基因工程在提高微藻生产生物柴油能力中的应用前景

石油消耗,气候变化,能源安全等问题的日益突出,使得可再生能源研究逐渐受到世界各地的关注。微藻富含油脂,具有很多独特的优势,在生物柴油领域被寄予厚望,但利用微藻生产生物柴油也有许多问题亟待解决。通过基因工程的手段对微藻进行改造有可能是解决这一问题的突破点。国内外通过基因工程手段在高等植物、微藻、微生物中均实现过提高油脂含量或改变油脂组成的目的,而这些经验能够为基因工程在微藻中的应用起到很好的指导作用。对此,本文作了比较详细的介绍以期为利用微藻生产生物柴油提供些有价值的信息。     

转基因微藻作为新型生物反应器的研究进展

转基因微藻作为生物反应器生产生物活性物质已成为基因工程研究的热点之一。目前以转基因微藻作为生物反应器的技术并不十分成熟,然而许多科研人员及生物医药公司将微藻作为新型生物反应器生产有用的外源蛋白。本文对微藻生物反应器构建中的有效核转化方法的建立、转基因微藻中所用的启动子、筛选标记、稳定表达等问题进行了综述,同时介绍了目前转化成功的以及未来可能转化成功的有潜在应用价值的微藻。     

微藻脂肪酸生物合成的研究进展

本文概述了微藻脂肪酸生物合成的研究进展,主要包括微藻脂肪酸生物合成途径的解析、影响脂肪酸积累的因素以及微藻脂肪酸生物合成基因工程的研究进展等3个方面的内容。具体阐述了化学因素和物理因素对脂肪酸积累的影响,总结了当前通过基因工程手段提高微藻脂肪酸含量的发展思路,同时结合自身的研究成果对微藻脂肪酸生物合成的研究进行了展望。     

微藻育种的研究现状及前景

概述了微藻育种的研究现状及前景,并比较了几种主要育种方法(选择育种、诱变育种、细胞融合、基因工程)的优缺点:1)选择育种是一切育种实践的基础,虽然简单易行、安全性好,但藻株发生变异的机率较小,育种周期长,选育的微藻普遍存在遗传性状不稳定的缺点;2)诱变育种使用最广泛,此法具有所需仪器设备简单、操作方便、成本低、效率高等优点,但该技术对遗传物质DNA的操作不具有基因工程那么强的针对性,而且在操作时对人体及环境有一定的危害性;3)细胞融合既可以提高物种变异频率,也可以缩短育种周期,拓宽育种领域,从而提高育种水平,应用前景广阔.但是该技术在微藻育种中的应用还较少;4)基因工程进行新藻种的选育具有目标明确、针对性强等特点,但其安全性还有待进一步验证.另外,本文还对叶绿素荧光技术在微藻育种中的应用进行了初步探讨.     

我国微藻产业标准化现状及展望

微藻应用前景广阔,是国际生物技术领域新资源物种和新资源产品开发的热点方向。我国的微藻开发应用已超过半个世纪,养殖产量已达全球的三分之二,微藻受到越来越多的关注。但微藻产业在我国发展还不规范,其产业标准体系亟待完善。本文介绍了我国微藻产业发展历史、现状及发展趋势,并阐述了微藻产业标准化体系构建的重要性。针对微藻种质资源评价、生产养殖技术规范、产品质量安全标准体系等方面,较为全面地分析了我国微藻产业标准化存在的问题。结合微藻产业标准化现状,围绕种质资源分类的基础类标准,规范产品生产技术工艺的技术规程类标准,产品营养成分或活性物质的检测方法类标准以及反映产品质量和安全的产品类标准四个维度,提出了关于构建微藻产业标准化体系的思考,并对加强我国微藻产业标准化工作提出对策建议。     

