盐生杜氏藻Dunaliella salina的生物学特性与培养研究

盐生杜兵藻富含β－胡萝卜素和蛋白质，适宜在高纬度、光照强的各种咸水环境中生长，对它的生物学特性和培养条件进行了研究，发现适宜于盐生杜氏藻生长的培养基主要成分为：２ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ，５ｍｍｏｌ／ＬＫＮＯ３，６．５ｍｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３，５ｍｍｏｌ／ＬＭｇＳｏｒ，０．３ｍｍｏｌ／ＬＫＨ２ＰＯ４。     

根据β—胡萝卜素合成机制改进盐生杜氏藻(Dunaliella salina)培养方法的研究

根据β-胡萝卜素合成机制,在盐生杜氏藻(Dunaliella Salina)的培养过程中适当加入柠檬酸,Mg~(2+)和间断通CO_2可以提高盐生杜氏藻体内β—胡萝卜素的含量,其含量可达10.2％.     

盐生杜氏藻(Dunaliella Salina)大量培养条件的优化研究

采用正交试验法对盐生杜氏藻的扩大培养条件进行优化研究,结果表明:在培养基pH值为9,温度为32℃,光照强度为10 000lx,接种密度为0.30,培养基配方为J/L培养基的条件下,有利于杜氏藻的生长,可适用于大型工业化培养生产.     

不同浓度氮、磷对杜氏盐藻生长的影响

在实验室条件下,研究了不同氮(0、0.1、0.4、0.8、1.0、1.2 g/L)、磷(0、0.015、0.025、0.030、0.045、0.060 g/L)浓度下杜氏盐藻生长增殖的关系和特征,以及氮磷比(c(N)/c(P))变化等对该藻生长的影响。实验结果表明:杜氏盐藻对氮、磷有着较强的适应能力,浓度增大藻增长率增大,浓度继续增大反而抑制藻的增长,属于营养依赖型藻类。不同氮质量浓度梯度对杜氏盐藻生长具有显著性影响(P<0.05),但对杜氏盐藻生长率K的影响不显著(P>0.05),最适宜的氮浓度为1.0 g/L;不同磷质量浓度梯度对杜氏盐藻的生长和生长率K具有显著性的影响(P<0.05),最适宜的磷浓度为0.025 g/L。当c(N)/c(P)为40时,最适合杜氏盐藻的生长。     

盐度对盐生杜氏藻叶绿体超微结构的影响

研究不同盐度对盐生杜氏藻（ Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ（ Ｄｕｎａｌ．） Ｔｅｏｄ ．） 叶绿体超微结构的影响．结果显示,在ＮａＣｌ 浓度为２ ．７ ｍｏｌ／Ｌ 的培养液中,其叶绿体为典型的杯状结构．在ＮａＣｌ 浓度从２ ．７ ｍｏｌ／Ｌ 增加到４ ．３ ｍｏｌ／Ｌ时,其杯状叶绿体逐渐离解为多个相互连结或分离的部分;叶绿体内的类囊体片层系统解体并出现大量的嗜锇质体小球;在分离的叶绿体间隙中形成多个线粒体．在培养液的ＮａＣｌ 浓度逐步从４ ．３ ｍｏｌ／Ｌ 降低到２ ．７ ｍｏｌ／Ｌ后,盐藻的叶绿体又逐步恢复为典型的杯状结构．由此可知,不同盐度下盐藻叶绿体的结构变化是一个可逆的过程,这种可逆变化是盐藻得以在高盐度,强光照,易蒸发的自然环境中生存的一种适应机制．     

盐胁迫对柠条生长生理效应的影响

以一年生柠条为试验材料,采用生化测定、数理统计分析相结合的方法研究了0g/L(CK)、1g/L(处理1)、2g/L(处理2)、3g/L(处理3)、4g/L(处理4)、5g/L(处理5)浓度的NaCl对柠条过氧化物酶(POD)、脯氨酸、根系活力等各项生理生化指标的变化规律。结果表明:在NaCl浓度不断增加的过程中,各处理的POD活性都表现出低浓度的盐处理对柠条生长有促进作用,可提高柠条的抗性;盐胁迫对柠条脯氨酸含量随生育期变化而变化,实验表明处理3是对柠条生长产生不利影响的临界值;不同处理下柠条根系活力的总体趋势相一致,整个生育期低浓度能提高根系活力,而高浓度对根系活力产生抑制作用。     

