5-氨基乙酰丙酸对藻类生长及产物积累的影响

摘要

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinateacid，ALA)，作为植物生长调节剂，广泛应用于多种植物的栽培，但在其在藻类培养中的应用却鲜有报道。本文选择小球藻和雨生红球藻为代表，研究5-氨基乙酰丙酸对藻类生长及产物积累的影响，为ALA在藻类培养中的应用奠定基础。本文主要实验结果如下:
　　1)以小球藻(Chlorellapyrenoidosa)FACHB-9为材料做培养条件优化，得到了小球藻生长及油脂积累的最适培养基，命名为Mf2培养基，其组成为（L-1）:NaHCO31000mg,KNO3100mg,urea120mg,MgSO4·7H2O20mg,CaCl2·2H2O25mg,NaCl1000mg,KH2PO42620mg,K2HPO4·3H2O7020mg,H3BO32.86mg,Co(NO3)2·6H2O0.05mg,MnCl2·4H2O1.86mg,ZnSO4·7H2O0.22mg,CuSO4·5H2O0.08mg,FeC6H5O76mg,Na2MoO4·2H2O0.39mg,VitaminB10.1mg，VitaminB120.0005mg，Biotin0.5mg，并通入5％(v/v)的CO2。此培养基中，小球藻藻细胞干重达1.32g·L-1，总油脂含量达0.270g·L-1。
　　2)ALA的加入可以促进小球藻的生长，从而间接促进其油脂积累。小球藻藻细胞干重与ALA浓度之间的对应关系呈“M”形曲线。适合小球藻生长及油脂生产的最佳ALA添加方案为每5～10天添加ALA2.98μM，此时小球藻藻细胞干重达1.65g·L-1，总油脂含量达0.328g·L-1。
　　3)以雨生红球藻(Haematococcuspluvilalis)FACHB-712为材料做培养条件优化，得到了雨生红球藻生长及虾青素生产的最适培养基，命名为MOHM培养基，其组成为（L-1）:NaHCO3400mg，KNO3410mg，MgSO4·7H2O123mg，CaCl2·2H2O55mg,KH2PO432.7mg,K2HPO4·3H2O858mg,CoCl2·6H2O0.011mg,MnCl2·4H2O0.98mg,CuSO4·5H2O0.012mg,FeC6H5O72.62mg,Na2MoO4·2H2O0.12mg,Cr2O30.75mg,VitaminB10.0175mg,VitaminB120.015mg，Biotin0.025mg，此培养基中雨生红球藻藻细胞干重达0.49g·L-1，虾青素产量达6.45mg·L-1。
　　4)ALA可以促进雨生红球藻细胞的生长，但不利于虾青素的积累。雨生红球藻藻细胞干重与ALA浓度之间的对应关系呈“M”形曲线。适合雨生红球藻生长及虾青素生产的最佳ALA添加方案为在培养初期每5～10天添加ALA1.79μM，此时雨生红球藻藻细胞干重达0.54g·L-1，虾青素产量达6.93mg·L-1。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 5-氨基乙酰丙酸的生产与应用

1．2．1 5-氨基乙酰丙酸的性质

1．2．2 5-氨基乙酰丙酸的代谢途径

1．2．3 5-氨基乙酰丙酸的应用

1．3 小球藻的培养与应用

1．3．1 小球藻的生物学特性

1．3．2 小球藻的功用

1．3．3 微藻油脂的生产与应用

1．3．4 影响小球藻生长和油脂积累的因素

1．4 雨生红球藻的培养和应用

1．4．1 雨生红球藻生物学特性

1．4．2 虾青素的性质、生产与应用

1．4．3 影响雨生红球藻生长和虾青素积累的因素

1．4．4 雨生红球藻中虾青素积累的机制

1．5 本工作的研究基本思路及拟研究内容

第二章 实验材料与方法

2．1 藻株

2．2 仪器与试剂

2．2．1 主要仪器

2．2．2 主要试剂

2．3 培养基与培养方法

2．4 数据分析与检测方法

2．4．1 藻细胞生物量的测定

2．4．2 pH的测定

2．4．3 藻细胞生长速率的计算

2．4．4 小球藻细胞中油脂含量的测定

2．4．5 雨生红球藻细胞中虾青素含量的测定

2．4．6 清液中ALA含量的测定

第三章 小球藻培养条件的优化

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 藻种及培养基

3．2．2 培养方法

3．2．3 数据测定方法

3．2．4 培养基的选择

3．2．5 氮源的选择

3．2．6 碳源的选择

3．2．7 Ca2+、Mg2+及微量元素的选择

3．2．8 pH调控方式的选择

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 小球藻培养基的选择

3．3．2 氮源的选择

3．3．3 碳源的选择

3．3．4 Ca2+、Mg2+和其他微量元素的选择

3．3．5 pH调控方式的选择

3．4 小结

第四章 5-氨基乙酰丙酸对小球藻生长及油脂积累的影响

4．1 引言

4．2 实验材料与方法

4．2．1 藻种及培养基

4．2．2 培养方法

4．2．3 数据测定方法

4．2．4 ALA浓度对小球藻生长和油脂积累的影响

4．2．5 ALA添加方式对小球藻生长和油脂积累的影响

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 ALA浓度对小球藻生长和油脂积累的影响

4．3．2 ALA添加方式对小球藻生长和油脂积累的影响

4．3．3 ALA在小球藻中作用机理的探讨

4．4 小结

第五章 雨生红球藻培养条件的优化

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 藻种及培养基

5．2．2 培养与胁迫方法

5．2．3 数据测定方法

5．2．4 雨生红球藻培养基的选择

5．2．5 雨生红球藻最适pH的选择

5．2．6 氮源的选择

5．2．7 碳源的选择

5．2．8 磷酸盐浓度的选择

5．2．9 Ca2+、Mg2+的选择

5．3 实验结果与讨论

5．3．1 雨生红球藻培养基的选择

5．3．2 雨生红球藻最适pH的选择

5．3．3 氮源的选择

5．3．4 碳源的选择

5．3．5 磷酸盐的选择

5．3．6 Ca2+、Mg2+的选择

5．4 小结

第六章 5-氨基乙酰丙酸对雨生红球生长及虾青素积累的影响

6．1 引言

6．2 实验材料与方法

6．2．1 藻种及培养基

6．2．2 培养与胁迫方法

6．2．3 数据测定方法

6．2．4 ALA浓度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．2．5 ALA添加时机对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．2．6 ALA添加方式对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．3 实验结果与讨论

6．3．1 ALA浓度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．3．2 ALA添加时机对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．3．3 ALA添加方式对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响

6．3．4 ALA在雨生红球藻中作用机理的探讨

6．4 小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

附录Ⅰ 小球藻六种培养基的组成

附录Ⅱ 雨生红球藻六种培养基的组成

作者简历