富油微藻繁育技術(shù)優(yōu)化與藍藻產(chǎn)不飽和脂肪酸的基因工程
發(fā)布時間:2021-07-03 01:54
微藻富含油脂、易于培養(yǎng)、生長周期短,可作為功能食品、飼料添加劑的替代來源。然而,培養(yǎng)過程中存在生物質(zhì)濃度低、規(guī);囵B(yǎng)難、收獲耗能高、新鮮水消耗大、特定多不飽和脂肪酸含量低等問題,導致微藻生物質(zhì)及其組分成本高,限制了其商業(yè)化應用。本論文以湛江等鞭金藻、假微型海鏈藻和聚球藻7002為研究對象,對微藻培養(yǎng)條件優(yōu)化、光生物反應器設計、生物絮凝收獲和絮凝上清再利用、基因工程藍藻產(chǎn)不飽和脂肪酸等進行探索研究。(1)湛江等鞭金藻和假微型海鏈藻的優(yōu)化培養(yǎng)。探討了培養(yǎng)方式、光強和NaN03濃度對微藻生長和產(chǎn)物積累的影響以及培養(yǎng)過程中氮消耗與微藻生長間的關(guān)系。結(jié)果表明,湛江等鞭金藻和假微型海鏈藻生長越快,對氮的吸收越多,兼養(yǎng)較光自養(yǎng)和光異養(yǎng)消耗更多的氮以滿足生長需要。充足的氮源和兼養(yǎng)培養(yǎng)時,蛋白質(zhì)積累較多;NaN03濃度較低時,油脂積累較多。綜合考慮油脂產(chǎn)率和節(jié)約資源等因素,湛江等鞭金藻最佳油脂產(chǎn)率80.06mg/L/d 在光強為 100μmol/m2/s、NaN03 濃度為 375mg/L、兼養(yǎng)培養(yǎng)條件下獲得。光強為100μmol/m2/s,NaN03濃度為375mg/L,兼養(yǎng)培養(yǎng),以更新率35%、更...
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2微藻的培養(yǎng)方式[25)??Fig.?1-2?The?cultivation?mode?of?microalgae??1.2.2.5不同培養(yǎng)條件的優(yōu)劣??不同培養(yǎng)方式特征見圖1-2
通過A5脫氫轉(zhuǎn)換成AA和EPA。另一種酶A17脂肪酸脫氫酶,能夠?qū)ⅲ粒链呋桑牛校粒??然后在A5延長酶作用下將EPA轉(zhuǎn)換成DPA,最后在A4脂肪酸脫氫酶作用下轉(zhuǎn)換成DHA??(圖1-4)。另一方面,在含油真菌裂殖壺菌和海洋細菌中證實存在替代的長鏈不飽和脂??肪酸途徑(聚酮合酶途徑)??與真核藻相比,藍藻遺傳操作更直接和完善。1970s首例藍藻外源基因的轉(zhuǎn)化及重??組DNA技術(shù)研究,構(gòu)建了工程藍藻。藍藻的多數(shù)遺傳操作是在獲得代謝、遺傳、光合??作用信息后進行的[98]。穿梭載體、整合載體、轉(zhuǎn)座子及噬菌體載體等常用來構(gòu)建藍藻基??因工程載體[99]。藍藻具有將外源基因通過一些未知機制穿過細胞膜的能力。集胞藻??Synechocystis?sp.?PCC?6803.?WWW:?Synechococcus?elongatus?PCC?7942?S.?Synechococcus??sp.PCC?7002等具有自然轉(zhuǎn)化能力,是基因工程的理想宿主[93]。有些藍藻具有特定表型??或代謝過程中固氮產(chǎn)氫,使用結(jié)合轉(zhuǎn)化和電轉(zhuǎn)化用于轉(zhuǎn)化。對真核微藻來說,綠藻、紅??藻和褐藻及硅藻已成功轉(zhuǎn)化,大部分由核轉(zhuǎn)化[94]。??轉(zhuǎn)基因微藻可作為生物反應器過量或特定表達基因,產(chǎn)生新代謝物。2013年_晉飛??_將大腸桿菌乙酰輔酶A合成酶基因(acetyl-coAsynthetase,ACS)引入裂殖壺藻???ScAizoc/i^r/wm?sp.TIOllOl
