微藻基因工程在高价值化合物生产上的应用

微藻在生产蛋白质、油脂、色素等方面具有作为细胞工厂的潜力,在解决传统生物量生产和市场未来的一些局限性方面发挥着推进作用.基因工程促进了微藻的改良,推动了微藻的产业化进程.本文综述了近年来微藻基因工程的研究进展以及基因工程在微藻生产生物燃料、医药等方面的应用.本文能为基因工程技术在微藻中的研究及应用提供思路,从而使微藻以及微藻产品变得更具有经济竞争力.     

微藻CO2同化过程的稳定碳同位素分馏值

研究微藻CO2同化过程中的碳同位素分馏值,对研究微藻在碳效应过程中的作用具有重要意义。目前还没有获取微藻CO2同化过程的稳定碳同位素分馏值的在体实验方法。文章以莱茵衣藻、蛋白核小球藻、及野外红枫湖混合藻三种岩溶湖泊微藻为例,利用双向标记建立了能在体获得此分馏值的方法,并通过此分馏值定量了微藻的各种无机碳利用途径份额。获得各自CO2同化过程中的碳同位素分馏值分别为15.3‰、14.8‰、21.7‰。三种藻分馏值差异主要与藻的种类及其细胞体积大小有关。利用此分馏值计算出衣藻、小球藻、混合藻自然培养下的碳酸氢根离子途径利用份额分别为100%、81.1%、97.8%,表明了生长在岩溶湖泊的微藻利用无机碳的途径主要为碳酸氢根离子。      

Removal of K^＋, Na^＋, Ca^2＋, and M^g2＋ from saline-alkaline water using the microalga Scenedesmus obliquus

The capability ofScenedesmus obliquus to remove cations （K^＋, Na^＋, Ca^2＋, Mg^2＋） from saline- alkaline water was investigated at different salinities （0, 5, 10, 15, 20, 25） and carbonate alkalinities （0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 mmol/L）. K^＋, Na^＋, Ca^2＋, and Mg^2＋ in saline-alkaline water were efficiently removed by S. obliquus. The maximum removal of the cations （29.37 mg for K^＋, 185.85 mg for Na^＋, 23.07 mg for Ca^2＋, 66.14 mg for Mg^2＋） occurred at salinity 25. The maximum removal of K^＋ （2.28 mg）, Na＋ （6.62 mg）, Ca^2＋ （1.01 mg）, and Mg2＋ （0.62 mg） occurred at carbonate alkalinities of 25 mmol/L for K＊, 35 mmol/L for Na＋, 20 mmol/L for Ca2＋, and 25 mmol/L for Mf＋, respectively. Under a salinity stress, the concentration of Na＇ in S. obliquus increased significantly, while that of K~ decreased significantly. The concentrations of Ca^2＋ and Mg2＋ decreased as well. The ratios of K＋/Na~, Ca2＋/Na^＋, and Mg^2＋/Na^＋ were significantly lower in all salinity treatments than those of the control. Under alkaline stress, the concentrations of Nan and K＋ in S. obliquus decreased significantly and the ratios of K^＋/Na^＋, Ca2＋/Na^＋, and Mg^2＋/Na^＋ were significantly higher in all treatments than in the control. Moreover, the concentrations of Ca2＋ and Mg2＋ in S. obliquus at alkalinities of 5-10 mmol/L were significantly higher than those of the other treatments. The removal of Na＋ by S. obliquus mainly occurs through biosorption, and Mg^2＋ and Ca^2 ＋ were removed through both biosorption and bioaccumulation.     

Responses in growth, lipid accumulation, and fatty acid composition of four oleaginous microalgae to different nitrogen sources and concentrations

Nitrogen deficiency is an effective strategy for enhancing lipid production in microalgae. Close relationships exist among lipid production, microalgal species, and nitrogen sources. We report growth, lipid accumulation, and fatty acid composition in four microalgae （Chloroeoccum ellipsoideum UTEX972, Chlorococcum nivale LB2225, Chlorococcum tatrense UTEX2227, and Scenedesmus deserticola JNU19） under nitrate- and urea-nitrogen deficiencies. We found three patterns of response to nitrogen deficiency： Type-A （decrease in biomass and increase in lipid content）, Type-B （reduction in both biomass and lipid content）, and Type-C （enhancement of both biomass and lipid content）. Type-C microalgae are potential candidates for large-scale oil production. Chlorococcum ellipsoideum, for example, exhibited a neutral lipid production of up to 239.6 mg/（L＇d） under urea-nitrogen deficiency. In addition, nitrogen deficiency showed only a slight influence on lipid fractions and fatty acid composition. Our study provides useful information for further screening hyper-lipid microalgal strains for biofuel production.     

