發(fā)布時間：2020-11-04 20:03

　　 隨著化石能源的日漸枯竭,尋求一種新型可再生能源已是大勢所趨。微藻由于其生長快、油脂含量高、適應(yīng)性強等優(yōu)點,成為生產(chǎn)生物柴油最有潛力的物種。目前制約微藻工業(yè)化應(yīng)用的主要原因是生產(chǎn)成本太高,而降低成本一個有效的手段就是提高微藻的生長速度和油脂積累。本課題創(chuàng)新性的將銨毒性的解除與促進微擬球藻生長和積累油脂相結(jié)合,并利用比較轉(zhuǎn)錄組學對其機理進行研究。本文內(nèi)容包含如下幾個方面:1)研究了鹽度、pH、碳源、氮源對微擬球藻比生長速率和油脂產(chǎn)率的影響。發(fā)現(xiàn)最適鹽度為25‰,最適pH為7-8,銨和乙酸鹽混養(yǎng)促進微擬球藻生長和油脂積累。銨對微擬球藻自養(yǎng)有抑制作用,而乙酸鹽可以解除銨對微藻的毒性并促進微擬球藻的生長和油脂積累,其油脂相對含量可以達到38.6%,與以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為氮源混養(yǎng)培養(yǎng)時藻的油脂含量相比,銨鹽混養(yǎng)培養(yǎng)藻類油脂含量高出約2.7-4.4倍。亞硝酸鹽和硝酸鹽可以作為微擬球藻的氮源進行生長,但無明顯的油脂積累。2)乙酸鹽和銨鹽對微擬球藻生長和積累油脂的影響。不同濃度銨鹽對培養(yǎng)微擬球藻的影響的實驗中,最佳培養(yǎng)條件為銨鹽濃度為1 mM的混養(yǎng)培養(yǎng),生物量達到543 mg/L,明顯高于異養(yǎng)培養(yǎng)和對照組f/2生物量,且油脂產(chǎn)量測定為278 mg/L,與對照組的光合自養(yǎng)和相同銨濃度條件下的異養(yǎng)相比,微擬球藻的油脂相對含量提高2-5.7倍,油脂產(chǎn)量提高2.7-7倍。不同濃度乙酸鹽對培養(yǎng)微擬球藻的影響的實驗中,4 mM至128 mM范圍內(nèi)的乙酸鹽濃度均增加微擬球藻的生物量和油脂含量。當乙酸鹽濃度范圍為4-128mM時,觀察到油脂相對含量提高2.6-5.6倍,油脂產(chǎn)量提高3-7.7倍。3)通過比較轉(zhuǎn)錄組研究銨鹽混養(yǎng)促進微擬球藻生長和積累油脂的機制。銨鹽混養(yǎng)的CO2固定能力下降,乙酸鈉是微擬球藻生長和油脂積累的主要碳源,并通過增強光合作用合成更多的NADPH,通過減弱碳固定過程來減少NADPH的消耗,從而使微擬球藻有更多的ATP和NADPH可用于合成更油脂。且銨鹽混養(yǎng)中,微擬球藻脂肪酸合成能力增強,脂肪酸降解減少,因此可以積累大量油脂。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TE667
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 微藻概述
        1.1.1 微藻的概念及種類
        1.1.2 微藻的生物學特性
        1.1.3 微藻的應(yīng)用
            1.1.3.1 微藻生產(chǎn)生物柴油
            1.1.3.2 微藻生產(chǎn)藻多糖
            1.1.3.3 微藻生產(chǎn)多不飽和脂肪酸
            1.1.3.4 微藻生產(chǎn)藻蛋白
            1.1.3.5 微藻可用于環(huán)保
            1.1.3.6 微藻的其他應(yīng)用
        1.1.4 微藻應(yīng)用的瓶頸
        1.1.5 傳統(tǒng)提升微藻產(chǎn)量的方法
    1.2 本課題研究意義和研究內(nèi)容
第二章 微擬球藻生長特性的研究
    2.1 引言
    2.2 材料與試劑
        2.2.1 藻種及培養(yǎng)條件
        2.2.2 儀器與設(shè)備
        2.2.3 主要試劑
    2.3 實驗方法
        2.3.1 微擬球藻的純化
        2.3.2 微擬球藻生物量及油脂含量的測定
        2.3.3 不同鹽度對藻類生長和油脂生成的影響
        2.3.4 不同初始pH對藻類生長和油脂生成的影響
        2.3.5 不同有機底物對藻類生長和油脂生成的影響
        2.3.6 不同氮源對藻類生長和油脂生成的影響
        2.3.7 不同磷源對藻類生長和油脂生成的影響
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 微擬球藻的純化
        2.4.2 不同鹽度對藻類生長和油脂生成的影響
        2.4.3 不同初始pH對藻類生長和油脂生成的影響
        2.4.4 不同有機底物對藻類生長和油脂生成的影響
        2.4.5 不同氮源對藻類生長和油脂生成的影響
        2.4.6 不同磷源對藻類生長和油脂生成的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 銨鹽和乙酸鹽對微擬球藻生長和油脂生成的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與試劑
        3.2.1 藻種及培養(yǎng)條件
        3.2.2 儀器與設(shè)備
        3.2.3 主要試劑
    3.3 實驗方法
        3.3.1 不同濃度銨鹽對微擬球藻生物量和油脂含量的影響
        3.3.2 比較銨鹽和硝酸鹽對微擬球藻生物量和油脂含量的影響
        3.3.3 不同濃度乙酸鹽對微擬球藻培養(yǎng)生物量和油脂含量的影響
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 不同濃度銨鹽對微擬球藻生物量和油脂含量的影響
        3.4.2 比較銨鹽和硝酸鹽對微擬球藻生物量和油脂含量的影響
        3.4.3 不同濃度乙酸鹽對微擬球藻培養(yǎng)生物量和油脂含量的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 微擬球藻比較轉(zhuǎn)錄組測序分析
    4.1 引言
    4.2 材料與試劑
        4.2.1 藻種及培養(yǎng)條件
        4.2.2 儀器與設(shè)備
        4.2.3 主要試劑
    4.3 實驗方法
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 各實驗組微擬球藻生長和油脂積累概況
        4.4.2 微擬球藻轉(zhuǎn)錄組測序概況
        4.4.3 B1-na-vs A3-na轉(zhuǎn)錄組差異基因的統(tǒng)計及分析
        4.4.4 B3-na-vs A3-na轉(zhuǎn)錄組差異基因的統(tǒng)計
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
答辯委員會對論文的評定意見