静态荧光光谱法研究稀土对杜氏盐藻生长的影响

采用静态荧光光谱分析法研究两组不同质量浓度的稀土硝酸镧、硝酸钐对杜氏盐藻生长及其叶绿素积累的影响,并对其机理进行了讨论,分别得出适宜于盐藻生长的稀土质量浓度．结果表明,硝酸镧质量浓度为2mg／L、硝酸钐的为20mg／L时的促进作用较同组其它浓度稍明显;分别观察370nm光激发叶绿素a和460nm光激发叶绿素C的荧光峰值曲线,硝酸镧和质量浓度为60mg／L的硝酸钐对盐藻培养后期叶绿素a的积累起到了抑制作用,同时2种稀土均加速了盐藻中叶绿素C的消耗．     

碘酸钾对杜氏盐藻抗氧化能力的影响

以杜氏盐藻为材料,研究碘酸钾对其抗氧化物质含量及清除自由基能力的影响.当在杜氏盐藻培养液中添加不同质量浓度的碘酸钾时,藻体内黄酮、β–胡萝卜素和维生素E含量不同程度地升高.培养液中碘酸钾的质量浓度为4.0,g/L时,藻体内黄酮的含量增幅最大,为对照的126.3%,碘酸钾的质量浓度为0.4,g/L时,藻体内β–胡萝卜素和维生素E的含量增幅最大,分别为对照的121.6%和126.7%.不同质量浓度的碘酸钾处理后,杜氏盐藻提取物清除超氧阴离子自由基(O2.)和羟自由基(.OH)的能力也有不同程度地增强,其中增幅最大的碘酸钾质量浓度是0.4,g/L.以上结果表明,碘酸钾处理可以增强杜氏盐藻的抗氧化能力.     

不同盐浓度和光照强度对杜氏盐藻psbA基因表达的影响

利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR研究不同浓度的NaCl和不同的光照强度条件下杜氏盐藻psbA基因的表达差异.结果显示,杜氏盐藻在2.5 mol NaCl的培养基中,其psbAmRNA的表达达到最高,与其它各组不同NaCl浓度(1.5 mol,2.0 mol,3.0 mol和4.0 mol)相比,差异显著(P0.05);高浓度的NaCl(4.0 mol)能明显抑制杜氏盐藻psbA基因的表达.此外,与暗培养相比,杜氏盐藻在3 000 lx和4 500 lx的条件下,psbA基因的表达量明显升高(P0.05),其中4500 lx光强下psbA表达量达到峰值.但高光强(8 000 lx)与暗培养相比,psbA基因的表达量无差异(P0.05).上述结果提示,高浓度的盐(4.0 mol)和高光强(8 000 lx)能明显抑制PsbA基因mRNA的表达;而适量浓度的盐和光照条件能促进PsbA基因mRNA的表达.     

流加培养对杜氏盐藻生物量的影响

将微生物工程中的流加培养技术嫁接引用到海洋微藻的培养,对海洋微藻杜氏藻(Dunaliella salina)进行了分批培养、恒速流加培养和变速流加培养三种方法的比较实验。在采用流加技术培养杜氏盐藻中,建立了流加数学模型控制流加。实验结果表明:采用恒速流加培养技术和变速流加培养技术均可明显提高杜氏盐藻的生物量,在变速流加培养方式中,当流加因子A=0.194时,变速流加培养比分批培养方式中杜氏盐藻的生物量增加7~8倍。     

盐度对盐生杜氏藻叶绿素荧光参数的影响

本文研究了一次性培养过程中,不同盐度（15、30、60、90、120、150）对盐生杜氏藻PSII最大光能转化效率Fv/Fm、PSⅡ的潜在活性Fv/Fo、PSⅡ的实际光能转化效率ΦPSⅡ、相对光合电子传递效率rETR、叶绿素相对含量及细胞密度的影响.实验结果表明：盐度对盐生杜氏藻的光合作用及生长均有显著影响（P〈0.05）;盐生杜氏藻进行光合作用和生长的最适盐度都为90.相关性分析结果表明： 在整个培养周期中,Fv/Fm、叶绿素相对含量均与细胞密度呈显著的正相关关系.     

