本文關(guān)鍵詞：溫度和光照強度對5種海洋單胞藻類生長及類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響

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【摘要】：本論文通過單因素實驗研究了不同溫度條件和不同光照強度條件下培養(yǎng)的5種海洋單細胞藻類(等鞭金藻塔溪堤品系H29,球等鞭金藻,纖細角毛藻,牟氏角毛藻和三角褐指藻)的生長變化,并且利用高效液相色譜實驗技術(shù)(HPLC)定性定量分析其類胡蘿卜素類物質(zhì)(葉綠素-a、p-胡蘿卜素、巖藻黃素、葉黃素)積累的變化情況,為探索5種海洋單細胞藻類的最適培養(yǎng)環(huán)境條件及獲取高產(chǎn)巖藻黃素的環(huán)境控制條件提供充分的理論和實驗依據(jù),同時為篩選高產(chǎn)巖藻黃素藻種提供相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實驗技術(shù)。其研究結(jié)果如下：1.溫度條件對5種海洋單細胞藻類生長的影響本實驗對5種海洋單胞藻類設(shè)置5個溫度梯度(15、20、25、30、35℃)使用加倍的f/2培養(yǎng)基完成12天的培養(yǎng)周期,在周期內(nèi)在第0、3、6、9、12天內(nèi)使用血球計數(shù)板法對細胞數(shù)量進行計數(shù)統(tǒng)計,并在培養(yǎng)結(jié)束進行藻液離心進行冷凍干燥獲得藻類干重值。實驗結(jié)果表明,等鞭金藻塔溪堤品系H29的細胞密度隨著培養(yǎng)時間逐漸增大,15、20、30、35℃組的藻細胞到第9天后密度不再增長,只有25℃組的細胞密度始終在增長,在第12天達到最大值2.365×106個/mL,各組最后達到的細胞密度范圍在4.710×105-2.365×106個/mL。20℃和25℃的特定生長率最大,兩者間無顯著差異性(P0.05)。35。C組特定生長率最小,為15.67%。球等鞭金藻的細胞密度隨培養(yǎng)時間呈現(xiàn)逐漸增大趨勢,在15、25、30、35℃組的細胞在第9天后數(shù)量不再增大,只有20℃組的藻細胞密度始終在增長,在第12天達到最大值2.682×106個/mL。各組最后達到的細胞密度范圍在1.065-2.683×106個/mL之間。20℃組的特定生長率最大,達到39.02%,顯著高于其他溫度處理組(P0.05)。35℃組的特定生長率出現(xiàn)最低值為13.10%。牟氏角毛藻的細胞密度隨著培養(yǎng)時間逐漸增大,基本一直到第12天細胞密度都在增大,在第12天30℃組的細胞密度達到最大值為2.294×106個/mL。至第12天達到細胞密度范圍在4.403×105-2.294×106個/mL之間。15、25、30、35℃溫度處理組的特定生長率值差異不顯著(P0.05),20℃組的值最低,值為3.69%。纖細角毛藻的細胞密度隨培養(yǎng)時間逐漸增大,基本在第6天細胞密度不再增長,只有20℃組在第9天后細胞密度出現(xiàn)不再增長,并在第12天達到最大值為2.222×106個/mL。SGR值也是在20℃組達到最大值為40.22%。三角褐指藻在15、20、25、30、35℃組的細胞密度隨培養(yǎng)時間逐漸增大,而30、35℃組的細胞密度隨著培養(yǎng)時間并沒有出現(xiàn)明顯增長,并且35℃組在第12天細胞密度出現(xiàn)負增長。本實驗結(jié)論是等鞭金藻塔溪堤品系H29最適生長溫度是20-25℃,球等鞭金藻最適生長溫度是20℃,牟氏角毛藻最適溫度是25-35℃,纖細角毛藻最適生長溫度是20℃,三角褐指藻耐熱性較差,最適生長溫度是15℃。不同溫度條件對5種海洋微藻干重影響均不顯著(P0.05)。