一株海洋微藻的分离鉴定及其产油条件优化

自青岛近岸海水中分离到一株硅藻,经形态学和分子生物学鉴定,表明该藻与小头菱形藻(Nitzschia microcephala)最为相近,18SrDNA相似性99%以上。研究以f/2培养基为基础,对该藻的生长和油脂积累条件进行探析,表明其在pH=6~8时具有较高的生长速率,最大可达到0.01d-1,油脂含量随pH的升高而降低;添加SiO2-3可以抑制菱形藻的生长和油脂积累;高浓度的Fe3+能促进菱形藻的生长;在Zn2+浓度为1.74μmol/L的条件下,菱形藻能够较好地生长并且进行油脂的积累;其中pH、SiO2-3和Fe3+是影响该藻生长和油脂积累的主要因子。正交试验研究表明,该藻在f/2培养液中生长和油脂积累的最优条件为初始pH=9,SiO2-3和Fe3+添加浓度分别为0.07和100μmol/L。在该最优条件下,该藻的生物量和油脂积累可分别达到94.7mg/L和19.6%。     

绿潮藻浒苔光合固碳与防治海水酸化的作用Ⅰ.光合固碳与海水pH值提高速率研究

以黄海绿潮暴发的主要漂浮种类浒苔 (Ulva prolifera)为材料,在实验室条件下研究了浒苔光合参数、固碳速率及提升海水pH的作用,结果表明:浒苔光合作用半饱和常数K_m为0.25 mmol/dm3,光合作用饱和时海水溶解无机碳(DIC)浓度也只需1.2 mmol/dm3,为正常海水DIC浓度(2.4 mmol/dm3)一半,故黄海绿潮暴发时藻体可以一直保持光合作用饱和与旺盛生长状态。水生条件下浒苔藻体主要吸收海水中的DIC,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净光合固碳速率为10.92 mg /(g·d)(鲜重)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组的DIC浓度从22 mg/dm3分别降为4.85,2.62和0.66 mg/dm3,表明DIC去除率随藻体培养密度提高而增强,分别可达77.78%,88.00%,96.98%;藻体吸收海水中无机碳的同时可使海水pH升高,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净提升pH速率高达0.96/(dm3·g·d)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组第1天其pH分别可达到9.1,9.2和9.7,表明藻体密度越高pH提升越快,而且第5天pH均可稳定在9.9左右。浒苔暴露在空气中可直接吸收空气中CO₂,1个光周期内其光合固碳速率约为46.14 mg/(g·d),而在海水中的光合固碳速率为10.92 mg/(g·d),可见浒苔在空气中的光合固碳速率是水中的4.23倍。水生和气生时单位质量藻体的固碳效率因藻体间相互遮蔽而下降。结果可为今后黄海绿潮暴发机制及CO₂减排和防止海洋酸化作用的评估提供技术支撑。     

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。     

IAA对球等鞭金藻和棕鞭藻生长及总脂含量的影响

本文研究了0.1~5mg/L的3-吲哚乙酸(IAA)对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)和0.1~3mg/L的IAA对棕鞭藻(Ochromonas neopolitana)的叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率Fv/Fm、相对电子传递速率rETR、光化学淬灭qP)、细胞密度、叶绿素含量、总脂含量及脂肪酸组成的影响。研究表明,球等鞭金藻和棕鞭藻进行光合作用和生长的最适IAA浓度分别为0.1和0.25mg/L。此条件下,2株藻的Fv/Fm、rETR、qP、细胞密度和叶绿素含量均显著高于对照组和其它处理组。其中,球等鞭金藻的细胞密度和叶绿素含量分别比对照组增加了32.6%和37.1%,总脂含量显著高于其它处理组,但与对照组差异不显著(P0.05);棕鞭藻的细胞密度和叶绿素含量在IAA浓度为0.25mg/L时分别比对照组增加了48.7%和34.4%,总脂含量在IAA浓度为0.5mg/L时显著高于对照组和其它处理组,但与0.25mg/L处理组差异不显著(P0.05)。0.1mg/L的IAA浓度对球等鞭金藻DHA(二十二碳六烯酸)的合成有促进作用,但对其它各脂肪酸(14:0、16:0、16:1n-7和18:1n-9)含量均无显著影响;0.25mg/L的IAA浓度促进了棕鞭藻DHA和多不饱和脂肪酸的合成。研究结果表明,球等鞭金藻和棕鞭藻进行生长和油脂积累的最适IAA浓度分别为0.1和0.25mg/L,此结果为2株藻的大规模培养提供了理论依据。     