 ̄?concentration/?uM??圖2-3人工海水中NOr濃度與其在220nm下吸收值的關(guān)系曲線??Fig.?2-3?Relationship?between?nitrate?concentration?and?absorbance?at?220?nm?in?artificial?seawater??medium.??2.1.7統(tǒng)計學分析??所有結(jié)果以平均值±標準偏差表示。所有數(shù)據(jù)用SPSS?10(SPSS,Chicago,?IL,USA)??中的單向ANOVA?(方差分析)和多重范圍試驗(p<?0.05)進行評估。0.05為差異??顯著,p<0.01為差異極顯著。??2.2結(jié)果與討論??2.2.1培養(yǎng)條件和培養(yǎng)方式對湛江等鞭金藻生物量濃度影響??如圖2-4所示,光強分別為100和200?|xmol/m2/s時,不同培養(yǎng)方式下,隨NaN〇3??濃度升高(從75mg/L升高到750mg/L),微藻生物量濃度在逐步增大,差異性顯著(p??〈0.05)。培養(yǎng)9d后,NaN03濃度為乃mg/L,光強為10〇Mmol/m2/s光異養(yǎng)時生物量濃??度最低為0.46?g/L,NaN03濃度為750?mg/L,光強為100?nmol/m2/s兼養(yǎng)時生物量濃度最??高為2.20?g/L。氮是合成蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的必需元素,增加氮供應生物量濃??度將增加
【參考文獻】:
期刊論文
[1]絮凝法采收小球藻的研究[J]. 薛蓉,陸向紅,盧美貞,竇曉,晏榮軍,計建炳. 可再生能源. 2012(09)
[2]氮、磷對富油荒漠微藻混養(yǎng)生長及總脂的影響[J]. 徐檬,徐小琳,李春. 石河子大學學報(自然科學版). 2012(04)
[3]葡萄糖和乙酸鈉對湛江等鞭金藻兼養(yǎng)生長的影響[J]. 赫冬梅,王娜,孫凱峰,黃振華,段舜山. 生態(tài)科學. 2012(02)
[4]微藻生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)前景和研發(fā)策略分析[J]. 李健,張學成,胡鴻鈞,王廣策. 科學通報. 2012(01)
[5]微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化技術(shù)中的若干科學問題及其分析[J]. 李元廣,譚天偉,黃英明. 中國基礎科學. 2009(05)
[6]光質(zhì)對湛江等鞭金藻生長和脂肪酸組成的影響[J]. 柴雨,吳垠,趙慧慧,于丹. 植物生理學通訊. 2009(06)
[7]不同氮源對布朗葡萄藻生長、總脂和總烴含量的影響[J]. 胡章喜,安民,段舜山,徐寧,孫凱峰,劉曉娟,李愛芬,張成武. 生態(tài)學報. 2009(06)
[8]酶解糖異養(yǎng)培養(yǎng)微藻發(fā)酵條件的優(yōu)化及生產(chǎn)試驗[J]. 尹建云,孟海華,張學松,梁世中. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2006(05)
[9]綠色巴夫藻的光生物反應器半連續(xù)培養(yǎng)研究[J]. 徐志標,裴魯青,駱其君,嚴小軍. 海洋水產(chǎn)研究. 2005(04)
[10]光、氮和半連續(xù)培養(yǎng)更新率對微綠球藻生長與采收量的影響[J]. 朱藝峰,林霞,徐同成,虞小花,高成勉,張仕堅. 中國水產(chǎn)科學. 2004(02)
博士論文
[1]微擬球藻PUFA和TAG合成的分子調(diào)控研究[D]. 張琳.中國海洋大學 2014
[2]利用基因工程手段提高兩種微藻的生物量與特定代謝產(chǎn)物產(chǎn)量[D]. 閆晉飛.沈陽藥科大學 2013