實驗設(shè)計使用600mL培養(yǎng)液培養(yǎng)的5種海洋微藻,由于營養(yǎng)鹽物質(zhì)初始添加量都是一定的,因此其生物量干重的增加量保持穩(wěn)定。2.光照強度條件對5種海洋單胞藻類的生長影響本實驗對5種海洋單胞藻類設(shè)置5個光照強度梯度(50、100、150、200、 250μmolm-2s-1)使用加倍的f/2培養(yǎng)基完成12天的培養(yǎng)周期,在周期內(nèi)在第0、3、6、9、12天內(nèi)使用血球計數(shù)板法對細胞數(shù)量進行計數(shù)統(tǒng)計,并在培養(yǎng)結(jié)束進行藻液離心進行冷凍干燥獲得藻類干重值。本實驗結(jié)果是等鞭金藻塔溪堤品系H29在12天細胞密度達到最大值,其中150μmolm-2s-1組與200μmolm-2s-1組的細胞密度值最大,但兩者沒有明顯的差異性。在第12天時各個光照處理組的細胞密度值范圍在1.219-2.365×106個/mL之間。200μmolm-2s-1組的SGR明顯高于其他光照處理組,最大值達到24.20%。球等鞭金藻的細胞密度在150μmolm-2s-1組與200μmolm-2s-1組的第12天的細胞密度較其他處理組高,二者間差異也不顯著,達到1.867-1.881×106個/mL。各個光照強度處理組的細胞密度范圍在1.219-2.253×106個/mL之間。200μmolm-2s-1與250μmolm-2s-1組的SGR值差異性不顯著,均高于其他處理組。牟氏角毛藻在200μmolm-2s-1組到第12天時達到的細胞密度值最高,均值為2.202×106個/mL。200μmolm-2s-1組的SGR值明顯高于其他光照處理組,SGR均值為27.73%。纖細角毛藻至第12天時,250μmolm-2s-1組的細胞密度值最高,均值達到1.382×106個/mL。第12天5個光照強度處理組的密度范圍在7.475×105-1.731×106個/mL之間。三角褐指藻在第12天200μmolm-2s-1處理組的細胞密度值最高,平均值達到2.202×106個/mL。三角褐指藻在50μmolm-2s-1、100μmolm-2s-1與200μmolm-2s-1組的SGR值明顯高于其他光照處理組,三者之間差異不顯著,平均值為17.64%-19.77%左右。本實驗結(jié)論是等鞭金藻塔溪堤品系H29的最適光照強度為200μmolm-2s-1,球等鞭金藻的最適光照強度是150-200μmolm-2s-1,牟氏角毛藻的最適光照強度是200μmolm-2s-1,三角褐指藻的最適光照強度是200μmolm-2s-1。不同光照強度條件處理對5種海洋微藻的細胞干重量的影響均不顯著(P0.05)。實驗設(shè)計使用600mL培養(yǎng)液培養(yǎng)的5種海洋微藻,由于營養(yǎng)鹽物質(zhì)添加量都是一定的,因此其生物量干重的增加量保持穩(wěn)定。3.溫度條件對5種海洋單胞藻類體內(nèi)類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響本實驗對5個溫度梯度處理下(15、20、25、30、35℃)的5種海洋單胞藻類體內(nèi)的4種色素(葉綠素-a、p-胡蘿卜素、巖藻黃素、葉黃素)進行浸提,使用液相色譜系統(tǒng)進行定性定量分析。實驗結(jié)果顯示等鞭金藻塔溪堤品系H29的巖藻黃素、β-胡蘿卜素含量隨溫度的變化趨勢基本與葉綠素-a一致,在15℃處理組中值最大,并且葉綠素-a與巖藻黃素的含量比值基本維持在3左右。球等鞭金藻的β-胡蘿卜素與巖藻黃素含量隨溫度的變化趨勢也是與葉綠素-a含量變化趨勢相一致,在15℃處理組中達到最大值。巖藻黃素含量隨溫度的變化范圍在2.033-4.686mg/g之間。牟氏角毛藻的β-胡蘿卜素、巖藻黃素以及葉黃素的含量隨溫度的變化趨勢與葉綠素-a的變化基本保持一致,巖藻黃素的含量最大值出現(xiàn)在35℃組,變化范圍在1.919-5.736mg/g之間。