龙须菜对重金属汞胁迫的生理响应

研究了大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对不同浓度重金属汞(0、0.02、0.04、0.10、0.20和0.40 mg/L)胁迫的生理响应.结果表明:当 Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的相对生长速率显著下降,并且当 Hg2+浓度达到0.20和0.40 mg/L 时,龙须菜出现负增长.随着 Hg2+浓度的升高,龙须菜藻体的最大光化学量子产量、最大净光合速率和表观光合效率逐渐下降,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量则呈先升高后下降的趋势,且当 Hg2+浓度逸0.10 mg/L 时,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量显著下降.说明龙须菜在受 Hg2+胁迫的环境中耐受性较差,且 Hg2+对龙须菜的毒害作用较大,当Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的生理活动就会受到显著抑制.     

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%.     

NaHCO3浓度对塔胞藻、小球藻和新月菱形藻生长的影响

在温度为 ( 2 2± 1 )℃ ,盐度为 2 8的条件下 ,用不同浓度的NaHCO3( 0 ,1 0 0 ,2 0 0 ,40 0 ,80 0 ,1 2 0 0和 1 60 0mg/L)对青岛海洋大学微藻种质库保存的塔胞藻 (Pyramidomonassp.)、小球藻 (Chlorellaspp .)和新月菱形藻 (Nitzschiaclosterium )进行培养。实验结果表明 ,NaHCO3浓度对 3种海洋微藻生长的影响差异显著 ,经过 6d的培养 ,塔胞藻和小球藻的细胞浓度都在NaHCO3浓度为 1 2 0 0mg/L时达到最大值 ;新月菱形藻的细胞浓度在NaHCO3浓度为 40 0mg/L时达到最大值。     

一株底栖硅藻——双眉藻的优化培养

双眉藻(Amphora sp.)是糙刺参(Stichopus horrens)喜食的优良饵料。本文采用光密度法分别测定了该藻在光照强度28～149 μmol/(m²·s)、温度20～35℃、盐度25~45 和氮质量浓度0～7 500 mg/L、磷质量浓度0～440 mg/L、硅质量浓度0～1 500 mg/L 以及氮磷硅多因子组合情况下的比生长速率, 探讨了光照、温度、盐度和不同质量浓度的氮、磷、硅单因子及多因子组合对该藻生长的影响, 以及该藻的最适生长条件。单因子试验结果表明, 该藻在光照范围为35～149 μmol/(m²·s)时都能良好生长, 最适光照为56～99 μmol/(m²·s), 低温时该藻生长缓慢, 最适生长温度为25～30℃。Amphora sp.为广盐性, 在盐度25～45 都能较好生长, 最适盐度为30～35。氮、磷、硅的最适质量浓度分别是750～7 500 mg/L、44 mg/L和150mg/L, 磷对该藻生长的影响比氮更显著。正交实验结果表明, 氮、磷、硅的最佳质量浓度分别为75 mg/L、44 mg/L 和150 mg/L, 最佳配比为2.4:1:3.4, 与其他底栖硅藻的相应指标存在一定的差异, 可能是物种和地域环境差异引起的, 反映出该藻适应高温、强光特殊栖息环境的特征。     