[3]多不飽和脂肪酸生物合成途徑相關(guān)酶基因的克隆及在集胞藻PCC6803中的表達研究[D]. 陳高.山東師范大學 2012
[4]三角褐指藻的自養(yǎng)、兼養(yǎng)和異養(yǎng)特性研究[D]. 劉曉娟.暨南大學 2008
碩士論文
[1]產(chǎn)油微藻的高密度培養(yǎng)工藝研究[D]. 萬晶晶.北京化工大學 2013
[2]三種海洋產(chǎn)能微藻規(guī);B(yǎng)殖及采收技術(shù)的初步研究[D]. 韋芳三.上海海洋大學 2011
[3]包埋—脫水法常溫和低溫保存兩種等鞭金藻的研究[D]. 王歡.遼寧師范大學 2009
[4]海洋硅藻海鏈藻(Thalassiosira sp.)培養(yǎng)條件及其對抗生素敏感性的研究[D]. 朱明.中國海洋大學 2002
本文編號:3261623
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2微藻的培養(yǎng)方式[25)??Fig.?1-2?The?cultivation?mode?of?microalgae??1.2.2.5不同培養(yǎng)條件的優(yōu)劣??不同培養(yǎng)方式特征見圖1-2
通過A5脫氫轉(zhuǎn)換成AA和EPA。另一種酶A17脂肪酸脫氫酶,能夠?qū)ⅲ粒链呋桑牛校粒??然后在A5延長酶作用下將EPA轉(zhuǎn)換成DPA,最后在A4脂肪酸脫氫酶作用下轉(zhuǎn)換成DHA??(圖1-4)。另一方面,在含油真菌裂殖壺菌和海洋細菌中證實存在替代的長鏈不飽和脂??肪酸途徑(聚酮合酶途徑)??與真核藻相比,藍藻遺傳操作更直接和完善。1970s首例藍藻外源基因的轉(zhuǎn)化及重??組DNA技術(shù)研究,構(gòu)建了工程藍藻。藍藻的多數(shù)遺傳操作是在獲得代謝、遺傳、光合??作用信息后進行的[98]。穿梭載體、整合載體、轉(zhuǎn)座子及噬菌體載體等常用來構(gòu)建藍藻基??因工程載體[99]。藍藻具有將外源基因通過一些未知機制穿過細胞膜的能力。集胞藻??Synechocystis?sp.?PCC?6803.?WWW:?Synechococcus?elongatus?PCC?7942?S.?Synechococcus??sp.PCC?7002等具有自然轉(zhuǎn)化能力,是基因工程的理想宿主[93]。有些藍藻具有特定表型??或代謝過程中固氮產(chǎn)氫,使用結(jié)合轉(zhuǎn)化和電轉(zhuǎn)化用于轉(zhuǎn)化。對真核微藻來說,綠藻、紅??藻和褐藻及硅藻已成功轉(zhuǎn)化,大部分由核轉(zhuǎn)化[94]。??轉(zhuǎn)基因微藻可作為生物反應器過量或特定表達基因,產(chǎn)生新代謝物。2013年_晉飛??_將大腸桿菌乙酰輔酶A合成酶基因(acetyl-coAsynthetase,ACS)引入裂殖壺藻???ScAizoc/i^r/wm?sp.TIOllOl
 ̄?concentration/?uM??圖2-3人工海水中NOr濃度與其在220nm下吸收值的關(guān)系曲線??Fig.?2-3?Relationship?between?nitrate?concentration?and?absorbance?at?220?nm?in?artificial?seawater??medium.??2.1.7統(tǒng)計學分析??所有結(jié)果以平均值±標準偏差表示。所有數(shù)據(jù)用SPSS?10(SPSS,Chicago,?IL,USA)??中的單向ANOVA?(方差分析)和多重范圍試驗(p<?0.05)進行評估。0.05為差異??顯著,p<0.01為差異極顯著。??2.2結(jié)果與討論??2.2.1培養(yǎng)條件和培養(yǎng)方式對湛江等鞭金藻生物量濃度影響??如圖2-4所示,光強分別為100和200?|xmol/m2/s時,不同培養(yǎng)方式下,隨NaN〇3??