纖細角毛藻的四種色素含量隨溫度的變化趨勢也是呈現(xiàn)一致的現(xiàn)象。巖藻黃素含量最大值出現(xiàn)在30℃組,值為4.573mg/g,約為葉綠素-a含量的3倍。巖藻黃素含量值的波動范圍在2.070-4.573mg/g之間,其值始終較高。三角褐指藻的葉綠素-a、p-胡蘿卜素、巖藻黃素、葉黃素四種色素變化趨勢基本保持一致,最高值均出現(xiàn)在30℃,其值分別為10.186mg/g、2.336mg/g、3.045mg/g、0.698mg/g。本實驗結(jié)論是5種海洋單胞藻類在不同溫度條件下的捕光色素(葉綠素-a、p-胡蘿卜素、巖藻黃素)含量變化趨勢基本一致,在是最適溫度下含量均較高,光保護色素(葉黃素)的含量受溫度變化的影響較小。等鞭金藻的葉綠素-a與巖藻黃素的比值隨溫度變化穩(wěn)定在3左右,說明該比值可作為物種的分類依據(jù)。4.光照強度條件對5種海洋單胞藻類類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響本實驗對5個光照強度梯度處理下(50、100、150、200、250μmolm-2s-1)的5種海洋單胞藻類體內(nèi)的4種色素(葉綠素-a、β-胡蘿卜素、巖藻黃素、葉黃素)進行浸提,使用液相色譜系統(tǒng)進行定性定量分析。實驗結(jié)果表明等鞭金藻塔溪堤品系H29的葉綠素-a含量最高值出現(xiàn)在150μmolm-2s-1,其值為9.616mg/g。β-胡蘿卜素的含量最大值出現(xiàn)在100μmolm-2s-1,為3.146mg/g。葉綠素-a/巖藻黃素的值大約穩(wěn)定在3左右,巖藻黃素含量最大值為3.462mg/g。球等鞭金藻四種色素含量變化趨勢基本保持一致,葉綠素-a含量最高值出現(xiàn)在100μmolm-2s-1處,變化范圍在2.797-11.174mg/g之間。β-胡蘿卜素的含量最高值為10.540mg/g,巖藻黃素最高值為3.860mg/g,變化范圍在1.845-3.860mg/g之間。葉黃素的含量隨光照強度變化波動的范圍較小,范圍為0.178-1.840mg/g。牟氏角毛藻的葉綠素-a含量最高值在50μmolm-2s-1組為4.260mg/g,p-胡蘿卜素最高值出現(xiàn)在200μmolm-2s-1組達到1.756mg/g,巖藻黃素在50μmolm-2s-1組達到最大值為2.232mg/g。葉黃素含量變化范圍在0.129-1.276mg/g。纖細角毛藻的葉綠素-a最高值出現(xiàn)在50μmolm-2s-1組為4.245mg/g,p-胡蘿卜素含量波動范圍為0.119-0.325mg/g。巖藻黃素的含量最高值在50μmolm-2s-1組為2.434mg/g。葉黃素的最高值出現(xiàn)在250μmolm-2s-1組為1.277mg/g。三角褐指藻的葉綠素-a、巖藻黃素含量在低光照組含量均較高,高光照組出現(xiàn)含量降低,最大值分別為5.35 mg/g、2.75mg/g。β-胡蘿卜素、葉黃素在三角褐指藻體內(nèi)的含量較低,受光照強度的影響也較小。本實驗結(jié)論是光照強度會影響光合作用,與海洋單胞藻類細胞內(nèi)相關(guān)色素的合成有著十分密切的關(guān)系。各個藻種的捕光色素(葉綠素-a、β-胡蘿卜素、巖藻黃素)含量隨光照強度變化的趨勢基本一致,在低光照組含量較高,以促進光合作用,為生長供給足夠的能量。光保護色素(葉黃素)含量在高光照組上升,以保護藻細胞免受高光破壞。
【關(guān)鍵詞】：海洋單胞藻類 溫度 光照強度 生長 類胡蘿卜素類物質(zhì)
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q945
【目錄】：

• 摘要5-9
• Abstract9-18
• 0 前言18-19
• 1. 文獻綜述19-25
• 1.1 微藻概述19-21
• 1.1.1 等鞭金藻塔溪堤品系H_(29)和球等鞭金藻概述19-20