中国与欧洲微藻产业概况及生物质精准应用

中国是全球微藻生产第一大国,微藻产量占世界总产量的一半以上,其中螺旋藻占世界螺旋藻总产量的七八成。近年来,微藻产能的迅速提升加剧了供大于求的市场矛盾。中国微藻产业正处于发展的十字路口,实现微藻的精准应用是扩大市场需求的主要解决途径。本文简述了中国和欧洲微藻产业概况,对中国和欧洲微藻产量、养殖区域、生产模式等进行了对比。从精准应用出发,分析了微藻在人类健康及农业(渔业、畜牧业、种植业)中的精准应用,为中国微藻产业的未来发展寻找方向。微藻作为营养丰富的新资源食品原料,同时也是水产养殖中重要的饵料和饲料,具有多元化的应用前景。通过产学研深度融合,实现微藻的精准应用,将进一步助推中国微藻产业发展,从而为拓宽微藻应用市场和促进产业转型升级奠定基础。     

微藻基因诱变研究及应用进展

微藻是单细胞小型光合生物,是自然界最重要的初级生产者,在食品、能源、医药和环境等行业领域有重要应用。微藻生物技术产业发展所需要的优良微藻株系,除了通过筛选获得外,还可以利用基因诱变或者基因工程等方法获得。利用基因诱变方法获得的突变株,不是转基因作物,且具有更适宜生产需要的优良性状。本文主要综述基因诱变在微藻育种中最新的应用研究进展,为微藻产业化研发工作提供参考。     

重金属对微藻胁迫的研究现状及前景

从重金属对微藻生长繁殖、生理生化、叶绿素荧光的影响等方面综述了重金属对微藻胁迫的研究现状及前景,并对叶绿素荧光技术在重金属对微藻胁迫研究中的应用进行了初步探讨.     

微藻类病毒与宿主之间微生态关系

病毒感染、杀死和裂解微藻是海洋生态系统中的普遍现象,在自然海洋环境中,有多种因素可以导致浮游植物细胞的损失,其中微藻的自然死亡(即细胞裂解)率是导致微藻损失的一个重要因素.由病毒介导的宿主死亡不仅可影响藻类物种的种间演替,也可能会影响种内演替、藻类群落的丰度及多样性等.越来越多的证据表明,病毒可以通过减少宿主种群数量或防止藻类宿主种群数量达到高峰的方式来控制浮游植物动力学指标.因此,藻类病毒与宿主之间的相互作用在赤潮动力学和感染的传播中发挥了重要作用.同时,病毒具有高度特异性宿主范围的发现拓展了我们对微藻种群动力学过程的认识.本文从病毒-微藻稳定感染系统模型、病毒对微藻种群动力学的调节、病毒介导的微藻死亡、宿主对病毒侵染的防御以及影响病毒与宿主相互作用的环境因素等方面综述微藻类病毒与宿主的相互作用关系.     

微藻在海水鱼类苗种培育过程中的作用

主要从营养、促摄食以及益生作用三方面来综述微藻在海水鱼类苗种培养过程中的作用。在海水鱼类苗种培育过程中,微藻(microalgae)已得到广泛应用。由于绿藻的应用常使养殖水体呈现绿色,被形象地称为绿水养殖(green water culture)模式。微藻的作用首先是作为营养源直接供给仔鱼营养,或通过轮虫(Brachionus plicatilis)等生物饵料的富集或载体作用间接为仔鱼传递营养物质;微藻还可以通过提供微量营养元素在仔鱼摄食行为的建立、调节以及消化生理的刺激等方面发挥作用。除营养作用外,添加微藻还具有改善水质、增加水体混浊度和光对比度的作用,从而提高食饵的背景反差,增加海水仔鱼的摄食率。此外,微藻也可以调节养殖水体以及仔鱼肠道的微生态系统,维持水体及仔鱼肠道的菌群平衡,通过发挥益生作用减少病原菌的暴发。     