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何霞;呂劍;何義亮;趙彬;李春杰;;異養(yǎng)硝化機理的研究進展[J];微生物學報;2006年05期

2 王玲玲;周集體;姜波;;高效異養(yǎng)脫臭菌的篩選及鑒定[J];遼寧化工;2007年01期

3 謝薇;陳書濤;胡正華;;中國陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤異養(yǎng)呼吸變異的影響因素[J];環(huán)境科學;2014年01期

4 劉玉香;王瑤;李屹;安華;呂永康;;復合異養(yǎng)脫氮菌群脫氮性能研究[J];太原理工大學學報;2012年04期

5 潘丹;黃巧云;陳雯莉;;兩株異養(yǎng)硝化細菌的分離鑒定及其脫氮特性[J];微生物學報;2011年10期

6 潘欣,李建宏,戴傳超,浩云濤,馬宇翔,王雪鋒;小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)的研究[J];食品科學;2002年04期

7 茍莎;黃鈞;;異養(yǎng)硝化細菌脫氮特性及研究進展[J];微生物學通報;2009年02期

8 葛輝;邱業(yè)先;朱艷霞;;一株異養(yǎng)脫氮菌的分離及脫氮性能研究[J];環(huán)境科技;2011年04期

9 溫東輝,唐孝炎;異養(yǎng)硝化及其在污水脫氮中的作用[J];環(huán)境污染與防治;2003年05期

10 牟麗娉;黃鈞;茍莎;;異養(yǎng)硝化微生物菌劑及其好氧顆粒污泥的脫氮試驗[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學報;2009年03期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 吳超;高產(chǎn)油微藻基于基因組的初級代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和代謝流分析[D];清華大學;2015年

2 楊壘;高效異養(yǎng)硝化細菌的脫氮特性及其處理高氨氮廢水研究[D];西安建筑科技大學;2016年

3 郝珖存;基于過程模型的土壤異養(yǎng)呼吸對氣候情景響應(yīng)的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2015年

4 劉玉香;兩株異養(yǎng)硝化—好氧反硝化菌的分離鑒定和脫氮性能研究[D];太原理工大學;2012年

5 申曉菲;氮缺乏下異養(yǎng)和混養(yǎng)微藻產(chǎn)生物柴油[D];中國科學技術(shù)大學;2017年

6 鹿琳;眼點微擬球藻（Nannochlotropsis oculata）和朱氏四爿藻（Tetraselmis chuii）的異養(yǎng)與兼養(yǎng)研究[D];中國海洋大學;2015年

7 喬洪金;具有異養(yǎng)和厭氧特性的小球藻光合機制和代謝產(chǎn)物的定向優(yōu)化[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2010年

8 劉世名;小球藻（Chlorella Vulgaris）高密度異養(yǎng)培養(yǎng)[D];華南理工大學;1999年

9 趙莎;微藻懸浮液中CO_2氣泡的動力學行為及固碳特性研究[D];重慶大學;2015年

10 喬坤;極端耐NaHCO_3微藻的鑒定及ACBP抗逆機制研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李朋非;銨鹽混養(yǎng)促進微擬球藻生長和油脂積累的研究[D];華南理工大學;2017年

2 梁賢;一株異養(yǎng)硝化細菌YL的篩選及其脫氮特性研究[D];西安建筑科技大學;2015年

3 陳迪;鹽脅迫下小球藻油脂富集機制研究[D];湘潭大學;2015年

4 王潔;異養(yǎng)硝化細菌的篩選及硝化性能研究[D];福建農(nóng)林大學;2013年

5 潘丹;兩株異養(yǎng)硝化細菌的分離鑒定及其脫氮特性的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2011年

6 梁穎;生物法同時脫除養(yǎng)殖場臭氣中的氨氣及硫化氫微生物菌種的篩選及性能的測定[D];太原理工大學;2014年

7 張思思;自養(yǎng)異養(yǎng)反硝化協(xié)同修復地下水硝酸鹽氮污染的研究[D];河北工程大學;2016年

8 閆文君;膠球藻C-169營養(yǎng)生長特性及其處理酵母廢水效果評價[D];華南理工大學;2016年

9 徐華;異養(yǎng)—稀釋—光誘導串聯(lián)培育富油小球藻及調(diào)控機制研究[D];湘潭大學;2016年

10 張力維;異養(yǎng)小球藻保種技術(shù)研究與應(yīng)用[D];南陽師范學院;2017年

本文編號：2870543