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。     

均匀设计在后棘藻培养基中的应用

将均匀设计的方法应用于一种海洋微藻：后棘藻（Ellipsoidion)培养基的优化。设计了硝氮、氨氮、磷酸盐三因素各五个浓度水平的试验，根据均匀设计表设计了10种培养基，检测细胞浓度、脂肪酸含量和产量。结果表明：在硝氮、氨氮浓度均为1．92mmol/L，磷酸盐浓度为0．082mmol/L，细胞浓度达到最大值167．23mg/L。在硝氮浓度为0．84mmol/L，氨氮浓度为3．38mmol/L，磷酸盐浓度为0．07mmol/L时，EPA含量达到最大值7．748％。在硝氮浓度为0．915mmol/L，氨氮浓度为1．92mmol/L，磷酸盐浓度为0．072mmol/L时，EPA产量达到最大值9．999mg/L。     

Variations in silicate concentration affecting photosynthetic carbon fixation by spring phytoplankton assemblages in surface water of the Strait of Malacca

The Strait of Malacca (SoM), the world’s busiest sea-route, is increasingly polluted as the rapid development of world trades, affecting phytoplankton primary productivity therein. The variations of surface phytoplankton biomass, size-structure and carbon fixation were investigated across the SoM during the spring period (May 4 to 9, 2011). Chlorophyll a concentration increased from 0.12 μg/L at the northwest entrance of the SoM to a maximal 0.63 μg/L at narrowest section, and decreased to 0.10 μg/L at the southeast entrance. Photosynthetic carbon fixation by phytoplankton coincided well with Chl a biomass, and increased from 10.8 to 22.3 μg C/(L d), then decreased to 9.21 μg C/(L d); while the carbon fixation rate showed an inverse pattern to the changes of Chl a, and decreased from 87.1 to 35.5 μg C/(μg Chl a d) and increased thereafter to 95.3 μg C/(μg Chla·d). Picophytoplankton cells (<3 μm) contributed to more than 60% and 50% of the total Chl a and carbon fixation at both the entry waters; while the contributions of pico-cells decreased sharply to the minimum of 18.3% and 27.5% at the narrowest part of the SoM. In particular, our results showed that the silicate concentration positively regulated Chl a biomass and carbon fixation, reflecting that the higher silicate favoured the growth of phytoplankton and thus led to higher primary production in this strait.     

海洋微藻高度不饱和脂肪酸的硏究 Ⅱ.环境因子对球等鞭金藻3011中高度不饱和脂肪酸含量的影响

微藻在不同培养条件下,藻体中脂类和高度不饱和脂肪酸(PUFA)的含量及种类可发生很大变化。因此,研究不同培养条件对其含量的影响,以期寻找既能促进藻类较快生长,又能使其体内PUFA含量较高的培养条件,对于促进水产养殖的发展,乃至使其成为生产EPA和DHA的工业原料,无疑都具有重要的意义。 在系列研究I中我们报告了我国沿海水产养殖中常用的7种微藻的脂类和脂肪酸组成,在其基础上,我们选择了脂肪和DHA含量比较高的球等鞭金藻3011(Isochrysis galbana),用不同的营养液、并在不同的生长期、温度、盐度等条件下,对其进行培养,分析藻体中PUFA含量的变化,以便更好地提高其营养价值和利用率,同时探讨用其作为生产PUFA的工业原料的可能性。     

