红外线和植物生长物质对紫球藻生长及代谢的影响

特定红外辐射能促进紫球藻Porphyridium purpareum生长 ;植物生长物质 ,即吲哚丁酸(IBA)、三十烷醇 (TA)及其复配形式对紫球藻的光合作用、呼吸作用、生长繁殖等生理过程皆有促进作用 ;正交实验结果表明 ,植物生长物质最佳组合为TA 1 .0 μg·ml- 1 ,IBA 0 .1 μg·ml- 1( 1 0∶1 )。     

紫球藻的生长及高不饱和脂肪酸的研究现状

海洋微藻是海洋生态体系中的主要初级生产力,具有生物合成二十碳五烯酸(EPA,20:5n-3)和二十二碳六烯酸(DHA,20:6n-3)的能力,海洋微藻脂肪酸的组成除因种类不同而不同外,还随培养基的成份、光照、温度、pH等因素的改变而变化.目前国内外已对众多种类的微藻脂肪酸(Fas)组成进行了报道,其中紫球藻(Porphyridium)以其对环境的适应能力强、营养要求简单、繁殖速度快、且生长过程中能合成高度不饱合和脂肪酸(PUFAs)、紫球藻多糖[1]、藻胆蛋白(phycobiliprotein)等生物活性物质[2],引起了广泛的观注.     

紫球藻的研究进展

紫球藻是多种天然产物的来源，特别是硫酸多糖。本文就近年来紫球藻生理活性物质中的多不饱和脂肪酸（PUFA）、多糖和规模培养的研究进展作一综述。内容涉及二十碳五烯酸（EPA）和花生四烯酸（AA）的分离纯化和测定方法，三酰甘油（TAG）对高不饱和脂肪酸、半乳糖脂合成的贡献。紫球藻多糖具有抗病毒、抑制病毒复制，对单疱疹病毒1型和2型（HSV1，2）及水痘－带状疱疹病毒（VZV）有明显的抗性，它能降低白来亨鸡的血清胆固醇水平和改善蛋黄脂肪酸组成，改变雄性Sprague-Dawley鼠肠形态和降低血清胆固醇水平。紫球藻的规模培养包括采用室外成规模玻璃平板式反应器、气升式反应器、改进型气升式反应器、管式反应器等。     

紫球藻的生物活性物质

对紫球藻细胞内的蛋白质、脂肪酸和多糖等主要生物活性物质的含量和分布进行了分析,同时对Ｂ－藻红蛋白进行了分离纯化,并获得了产量和纯度均较高的Ｂ－藻红蛋白。     

硒对紫球藻抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

利用添加0.5mg.L-1硒的人工海水(ASW)培养基培养紫球藻Porphyridium sp.UTEX 637,并采用试剂盒、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光化学还原反应法、紫外分光光度法、硫代巴比妥酸(TBA)分析法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MDA)的含量,着重探讨硒对紫球藻抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响。结果表明,硒明显促进紫球藻细胞的GSH-Px活性(p<0.05)。加硒处理组和未加硒对照组紫球藻的GSH-Px活性均在第15天达到最高;加硒组紫球藻的最大酶活性达到4.31个酶活力单位(U),为对照组的1.31倍。SOD和CAT的活性分别在第18天和15天达到最大值,但加硒组与对照组之间差异不显著(p>0.05),说明0.5mg.L-1硒对紫球藻的SOD和CAT活性影响不明显。加硒能明显降低藻细胞丙二醛的含量,加硒组藻细胞的丙二醛含量比对照组藻细胞的丙二醛含量降低了15.21%。     

含硒紫球藻胞外多糖的制备及对体内外肿瘤细胞生长的影响

采用在培养液中添加亚硒酸来实现藻对无机硒的富集和转化,制备一种含硒的紫球藻(Porphyridiumsp.)胞外多糖(Se-PSP);通过DAN荧光法测硒含量及红外光谱,对硒是否结合在多糖上进行了初步探讨;用四唑盐比色法(MTT)研究了不同浓度含硒的紫球藻胞外多糖对3种体外肿瘤细胞生长的影响。通过建立荷瘤小鼠模型,研究了含硒多糖对腹水瘤S180的作用。结果表明含硒的胞外多糖含硒量约为0.015mg/g,40,80mg/LSe-PSP对3种肿瘤细胞SMMC7721、A549、A357均有一定程度的抑制作用,尤其是对SMMC7721抑制程度最为明显。荷瘤小鼠模型实验结果表明100mg/(kg.·d)Se-PSP可以延长荷瘤小鼠的生存时间,Se-PSP有可能成为一种抗肿瘤药物。     