氮、磷、硫对盐生杜氏藻色素积累的影响

研究了盐生杜氏藻(Dunaliella salina)在不同浓度氮、磷、硫等营养条件下对细胞积累β-胡萝卜素和叶绿素的影响．发现盐生杜氏藻细胞经过10d生长,在营养缺乏条件下其β-胡萝卜素和叶绿素的比率达到最大,积累β-胡萝卜素的最适条件是无氮、无磷和无硫,但是不利于盐生杜氏藻的生长．讨论了此结果的机理和意义,为利用盐生杜氏藻大规模生产β-胡萝卜素提供了理论依据．     

不同胁迫下盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶基因表达及其与甘油合成的响应

在已克隆的盐藻（Dunaliella salina）3-磷酸甘油脱氢酶GPD基因的基础上,利用实时荧光定量PCR的方法,研究了经高盐、厌氧、磷酸盐以及氧化等不同外界胁迫条件下该基因的表达情况,并同时监测了盐藻细胞甘油合成的动态变化.对比酿酒酵母的GPD基因,发现D.salina GPD基因受高渗诱导,同时D.salina细胞内可能存在多个形式的GPD基因.     

盐角草和毕氏海蓬子幼苗对盐胁迫的生理响应

以盐角草、毕氏海蓬子为材料,研究了NaCl胁迫下盐生植物毕氏海蓬子和盐角草幼苗抗氧化系统酶活性以及一些渗透物质的含量变化.结果表明,盐胁迫下盐角草和毕氏海蓬子幼苗抗氧化酶SOD、CAT、脯氨酸含量、MDA含量以及O2-.产生速率变化基本一致,都呈先升后降趋势;而POD和可溶性蛋白变化存在差异,体现了两者在对盐胁迫响应机制上的不同.同时实验还表明,两材料能正常生长的盐浓度范围在200 mmol/L以内.     

不同氮源对盐生杜氏藻生长和β-胡萝卜素积累的影响

研究了 Ｎａ Ｎ Ｏ３、 Ｎ Ｈ４ Ｃｌ和脲 ３ 种不同氮源对盐生杜氏藻生长和 β胡萝卜素积累的影响．结果显示,在０．０５～０．５ ｇ／ Ｌ 浓度范围内,较高浓度 Ｎａ Ｎ Ｏ３ 对杜氏藻生长有利． Ｎ Ｈ４ Ｃｌ对杜氏藻的生长有毒害作用,０．２ ｇ／ Ｌ 的浓度即对杜氏藻生长有明显抑制作用,脲在０．１～１．８ ｇ／ Ｌ 的浓度范围内对杜氏藻的生长有促进作用．但当脲浓度达到 ３．０ ｇ／ Ｌ 时,生长速度又有所下降;杜氏藻细胞中β胡萝卜素积累量与培养基中 Ｎａ Ｎ Ｏ３ 浓度成反比．在室外强光照下,以 ０．１ ｇ／ Ｌ 低浓度脲和 Ｎａ Ｎ Ｏ３ 作为氮源,杜氏藻细胞均可积累较高的 β胡萝卜素含量．本文的实验结果提示,低浓度脲有利于杜氏藻细胞生长和 β胡萝卜素积累,可作为良好的氮源．     

半支莲组培苗根系对盐胁迫生理响应机制

以半支莲组培苗为试材,研究不同盐胁迫对半支莲组培苗生理指标影响及半支莲对盐胁迫耐性阈值。结果表明:半支莲组培苗根系长度和生物量均随盐浓度增加而降低,茎色素随盐浓度增加而加深,高浓度盐分色素沉积又趋于下降;根系可溶性蛋白和脯氨酸含量在盐胁迫浓度150 mmol/L达最高,而后随盐浓度的增加其含量降低;根系MDA含量,随着盐胁迫增强,MDA含量显著升高;组培苗根系抗氧化酶活性均随着盐胁迫增加呈先上升后下降趋势。     