一种诱导模式和甘油补料优化策略提高重组大肠杆菌BL21（DE3）β-琼胶酶的产量

琼胶酶是作用于琼胶的水解酶,在食品、化妆品和制药工业中有广泛的应用。本文建立了一种基于诱导模式和甘油补料优化的高细胞密度和高产β-琼胶酶策略,同时可以较好的控制乙酸盐产量。首先,在诱导前期采用不同的比生长速率（μ）的甘油指数补料策略。结果表明,低的比生长速率（μ=0.2）是细胞生长和β-琼胶酶产生的最佳条件。其次,研究了诱导阶段诱导温度和诱导物浓度对细胞生长和β-琼胶酶产生的影响。当异丙基-β-d-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导时,在20℃下0.8mmol/L的IPTG诱导策略对β-琼胶酶的产生效果最佳。采用1.0g/（L·h）的乳糖连续补料策略诱导培养,β-琼胶酶活性达到112.5U/mL,是目前报道的产量最高的β-琼胶酶。此外,β-琼胶酶能直接酶解龙须菜粉,产生新琼寡糖,水解产物为新琼胶四糖（NA4）和新琼胶六糖（NA6）。本文的研究为β-琼胶酶的工业化生产和应用提供了较好的理论依据。     

营养盐对小球藻的生长、脂肪含量及EPA含量影响的研究

二十碳五烯酸(EPA)是n-3系列高度不饱和脂酸,具有降血脂、抑制血小板聚集、降血压、抗动脉粥样硬化等作用(刘玉军,1987;Clemons, et al.,1985)。人和动物体几乎不能合成EPA,只能从食物中获取,而海藻是不饱和脂防酸的(原始)初级生产者。 在以往研究的基础上,我们选择了EPA含量较高,且易于养殖的小球藻 Chlorella sp-2 (李荷芳等,1999)为原料,用不同的营养液对其进行培养,分析藻体中的脂肪和EPA的含量变化,以便选择能使小球藻生长好、脂肪含量及EPA含量均高的营养条件,为开辟EPA的新来源提供依据。     

盐度和氨氮对方斑东风螺存活和能量收支的影响

为了探究盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,本文采用实验生态学方法,研究了不同盐度和氨氮浓度条件下方斑东风螺(Babylonia areolata)的存活以及能量收支变化。结果显示,方斑东风螺的存活率随着盐度上升呈现先上升后下降的趋势,当盐度为25和30时,方斑东风螺的存活率为100%,低盐96hLC50为10.14,高盐为44.36;方斑东风螺存活率随氨氮浓度上升逐渐下降,当氨氮质量浓度为0～20 mg/L时,存活率均为100%;氨氮96 h LC50为253.83 mg/L。盐度和氨氮对方斑东风螺的摄食率、排粪率、耗氧率和排氨率均具有显著影响(P<0.05)。盐度实验中,方斑东风螺的摄食率、排粪率和排氨率在盐度30时达到最大值,分别为20.50、8.62和0.07 mg/(g·h),耗氧率在盐度35时达到最大值,为1.84 mg/(g·h)。氨氮实验中,摄食率和排粪率在10 mg/L时达到最大值,分别为23.58和10.42 mg/(g·h),耗氧率和排氨率在20 mg/L时达到最大值,分别为2.49和0.13 mg/(g·h)。通过能量收支方程发现,随着盐度和氨氮浓度的上...     

热带北太平洋西部固氮速率及固氮微生物组成

In the present study, we report N_2 fixation rate(~(15)N isotope tracer assay) and the diazotroph community structure(using the molecular method) in the western tropical North Pacific Ocean(WTNP)(13°–20°N, 120°–160°E). Our independent evidence on the basis of both in situ N_2 fixation activity and diazotroph community structure showed the dominance of unicellular N_2 fixation over majority of the WTNP surface waters during the sampling periods.Moreover, a shift in the diazotrophic composition from unicellular cyanobacteria group B-dominated to Trichodesmium spp.-dominated toward the western boundary current(Kuroshio) was also observed in 2013. We hypothesize that nutrient availability may have played a major role in regulating the biogeography of N_2 fixation.In surface waters, volumetric N_2 fixation rate(calculated by nitrogen) ranged between 0.6 and 2.6 nmol/(L·d) and averaged(1.2±0.5) nmol/(L·d), with 10 μm size fraction contributed predominantly(88%±6%) to the total rate between 135°E and 160°E. Depth-integrated N_2 fixation rate over the upper 200 m ranged between 150 μmol/(m~2·d)and 480 μmol/(m~2·d)(average(225±105) μmol/(m~2·d). N_2 fixation can account for 6.2%±3.7% of the depthintegrated primary production, suggesting that N_2 fixation is a significant N source sustaining new and export production in the WTNP. The role of N_2 fixation in biogeochemical cycling in this climate change-vulnerable region calls for further investigations.     