紫球藻胞外多糖抗辐射的生物学活性研究

研究了单细胞红藻紫球藻（Porphyridium sp.)对^60Coγ－射线辐射后小鼠免疫功能的影响。紫球藻胞外多糖（Plysaccharide of Porphyridium sp.PSP）在体内对小鼠免疫功能具正调节作用，具体表现为显著提高小鼠脾细胞增殖水平，自然杀伤（Natural Killer Cell,NK细胞）杀伤活性和白细胞介素2（Interleukin 2,IL-2)活性。IL－2可以激活T细胞，增强NK细胞的活性，改善^60Coγ－射线辐射引起的免疫功能低下而对机体造成的不利影响，使小鼠的免疫功能达到甚至超过正常水平。     

紫球藻藻红蛋白的分离纯化及光谱特性研究

紫球藻（ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｍ ｃｒｕｅｎｔｕｍ）的水溶性色素粗提物经过固体硫酸铵沉淀和羟基磷灰石（ＨＡ）柱层析后,可以分离出较纯的Ｂ－藻红蛋白（Ｂ－ＰＥ）,纯度（ＯＤ５４５ｎｍ／ＯＤ２８０ｎｍ）为３．０。测定了Ｂ－ＰＥ的紫外可见光吸收光谱和荧光光谱以及紫球藻活体吸收光谱。Ｂ－ＰＥ在５４５ｎｍ和５６３ｎｍ各有一个峰,在４９８ｎｍ有一肩峰,与活体吸收光谱相比较只是最大吸收峰向短波方向移动了５ｎｍ。     

紫球藻培养液光衰减规律的研究

对影响光衰减过程的主要因素进行了研究，结果表明，入射光强的大小对光衰减过程没有关系，而对细胞浓度和培养液的深度有直接的影响，进一步的研究表明紫球藻培养液中光照强度（I），紫球藻浓度（OD）及培养液深度（h)之间的关系可以用一个比较直观的数学模型ln(I/I0)=[-0.2813.ln(OD)-0.725].ln(h)-0.7745.ln(OD)-0.855来表达。     

氮源对紫球藻和蓝隐藻胞外多糖及藻胆蛋白含量的影响

本文研究了4种不同氮源(硝酸钠、氯化铵、脲和硝酸铵)对紫球藻(Porphyridium sp.)和蓝隐藻(Chroomonas placoidea)叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率F_v/F_m、相对电子传递效率rETR、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ)、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响。研究结果表明,有利于紫球藻和蓝隐藻生长和光合作用的最佳氮源是硝酸钠,在此条件下,实验结束时,2种微藻的F_v/F_m、rETR、qP、细胞密度和干重均达到最大值,而氯化铵则对其上述参数均有抑制作用。有利于紫球藻分泌胞外多糖和合成藻胆蛋白的最佳氮源分别是氯化铵和硝酸铵,在此条件下,该藻胞外多糖和藻胆蛋白含量分别达到干重的29.0%和17.5%;有利于蓝隐藻分泌胞外多糖和合成藻胆蛋白的最佳氮源分别是脲和硝酸铵,在此条件下,该藻胞外多糖和藻胆蛋白含量分别达到干重的17.5%和18.8%。综合考虑生物量和活性物质含量,获取2种微藻胞外多糖的较理想氮源是脲,获取2种微藻藻胆蛋白的较理想氮源是硝酸钠。该结果为2种微藻的培养及开发利用提供了理论依据。     

紫球藻胞外多糖抗氧化和免疫调节活性的研究

采用密闭微波法降解紫球藻胞外多糖。通过测定多糖对羟自由基OH·、超氧阴离子O2-·和二苯代苦味酰基自由基DPPH·的清除效果及对小鼠单核-巨噬细胞RAW264.7和淋巴细胞的增殖效果,考察低分子量紫球藻多糖的体外抗氧化活性和免疫调节活性。结果表明,在一定的浓度范围内,降解后的紫球藻多糖对OH·、O2-·和DPPH·的清除能力与浓度呈正相关性,它们的半抑制率IC50分别为0.619,0.114和0.015mg/mL,表明紫球藻胞外多糖具有体外抗氧化活性。溶液浓度在50～200μg/mL的多糖都表现出体外免疫促进作用,与对照组相比,100μg/mL的多糖对巨噬细胞RAW264.7的促进作用最大,其增值指数为1.72。200μg/mL的多糖对脾淋巴细胞的增值指数为2.11。     

植物生长调节剂对波吉卵囊藻生长的影响

本文研究了不同浓度的植物生长调节剂，即6－苄氨基嘌呤（6－BA）、2．4－二氯苯氧乙酸（2．4－D）对波吉卵囊藻Oocystis borgei的生长和代谢影响。结果表明：6－BA在0．1－0．5mg.L^-1和2.4-D在0.1-7mg.L^-1的浓度范围内，对波吉卵囊藻的生长、干重、叶绿素a含量、光全作用强度和呼吸作用强度都有一定的促进作用，可作为虾塘波吉卵囊藻定向培育的生长调节剂。6－BA和2．4－D的最佳浓度分别是0.5mg.L^-1和1.5mg.L^-1。     

