普通小球藻的混合营养生长特性研究

摘要

随着微藻生物技术的发展，微藻已经被用于生产许多有价值产品，如食品、饲料、药品、生物柴油和氢气等。然而，传统的自养和开放式培养方式由于其生长速度缓慢和依赖充气以及光照，给生产带来了较高的成本。为了消减成本，增加应用范围，微藻的混合营养方式(兼养)越来越受到广泛的关注。微藻的混合营养是指在提供光照条件满足自养的同时给予外源的营养物质使之开启异养机制，其中营养物质包括碳源、氮源、营养盐等。
　　本文在普通小球藻自养、异养和混合营养三种营养方式的基础上，利用形态学和生理学的方法，通过对比三种营养方式下普通小球藻的生长特性和细胞组成的变化，来确定高密度、高生物活性物质培养普通小球藻的最佳营养方式。并在此基础之上，研究了碳源、氮源对混合营养小球藻的生长特性和细胞组成的影响，确定混合营养小球藻最适宜的碳源浓度和氮源种类。最后，本文研究了混养小球藻在盐胁迫下的生长特性和抗氧化酶系统的变化，以期了解普通小球藻对盐胁迫的生理响应，为生物检测新指标的探究提供科学的依据。
　　研究结果表明：
　　1.混合营养培养条件下，小球藻的生物量、光合色素、蛋白质和油脂产率相对较高，所以混养方式为生产高密度、高品质微藻提供了一种理想模式，而且混合营养方式更加符合微藻生长的实际环境，可培养的微藻种类相对较多，具有规模化生产的潜在应用价值。
　　2.葡萄糖作为普通小球藻混合营养生长最佳的碳源，其作用并非是随着葡萄糖浓度的升高小球藻生物量持续增加，而是当培养基中的浓度达到20g/L时其生物量达到最大值，高于20g/L的葡萄糖对混合营养小球藻的生长会产生抑制作用。另外，葡萄糖的浓度对混养小球藻色素、蛋白质含量的影响不明显，其各浓度之间的差异不显著。
　　3.氮源是普通小球藻混合营养生长的第二大营养物质。对尿素、KNO3、NH4NO3和NH4Cl作为混合营养小球藻生长的氮源的研究表明：其中NH4NO3是促进混养小球藻生长的最佳氮源，KNO3是促进混养小球藻多糖和油脂积累的最佳氮源，NH4Cl和尿素分别能显著促进混养小球藻光和色素和蛋白质的积累。综合分析认为，KNO3是保证混养小球藻高生物量和高生物活性物质含量的最佳氮源。
　　4.自养和混养小球藻都具有一定的抵抗盐胁迫的能力，但两者抵抗盐胁迫的表现形式各有差异。在清除自由基方面，自养小球藻的类胡萝卜素和脯氨酸含量高于混养小球藻，说明混合营养方式下的小球藻比自养营养下更容易受到自由基破坏；在细胞渗透调节方面，自养小球藻脯氨酸含量大于混养小球藻。因为脯氨酸能够分解成谷氨酸或酮戊二酸参与三羧酸循环，能更加有效的参与渗透调节和细胞结构的保护，所以自养小球藻比混养小球藻更能抵抗盐胁迫；在抗脂质过氧化方面，混养各组MDA含量均高于同组自养处理，所以小球藻的自养方式比混合营养方式更能耐受脂质过氧化。

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缩略表

第一章 文献综述

1.1微藻概述

1.2小球藻

1.3研究目的和意义

参考文献

第二章 不同营养方式对小球藻生长及细胞组成的影响

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果与讨论

2.4小结

参考文献

第三章 葡萄糖浓度对混合小球藻生长特性和细胞组成的影响

3.1引言

3.2材料与方法

3.3 结果与分析

3.4小结

参考文献

第四章 氮源对混养小球藻生长特性和细胞组成的影响

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果与分析

4.4小结

参考文献

第五章 自养和混养小球藻对NaCl胁迫的生理响应

5.1引言

5.2 材料与方法

5.3结果与分析

5.4小结

参考文献

第六章 总 结

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