微藻能源的研究进展

近年来,随着石油资源日趋枯竭、全球性能源短缺及环境污染等问题日益严重,开发绿色、清洁的生物燃料代替传统石化燃料,已成为国际研究热点。在生物燃料的众多原料中,微藻具有光合作用效率高、含油量高、生长周期短、油脂面积产率高等特点,被认为是最有潜力替代石油的生物质资源[1]。     

海水盐度对外来物种沙筛贝摄食率的影响

外来物种沙筛贝(Mytilopsis sallei)是一种滤食性软体动物双壳类,它有着很快的生长速度和很强的摄食能力.为了探索沙筛贝在不同盐度下对微藻的摄食能力,采用颗粒计数仪,测定了沙筛贝在15、20、25、30、35等5个盐度梯度下对等鞭金藻(Isochrysis galbana)和小球藻(Chlorella vulgaris)的摄食率,比较了不同沙筛贝个体大小对小球藻的摄食率.结果表明,沙筛贝对等边金藻和小球藻的摄食率均在盐度25时达到最大,分别为3.42×104cells/(ind.h)和6.72×104cells/(ind.h).沙筛贝对等边金藻的摄食率随时间推移而降低,一是因为沙筛贝摄食率随着藻类密度的降低而减小,二是当海水盐度下降,沙筛贝渗透压改变,导致了进入其外套腔的海水体积的减少,从而摄食率也减少.个体较大(壳长2.8～3.5 cm)的沙筛贝对小球藻的摄食率明显高于个体较小(壳长1.7～2.4 cm)的沙筛贝的摄食率,这与其他贝类的研究结果是一致的.     

海洋生物质能研究进展及其发展战略思考

生物质能的研究与开发的目的是解决化石资源短缺和温室气体排放等全球性问题。利用油料作物生产生物柴油和利用淀粉作物生产燃料乙醇是当前生物质能产业化开发的重要内容,其原料来源主要依赖农作物,从而导致了生物质能开发与粮食、耕地和水资源竞争的局面。海洋生物质能的开发和利用为解决上述问题提供了一条可能有效的出路。介绍了海洋生物质能的国内外研究进展,分析了有关国家战略需求和关键科学问题,提出了我国发展海洋生物质能的战略思考和下一步的研究重点。     

环烷酸对淡水微藻生理生化特征的影响

环烷酸是高酸原油的主要污染组分,对水生生态系统造成潜在威胁。在不同浓度环烷酸处理下对两种模式淡水微藻——莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和小球藻(Chlorella vulgaris)进行了96 h的连续培养,研究了环烷酸胁迫对两种淡水微藻种群及生理生化特征的影响,旨在为水生生态系统中环烷酸污染的生态风险预测与规避提供前瞻性的研究资料。研究结果表明,低浓度环烷酸(0.5～4 mg/L)会刺激淡水微藻的种群增长,而高浓度环烷酸(8～16 mg/L)会抑制淡水微藻的种群增长,造成急性毒性损伤。低浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量上升,脂质积累,高浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量下降而多糖含量上升,推测环烷酸剂量可能会影响淡水微藻能量存储方式。两种微藻在环烷酸胁迫下均会受到氧化损伤,造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量上升,两种微藻抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)对环烷酸处理具有种属差异;高浓度环烷酸对淡水微藻的急性损伤具有时间效应,毒性随...     

超滤技术在单胞藻浓缩中的应用

利用超滤技术浓缩单胞藻 ,易于冷冻干燥及保存 ,提高劳动生产率 ,增加产量满足工业化要求。本实验选用板框式超滤器方法进行单胞藻浓缩实验 ,主要包括超滤膜规格的筛选 ,浓缩实验 ,滤膜的清洗等 ,结果表明经超滤处理后单胞藻浓度可达每毫升24×108个 ,冷藏存放3个月后 ,对脂肪酸组分及含量进行分析 ,并再接种培养和成活率检测 ,结果良好。     

极地微藻的研究进展

两极地区是地球上地理环境很特殊的区域,低温、高光照和强辐射是其环境的主要特点。冰雪大地的温度从来不超过0℃;由于阳光的直射、冰雪的反射和散射,使得光照强度极高,被称为地球上光照最强的地方。近几十年来臭氧层的破坏日益严重,致使两极地区紫外线辐射强度大幅增高,一般生