濃度升高(從75mg/L升高到750mg/L),微藻生物量濃度在逐步增大,差異性顯著(p??〈0.05)。培養(yǎng)9d后,NaN03濃度為乃mg/L,光強為10〇Mmol/m2/s光異養(yǎng)時生物量濃??度最低為0.46?g/L,NaN03濃度為750?mg/L,光強為100?nmol/m2/s兼養(yǎng)時生物量濃度最??高為2.20?g/L。氮是合成蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的必需元素,增加氮供應生物量濃??度將增加
【參考文獻】:
期刊論文
[1]絮凝法采收小球藻的研究[J]. 薛蓉,陸向紅,盧美貞,竇曉,晏榮軍,計建炳. 可再生能源. 2012(09)
[2]氮、磷對富油荒漠微藻混養(yǎng)生長及總脂的影響[J]. 徐檬,徐小琳,李春. 石河子大學學報(自然科學版). 2012(04)
[3]葡萄糖和乙酸鈉對湛江等鞭金藻兼養(yǎng)生長的影響[J]. 赫冬梅,王娜,孫凱峰,黃振華,段舜山. 生態(tài)科學. 2012(02)
[4]微藻生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)前景和研發(fā)策略分析[J]. 李健,張學成,胡鴻鈞,王廣策. 科學通報. 2012(01)
[5]微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化技術(shù)中的若干科學問題及其分析[J]. 李元廣,譚天偉,黃英明. 中國基礎科學. 2009(05)
[6]光質(zhì)對湛江等鞭金藻生長和脂肪酸組成的影響[J]. 柴雨,吳垠,趙慧慧,于丹. 植物生理學通訊. 2009(06)
[7]不同氮源對布朗葡萄藻生長、總脂和總烴含量的影響[J]. 胡章喜,安民,段舜山,徐寧,孫凱峰,劉曉娟,李愛芬,張成武. 生態(tài)學報. 2009(06)
[8]酶解糖異養(yǎng)培養(yǎng)微藻發(fā)酵條件的優(yōu)化及生產(chǎn)試驗[J]. 尹建云,孟海華,張學松,梁世中. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2006(05)
[9]綠色巴夫藻的光生物反應器半連續(xù)培養(yǎng)研究[J]. 徐志標,裴魯青,駱其君,嚴小軍. 海洋水產(chǎn)研究. 2005(04)
[10]光、氮和半連續(xù)培養(yǎng)更新率對微綠球藻生長與采收量的影響[J]. 朱藝峰,林霞,徐同成,虞小花,高成勉,張仕堅. 中國水產(chǎn)科學. 2004(02)
博士論文
[1]微擬球藻PUFA和TAG合成的分子調(diào)控研究[D]. 張琳.中國海洋大學 2014
[2]利用基因工程手段提高兩種微藻的生物量與特定代謝產(chǎn)物產(chǎn)量[D]. 閆晉飛.沈陽藥科大學 2013
[3]多不飽和脂肪酸生物合成途徑相關(guān)酶基因的克隆及在集胞藻PCC6803中的表達研究[D]. 陳高.山東師范大學 2012
[4]三角褐指藻的自養(yǎng)、兼養(yǎng)和異養(yǎng)特性研究[D]. 劉曉娟.暨南大學 2008
碩士論文
[1]產(chǎn)油微藻的高密度培養(yǎng)工藝研究[D]. 萬晶晶.北京化工大學 2013
[2]三種海洋產(chǎn)能微藻規(guī);B(yǎng)殖及采收技術(shù)的初步研究[D]. 韋芳三.上海海洋大學 2011
[3]包埋—脫水法常溫和低溫保存兩種等鞭金藻的研究[D]. 王歡.遼寧師范大學 2009
[4]海洋硅藻海鏈藻(Thalassiosira sp.)培養(yǎng)條件及其對抗生素敏感性的研究[D]. 朱明.中國海洋大學 2002
本文編號:3261623
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