气升式藻类光生物反应器的应用研究

藻类是光合生物,在适当的光照条件下才能进行高效的光合作用和加快生长。同时,光合作用产生氧气,如造成溶解氧过饱和,又会降低光合产率。因此,在藻类光生物反应器的设计中,必需重视两个问题。其一是提高反应器的光照表面积与体积比,以提高光能利用效率;其二是气升式反应器要通过气流传动,提高藻类的光能利用效率和传质效率,同时防止培养液中溶解氧过饱和。近年来国内外研制的藻类光生物反应器多为管式［１,５］和板式反应器［４］。作者认为气升式反应器不仅占地面积小,而且有可能较好地兼顾上述藻类培养的基本要求。因此研制了１００Ｌ外照…     

光质对裙带菜配子体发育的影响

通过比较白光、蓝光和红光对裙带菜(Undaria pinnatifida)配子体发育为幼孢子体的影响,发现蓝光对配子体发育有促进作用;在光量子通量密度为40μmol/(m2.s)的蓝光照射下,配子体在第10天基本全部形成卵囊或幼孢子体时,红光下配子体的发育率只有大约50%;蓝光辐射的能量主要是集中在波长400~500 nm(63%),当该范围的光量子数超过800μmol/cm2时,发育率达到了100%。     

纤细角毛藻的光生物反应器培养

采用正交实验的方法,在光生物反应器中对纤细角毛藻 Chaetoceros gracilis的生长进行了研究,结果表明:光照强度、通气率对藻体细胞的生长具有显著的影响,在通气培养条件下,当培养密度较高时,纤细角毛藻细胞不仅能耐受超高光照强度的照射,而且还可以获得很高的生长速度。本实验条件下, -1 7经过 5 d的培养,细胞的比生长速率﹑生物量产量和细胞密度分别达到了 0.74 d ﹑1.13 g/L和 8.1×10 /mL的较高水平。     

裙带菜配子体对三种重金属离子毒性耐受力的研究

裙带菜于１９９４年采自威海市俚岛养殖场。１９９５年２月－１９９７年３月,用不同浓度（０,１,１０,１００,１０００μｍｏｌ／Ｌ）的Ｃｕ＾２＋,Ｃｄ＾２＋和Ｚｎ＾２＋处理裙带菜配子体,研究这些重金属对其生长和代谢的影响。结果表明,Ｃｕ＾２＋对裙带菜配子体生长的抑制效应最强：在１μｍｏｌ＋Ｌ时已出现抑制效应,叶绿素含量和光合作用速率明显下降,脯氨酸和丙二醛含量升高;１０μｍｏｌ／Ｌ时,配子体生长几乎停     

光生物反应器的组建

于１９９７年４月在借鉴国外资料基础上,组建成了一种适用于实验室培养光自养生物（如光合细菌,微藻和单克隆无性繁殖系）的气升式螺旋管道串联的光生物反应器,该装置内可插入ｐＨ值电极,溶解氧电极,温度电极,细胞密度电极,粘度电极等,通过传感器获得的电信号,进一步传导入微机,实现按程序化自动记录和控制有关参数,进行一次性,间歇和连续浮培养,以红球藻为材料进行培养和初步结果表明,培养时间较常规方法缩短了一半,     

钝顶螺旋藻在LED光电板式光生物反应器中的培养研究

分析研究了ＬＥＤ集成光电板光辐射强度对螺旋藻生物量浓度、螺旋藻比生长速率、藻光合放氧量及藻光合色素等螺旋藻生长特性的影响，并分析了ＬＥＤ集成光电板辐射红光及红、蓝组合双波长光质与冷白荧光灯光质对藻类各有效组成部分的影响。结果表明，在光辐射强度尚未达到饱和光辐射强度之前，光辐射强度决定螺旋藻的比生长速度；超过饱和光辐射强度，光合作用产氧量趋向恒定，说明螺旋藻光合器官具有光合稳定性；与冷白荧光日光灯组相比，ＬＥＤ集成光电板射红光及红，蓝组合双波长光质非常适合螺旋藻的生长并促进细胞干重、叶绿素、藻胆蛋白的增加，在相同的光辐射强度[275.9μmol/(m^2.s)]下，采用ＬＥＤ集成光辐射板辐射单色红光与冷白荧光日光灯组相比，藻胆蛋白、藻细胞干重吸绿素a分别增加４３．３９％、９８．４０％，５１．５６３％。     

