罗红荧光显微观察其在培养的第12天油脂积累达到最高,此时总脂中脂肪酸的含量由开始的0.089ng/1 000cells增长到1.135ng/1 000cells,而三酰甘油(TAG)占总脂比例达到的74.6%,其中以C16或C18饱和或单不饱和脂肪酸为主,其中油酸(18:1)的量占据了中性脂TAG的一半以上,符合生产高品质生物柴油的要求。     

南极冰藻的总脂含量及脂肪酸组成与其低温适应性的关系

通过对南极水样中分离出来的4种南极冰藻（2种硅藻和2种绿藻）在不同温度下的总脂含量和脂肪酸组成的研究，发现2种硅藻（H1和H2）通过增加胞内脂肪含量和不饱和脂肪酸的组成来提高其低温适应性，而且单不饱和脂肪酸含量远高于多不饱和脂肪酸，发挥主要的作用；绿藻L1的总脂含量变化不大，但在低温条件下，其不饱和脂肪酸的含量亦相应提高；绿藻L4的总脂含量和脂肪酸组成变化与2种硅藻相似，但2种绿藻的多不饱和脂肪酸含量远高于单不饱和脂肪酸，发挥主要的作用。研究结果还显示，低温有利于短链脂肪酸的合成。同时作为膜磷脂重要组成成分的C22：6脂肪酸在4种冰藻中均保持稳定，含量相对较高，这也是对南极低温环境条件的适应。