藻类分子生物技术两年评─—与藻类活性物质研究有关的生物技术

根据1992年6月—1994年6月国内外发表资料，评述海洋藻类活性物质研究的生物技术及最新成果。认为，海洋生物活性物质研究的重心正转向与海洋生物技术有关的研究。运用生物技术筛选、提取并生产藻类活性物质已经成为这一领域的主流。综合文献表明，藻类活性物质研究的生物技术正走向成熟，大量的活性物质被发现，光生物反应器将成为主要的下游生产技术，通过藻类基因工程生产药物已初现端倪。     

藻类分子生物技术两年评─—与藻类活性物质研究有关的生物技术

根据１９９２年６月－１９９４年６月国内外发表资料，评述海洋藻类活性物质研究的生物技术及最新成果。认为，海洋生物活性物质研究的重心正转向与海洋生物技术有关的研究。运用生物技术筛选、提取并生产藻类活性物质已经成为这一领域的主流。综合文献表明，藻类活性物质的生物技术正走向成熟，大量的活性物质被发现，光生物反应器将成为主要的下游生产技术，通过藻类基因工程生产药物已初现端倪。     

微藻的保种技术及其应用

本文介绍了微藻保种的几种常用方法 ,包括继代保存、固定化保存和超低温保存。结果表明 :继代保存简便易行 ,在生产和科研实践中比较实用 ;而固定化保存可用于较长期保存 ;超低温保存则可用于长期保存。另外 ,还对这几种保种技术的研究及应用现状进行了简单概述 ,以期能对微藻保种工作的开展有所裨益     

Standing crop and primary production of benthic microalgae on tidal flats in the Sanggou and Jiaozhou Bays, China

The standing crop and primary production of benthic microalgae on tidal flats have seasonally been observed in the Sanggou and Jiaozhou Bays of the northern China coast during 1999 - 2000. The results show that the annual primary productions of benthic microalgae on tidal flats in the two bays are 2 532 and 7 542 tons carbon, which would be able to support 3.1 x 103 and 9.2 x 103 tons shellfish meat, respectively. The nature of sediment is essential for governing the biomass and primary production of benthic microalgae on tidal flats. The biomass and primary production of benthic microalgae on tidal flats with muddy sediments are higher than those with sandy sediments, which resulted from higher nutrient concentration and lower grazing pressure. That is the reason why in comparison with Xiangshan Bay the standing crop and production of benthic microalgae on tidal flats of the Sanggou and Jiaozhou Bays are low. Light was a key factor controlling vertical distribution of biomass and production of benthic     

自然水样微型藻类遗传多样性的方法学研究

以海洋微型藻类为研究材料，探索和建立了适用于自然水样中低浓度微型藻类遗传多样性研究的分子生物学方法，为进一步开展海洋微型藻类多样性研究提供了新的分析手段。并在此基础上，对厦门西海域真核藻部分种群的结构特点进行了初步分析。     

Allelopathy at the land/sea interface: microalgae and Brazilian pepper

Microalgae are significant contributors to biodiversity and primary production in shallow coastal habitats. The invasive Brazilian pepper (Schinusterebinthifolius) can occupy former mangrove habitats in disturbed areas, and its allelopathic capability can affect growth rates of microalgae. The four microalgae tested against dilution extracts of Schinus fruits varied in their growth response, suggesting variable but unpredictable impacts on microalgal biodiversity, primary production, and community structure.     

人工纳米材料对海洋微藻的毒性研究进展

近年来随着纳米技术的飞速发展,人工纳米材料已广泛应用于各行各业。人工纳米材料的大量生产与使用,导致越来越多的人工纳米材料进入到水环境中,其毒性效应及对水环境可能造成的生态风险日趋严重。本文综述了近年来人工纳米材料对海洋微藻毒性效应的研究成果,着重介绍了人工纳米材料对微藻的单一毒性、复合毒性及致毒机理,并对未来人工纳米材料毒性效应的研究进行了展望。