包埋脱水法冷冻保存裙带菜配子体克隆的研究

将裙带菜配子体克隆包埋在含3%褐藻酸钙的胶球中,研究了预培养中的蔗糖浓度和培养时间,脱水过程中的脱水速率和胶球含水量以及化冻速度对配子体克隆的存活率和发育能力的影响,结果表明含裙带菜配子体克隆的胶球在0.3 mol/dm3的蔗糖培养基中培养9 h可以获得较高的存活率;胶球最适平均脱水速率为含水量的5%每小时,最适含水量为25%;较快的化冻速度可以显著提高配子体克隆的存活率,在优化条件下存活率可高达66%;经过冷冻保存的裙带菜配子体克隆在适合发育的条件下能够正常形成孢子体.     

光生物反应器及其研究进展

简述了光生物的反应器的发展史,总结了各种光生物反应器的主要类型及其特点,对密封式光生物反应器和开放式光生物反应的优缺点进行了比较,并展了望了光物反应器的应用前景。     

光生物反应器中光衰减特征与螺旋藻生长动力学研究

分析了光照强度在光生物反应器中的分布特征，结果表明，当光波长及光传播的路径确定时，光生物反应器中光衰减特征主要受培养物生物量浓度的影响，由回归的模型对实验数据的拟合可分析光衰减特征与培养物生物量浓度的相关性，为光生物反应器中平均光照强度的确定奠定基础。在光生物反应器中，当营养底物和环境温度不是螺旋藻生长限制因子时，通过平均光照强度对螺旋藻比生长速率的影响分析，结果表明，在实验条件下，螺旋藻比生长速率与平均光照强度的动力学模型可用Aiba光生长抑制方程描述，光亲和系数Ks为238.29umol/(m^2.s)，光抑制系数Ki为0．00493s.m^2/umol，光生物反应器中螺旋藻生长的饱和光照强度出现在190－272umol/(m^2.s)的范围内。     

养殖裙带菜机械损伤防御应答的初步研究

以裙带菜(Undariapinnatifida(Harv.)Suringar)幼孢子体为材料,测定藻体对机械损伤的防御应答。结果显示:与对照组相比,机械损伤会诱导藻体内活性氧含量上升,以及抗氧化酶活性和抗氧化物含量的变化。当裙带菜受到机械损伤后,体内O2-和H2O2以及MDA等物质迅速积累,藻体的总抗氧化能力上升、CAT和POD活性在短时间内迅速升高、GSH和ASA迅速合成,从而在较短时间内控制活性氧以及MDA含量;与对照组相比,SOD活性仅在3h内高于对照组。该实验结果表明裙带菜幼孢子遭受机械损伤后的抗氧化系统会参与调节机体活性氧平衡,这种抗氧化机制的存在可以更快速、更节能、更有效地修复藻体所受损伤。     

裙带菜配子体和幼孢子体的光合作用特性

裙带菜(Undariapinnatifida)幼孢子体光合作用效率和能力明显超过配子体,在17℃时,幼孢子体的饱和光强和最大净光合放氧速率分别为61.90μmol/(m2·s)和139.98μmol/(mg·h),而雌配子体分别为46.75μmol/(m2·s)和71.16μmol/(mg·h);幼孢子体所含光合色素的含量明显高于配子体;此外,配子体77K荧光发射光谱的长波荧光发射峰在741nm处,而幼孢子体在705nm处。     

盐藻的诱变育种及光合反应器培养的初步研究

虽然我国已经开展了野外养殖盐藻生产 β 胡萝卜素的研究 ［１］,但大面积养殖盐藻受地质气候、、自然光照、盐度、天敌等环境因素的严格限制 ,可控性较低,且需占用大面积的土地和水域。遇到下雨渗透压急剧变化常造成细胞破裂 ,导致β胡萝卜素合成消失。我我国国沿沿海海多多雨雨 ,,内内陆陆咸咸湖湖不不多多且且多多分分布布在在寒寒冷冷低低温温地地区区 ,,盐盐藻藻养养殖殖期期每每年年一一般般只只有有５５～～６６个个月月 ,,成成本本相相对对较较高高。。因因此此用用开开放放式式养养殖殖盐盐藻藻的的方方法法生生产产天天然然 ββ…     