盐生杜氏藻中一个早期光诱导蛋白(Cbr)的序列分析及功能预测

高等植物及光合微生物在强光照射下会出现光氧化现象，从而引起光合效率降低，光合产物减少,当产生这种有害作用时，早期光诱导蛋白(early light-inducible proteins，ELIPs)迅速被诱导表达，并与游离的叶绿素、类胡萝卜素结合形成抑制三聚体，有效地阻止了游离氧对光合结构的进一步损害，早期光诱导蛋白的这种特性，对于研究光合生物在强光等特殊环境压力下的耐受机制具有一定的借鉴意义。     

盐生杜氏藻锰超氧化物歧化酶(MnSOD)在大肠杆菌中的功能鉴定

将极端耐盐的盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的锰超氧化物歧化酶（DsMnSOD）基因克隆到表达载体pET32a中,并转入SOD缺陷型大肠杆菌菌株K12（SOD-）中,诱导重组蛋白表达,在耐盐、抗辐射和抗寒方面对其功能进行验证.结果显示,导入外源DsMnSOD基因的工程菌,在有氧条件下受到各种胁迫时,生长状况明显优于原菌,其耐受NaCl浓度从8%提高到10%,耐受紫外线（295nm,83μW/cm2）照射时间从45s提高到65s,4℃培养的存活率从10.7%提高19.0%,且SOD的     

草幼苗对盐胁迫的生理与生长响应

采用不同浓度的NaCl（A）和NaCl＋NaHCO3（B）盐溶液对当地选育出的草新品系（Phalarisarundina-cea）进行3周盐胁迫处理,通过测定茎叶生物量、根系生物量、茎叶相对含水率、叶片电导率以及丙二醛、叶绿素、脯氨酸含量等,探讨2种盐胁迫对草苗期生理与生长的影响.结果表明,随着盐浓度的升高草茎叶生物量、根系生物量、茎叶相对含水率、叶绿素含量逐渐降低,茎叶生物量下降幅度大于根系生物量;叶片电导率、丙二醛含量和脯氨酸含量随盐浓度升高而上升.当盐浓度为100mmol/L时,A、B组处理叶片电导率、游离脯氨酸含量分别比对照高34.5%、25.16%和56.85%、45.34%,差异显著（P〈0.05）,而茎叶生物量和叶绿素含量分别比对照低13.2%、19.01%和24.43%、23.9%,差异极显著（P〈0.01）.NaCl＋NaHCO3混合盐处理对草苗期生长的影响大于NaCl处理,表明草对碱性盐胁迫较敏感.     

纤细席藻对重金属镍胁迫的响应研究

实验研究了纤细席藻Phormidium tenue对重金属镍胁迫的光合生理响应及外源抗氧化剂的保护作用,结果发现:在不同浓度Ni~(2+)短期处理纤细席藻时,其荧光产量随处理时间先发生急剧下降,随后有所回升;荧光产量随着Ni~(2+)浓度的增加而明显降低,在100 mg/L Ni~(2+)浓度下荧光曲线的O、J、I、P相完全消失,光合活性(Fv/Fm)丧失.经抗氧化剂抗坏血酸(ASC)和N-乙酰半胱氨酸(NAC)分别预处理的纤细席藻荧光产量有一定程度恢复,且ASC抗氧化作用相比NAC更加明显,但其保护作用均随着时间增加而逐渐减弱.在不同浓度的Ni~(2+)长期胁迫时,1d内抑制作用显著,叶绿素a、光合活性及电子传递链光合参数(ET0/ABS、ET0/TR0、RC/CS0)下降显著,SOD活性升高.实验结果表明:镍对纤细席藻的光合生理活性具有较强的抑制作用,而外源抗氧化剂可以短期内有效缓解重金属镍胁迫造成的损伤,因此在吸附去除重金属时可有效提高藻类的吸附效率和循环利用.