海水温度对衰亡期浒苔释放生源硫影响的模拟研究

为研究浒苔释放生源硫的特征,本文对采集于黄海绿潮中期和末期的浒苔进行了实验室模拟培养,探讨了不同温度对衰亡期浒苔释放生源硫化物的影响。实验结果表明,在10~25℃温度范围内,温度升高能够加速浒苔的衰亡。二甲基硫（DMS）的平均释放速率范围为2.79~150.70 nmol/（L·g·d）,二甲基硫基丙酸内盐（DMSP）的平均释放速率范围为2.16~113.26 nmol/（L·g·d）。温度升高能够使DMS和DMSP的释放速率加快,释放量增加,DMS最大平均释放速率在25℃条件下比10℃条件下升高了约60%,培养液中DMS浓度升高了2~3倍。采集于绿潮末期的浒苔培养液中的DMS和DMSP和采集于绿潮中期的浒苔相比,浓度有所增加,采集于浒苔绿潮末期浒苔培养液中DMS的最高平均浓度为418.41 nmol/L,约为中期的4倍;DMSP的最高平均浓度为316.14 nmol/L,是中期的3倍。浒苔绿潮的爆发会对水体中的硫体系循环产生影响,进而影响该海域生态环境。     

海水养殖池沉积物中重金属形态和生物酶活性的关系研究

以连云港市对虾养殖池表层沉积物为研究对象,采用Tessier连续萃取法,研究了表层沉积物中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Mn)的赋存形态和酶(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶)活性的相关性。结果表明,重金属Cu和Zn以有机-硫化物结合态为主要的赋存形态,Pb以铁锰氧化物态为主要的赋存形态,Cd以可交换态(平均33.47%)和碳酸盐结合态(平均31.16%)为主要存在形态,Cr和As主要以残渣态存在,Mn的铁锰氧化物态比例最高。脲酶的活性范围为0.45—8.96mg/(g·24h),碱性磷酸酶活性范围为2.45—6.69mg/(g·24h),过氧化氢酶活性范围为0.14—2.36m L/(g·min),转化酶活性范围为0.45—10.45mg/(g·24h)。脲酶活性与Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态之间显著相关;碱性磷酸酶活性与Zn、Cd的铁锰氧化物态显著相关;过氧化氢酶活性与Cd的可交换态、碳酸盐结合态及残渣态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫结合态之间显著相关;转化酶活性与Cu、Cd、As的可交换态、Cd的碳酸盐结合态、Cu、Cd、As的铁锰氧化物态、Zn、Pb、Cd、Mn的有机硫化物态、Cd、As的残渣态之间显著相关。酶活性可以用来指示海水养殖池沉积物中重金属的形态转化过程。     

2,4-二氯苯氧乙酸对细基江蓠孢子生长和存活的影响

以细基江蓠(Gracilaria tenuistipitata)的果孢子和四分孢子为实验材料,用不同浓度的(0,0.1,0.5,1,2,4,6 mg/L)生长激素2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)处理刚刚放散的孢子和附着2d孢子,研究其对果孢子和四分孢子附着和生长及存活的影响。与对照组相比,2,4-D使两种孢子的附着量明显降低;2.0~4.0mg/L的2,4-D可以极显著的促进孢子的生长(P<0.01);0.1~2.0mg/L的2,4-D提高孢子的存活率(P<0.01);6.0mg/L的2,4-D使得孢子的生长和存活率降低。综合以上指标,在细基江篱采孢子育苗时,孢子附着2~3d后用2,4-D处理孢子萌发体,以1.0~2.0mg/L为宜。