不同去污剂对裙带菜和石莼色素蛋白复合物分离的影响

以褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)和绿藻石莼(Ulva pertusa)为实验材料,利用SDS,Dig,Triton X-100三种去污剂,分别与叶绿素按不同比例增溶类囊体膜,采用蔗糖密度梯度超速离心的方法分离色素蛋白复合物,蔗糖密度梯度为60%,50%,40%,30%,20%,15%和10%。实验结果表明:当SDS与叶绿素质量比为20∶1时,能够从裙带菜类囊体膜中分离得到5条含蛋白质复合物带。对于石莼类囊体膜的增溶,当SDS与叶绿素的质量比为10∶1,Triton与叶绿素质量为20∶1时,同样能够分离得到5条含蛋白质复合物带。褐藻和绿藻色素蛋白复合物对去污剂的敏感程度有很大差别。     

海带微卫星引物对裙带菜群体分析适用性的初步研究

为获得用于裙带菜种质结构和遗传多样性研究的微卫星标记,采用近缘物种转移法分析了15个海带微卫星引物在裙带菜中的应用情况。对38个裙带菜个体进行多样性分析,结果显示:标记SSR002和SSR115不能扩增裙带菜基因组,位点SSR194能扩增,但不具有多态性,其他12个标记均能扩增裙带菜DNA,且都具有检出多态性,其中9个符合哈迪-温伯格平衡。这9个海带微卫星标记检出的等位基因数为34个,从3～5个不等,平均每个位点扩增得到3.8个等位基因。观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)及多态性信息含量值(PIC)的范围分别为0.238～1.000、0.500～0.692、0.413～0.780,9个位点提供的多态性较高,适用于裙带菜遗传学研究。     

青岛裙带菜孢子体野生种群遗传多样性的AFLP分析

采用优化的基因组总DNA提取方法,按照经典的AFLP分析路线,对30株青岛近海野生裙带菜(Undaria pinnatifida)孢子体种群内遗传多样性进行了AFLP分析.利用1对引物扩增出38条清晰可重复的带,其中32条呈现多态性,多态位点比例为84.21%,根据引物扩增的指纹图谱,计算出的种群内部平均观测等位基因数(Na)为1.8421、平均有效等位基因数(Ne)为1.375 4、平均基因多样性指数,即Nei's基因多样性指数(H)为0.235 1,Shannon's 多样性信息指数(I)为0.368 4.该种群内遗传距离的分布范围从0.026 7～0.804 4,结果显示,野生种群内个体间各项遗传指数水平均较高,种群内遗传变异丰富.聚类分析表明,在遗传距离为0.21的阈值处,30个个体划分为2大类群,推测青岛野生裙带菜进化上在遗传距离为0.21时发生第一次分化.     

裙带菜(Undaria pinnatifida)配子体对四种抗生素的敏感性研究

采用显微计数的方法获得潮霉素、氯霉素、卡那霉素、硫酸链霉素等抗生素对裙带菜雌、雄配子体的致死率，通过统计分析研究了雌雄配子体对这些抗生素的敏感性。结果表明，裙带菜雌雄配子体对潮霉素和氯霉素敏感，482．7μg／ml潮霉素分别在第9、10天使雄配子体、雌配子体全部致死；雌雄配子体对氯霉素的敏感性还存在明显的差异，第8天氯霉素对雌雄配子体的半致死剂量分别是218．78μg／ml和371．54μg／ml。配子体对卡那霉素，硫酸链霉素相对不敏感，6000KU／L卡那霉素和800μg／ml的硫酸链霉素作用10天后雌雄配子体均无明显死亡现象。潮霉素和氯霉素可以作为裙带菜配子体的筛选试剂。     

海带和裙带菜硝酸还原酶活性比较

试验海带和裙带菜孢子体在不同部位、不同生长期硝酸还原酶的活性。指出两种藻硝酸还原酶的活性随年龄增长而增强，叶片横向和纵向酶活性分布。阐明生长在不同水层的海带在同一部位酶活性的差异。