盐度对广盐型聚球藻K1生长及转录组的影响

聚球藻是一类分布广泛、数量巨大的微微型浮游植物, 作为蓝藻的代表类群之一, 广泛分布于海洋以及河口区域, 并且具有丰富的色素多样性和遗传多样性。聚球藻根据盐度适应能力可划分为严格海洋型聚球藻和广盐型聚球藻。文章对分离自珠江口的聚球藻K1和南海寡营养海域的聚球藻YX02-1在不同盐度条件下的生长状况进行对比, 并根据ropC1标记基因分析K1和YX02-1的分类地位, 发现K1为广盐型聚球藻, 其在不同盐度下(10‰、13‰、18‰、25‰、33‰)均能生长; 而YX02-1为严格海洋型聚球藻, 在低于13‰的盐度下无法存活, 与其在河口的分布特征相一致。转录组分析显示, 低盐条件下广盐型聚球藻中合成渗透压调节分子的基因(ggpS、SPS、stpA)表达量明显下调, 而膜通道蛋白glzT基因的表达显著上调, 说明广盐型聚球藻耐低盐机制主要是通过减少细胞内渗透压相关小分子合成和增加膜通道蛋白, 提高小分子物质外排来达到细胞内外渗透压平衡。此外, 盐度也会影响广盐型聚球藻的光合作用和代谢水平, 其中参与光合作用的产能基因(ATPF0B、ATPF0A、ATPF1D、ATPF1A)和色素蛋白基因(cpcA、cpcB)表达量在低盐条件下均显著下降, 同时无机氮利用相关基因表达上调。低盐条件下, 渗透压相关小分子的需求减少, 可以使更多的碳源用于支持生长, 同时无机氮的吸收增强, 这两者可能是低盐条件下广盐型聚球藻具有较高生长的原因。     

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。     

鱼油对鲤生长及脂质代谢的影响

为进一步探讨鱼油对鲤生长、脂质代谢的影响,进行了鱼油饲养及高不饱和脂肪酸(Highly unsaturated fatty acid, HUFA)灌喂2个试验.结果显示:限饲条件下,鲤能较好利用鱼油用于生长,且鱼油促生长作用有优于豆油的趋势;鱼油可抑制鲤的肝胰脏脂质合成及外源脂质进入肝胰脏,影响脂质在组织间的分配.这些作用与其富含的HUFA有关.     

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。     

NaHSO3对两种微藻生长及胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响

本文研究了0.25~3 mmol/L浓度的NaHSO3对紫球藻(Porphyridium violaceum)和0.06~0.96 mmol/L浓度的NaHSO3对蓝隐藻(Chroomonas placoidea)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、非光化学淬灭NPQ)、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响。研究表明,较低浓度的NaHSO3对紫球藻和蓝隐藻的生长及活性物质积累有促进作用,2种微藻进行生长和活性物质积累的最适NaHSO3浓度分别为0.5和0.12 mmol/L,此条件下,实验结束时,2种微藻的Fv/Fm、rETR、qP、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量均达到最大值,显著高于对照组。其中,紫球藻的最终细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量分别比对照组增加了36.0%、19.1%、71.8%和69.0%。蓝隐藻的上述参数在NaHSO3浓度为0.12 mmol/L时则比对照组增加了60.8%、45.4%、60.0%和53.1%。另一方面,NaHSO3浓度为2~3 mmol/L时显著抑制紫球藻生长及活性物质积累,NaHSO3浓度为0.48~0.96 mmol/L则不利于蓝隐藻生长及活性物质积累。研究结果表明,适合紫球藻和蓝隐藻生长及胞外多糖和藻胆蛋白积累的最佳NaHSO3浓度分别为0.5和0.12 mmol/L,该研究为2种微藻的开发利用提供了理论依据。     

锗对几种微藻生长的影响

根据锗对微囊藻、聚球藻和钝顶螺旋藻生长影响的研究表明，锗对藻类生长的影响因种类而异：微囊藻对锗的耐受能力较强，在培养范围内（０￣２５ｍｇ／ｄｍ＾３，ＧｅＯ２），锗对其生长具促进作用；钝顶螺旋藻的正常生长浓度要低于２５ｍｇ／ｄｍ＾３，当锗浓度达２５ｍｇ／ｄｍ＾３时，生长受明显抑制；聚球藻对锗较敏感，锗浓度超过１２．５ｍｇ／ｄｍ＾３时会抑制其生长，甚至起毒害作用。文中还探讨了锗对藻类生长影响与藻细胞所