• 1.1.2 牟氏角毛藻和纖細角毛藻概述20
• 1.1.3 三角褐指藻概述20-21
• 1.2 色素概述21-23
• 1.2.1 葉綠素-a(cholorophyll-a)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能21
• 1.2.2 β-胡蘿卜素(β-carotene)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能21-22
• 1.2.3 葉黃素(lutein)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能22
• 1.2.4 巖藻黃素(fucoxanthin)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能22-23
• 1.3 環(huán)境因子對海洋單胞藻類生長及色素積累的影響23-25
• 1.3.1 溫度對海洋單胞藻類生長及色素積累的影響23-24
• 1.3.2 光照強度對海洋單胞藻類生長及色素積累的影響24-25
• 2. 溫度對5種海洋單胞藻類生長的影響25-39
• 2.1 引言25
• 2.2 材料與方法25-26
• 2.2.1 實驗材料25
• 2.2.2 實驗方法25-26
• 2.2.3 測定指標26
• 2.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析26
• 2.3 實驗結(jié)果26-37
• 2.3.1 不同溫度條件下5種海洋單胞藻類細胞密度及其特定生長率的變化情況26-33
• 2.3.2 不同溫度條件下5種海洋單胞藻類干重的變化情況33-37
• 2.4 討論37-39
• 3 光照強度對5種海洋單胞藻類生長的影響39-54
• 3.1 引言39
• 3.2 材料與方法39-40
• 3.2.1 實驗材料39
• 3.2.2 實驗方法39-40
• 3.2.3 測定指標40
• 3.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析40
• 3.3 實驗結(jié)果40-52
• 3.3.1 不同光照強度條件下5種海洋單胞藻類細胞密度及其特定生長率的變化情況40-48
• 3.3.2 不同光照強度條件下5種海洋單胞藻類干重的變化情況48-52
• 3.4 討論52-54
• 4. 不同溫度條件對5種海洋單胞藻類類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 材料與方法54-56
• 4.2.1 實驗材料54
• 4.2.2 色素的提取54-55
• 4.2.3 HPLC分析55
• 4.2.4 標準曲線繪制55-56
• 4.3 實驗結(jié)果56-63
• 4.3.1 標準品及5種海洋單胞藻類的HPLC色素分析圖56-59
• 4.3.2 不同溫度條件對5種海洋單胞藻類的類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響59-63
• 4.4 討論63-64
• 5 不同光照強度條件對5種海洋單胞藻類類胡蘿卜素類物質(zhì)積累的影響64-71
• 5.1 引言64
• 5.2 材料與方法64-66
• 5.2.1 實驗材料64
• 5.2.2 色素的提取64-65
• 5.2.3 HPLC分析65
• 5.2.4 標準曲線繪制65-66
• 5.3 實驗結(jié)果66-69
• 5.4 討論69-71
• 6. 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-79
• 致謝79-80
• 個人簡歷80

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本文編號：942842