植物激素诱导微藻生产生物柴油和高附加值次生代谢物的研究

发布时间：2017-06-26 15:21

  本文关键词：植物激素诱导微藻生产生物柴油和高附加值次生代谢物的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球经济的快速发展,使得各国的能源消耗量急剧攀升。然而,地球上的化石能源储存是有限的,终有一天会被消耗殆尽,这一压力已经迫在眉睫。解决这一问题的关键在于寻找到新型可再生的清洁能源。微藻因其具备不可比拟的优势被国内外专家广泛认可为唯一有可能完全替代化石能源的选项。植物激素(生长调剂)能有效调控植物的次生代谢,因其高效率,成本低廉,简单实用而得到广泛关注。本课题通过使用8种不同植物生长调节剂(ABA、SA、ETH、SPD、GA3、EBR、6-BA、NAA)处理蛋白核小球藻ZF藻株、普通小球藻ZF藻株和布朗葡萄藻B12藻株,监测藻细胞生物量、油脂产率和高附加值次生代谢物(类胡萝卜素、总可溶性蛋白和多不饱和脂肪酸成分)产率变化,以期筛选到利用微藻高效生产生物柴油及次生代谢物的最佳诱导条件。结果表明促进微藻快速生长的最佳诱导条件分别为:50 mg/L-NAA-蛋白核小球藻ZF藻株,50 mg/L-ABA-普通小球藻ZF藻株,50 mg/L-NAA-布朗葡萄藻B12藻株;促进微藻快速合成总可溶性蛋白的最佳诱导条件分别为:0.01 mg/L-EBR-蛋白核小球藻ZF藻株,10 mg/L-SA-普通小球藻ZF藻株,5 mg/L-6-BA-布朗葡萄藻B12藻株;促进微藻快速生成类胡萝卜素的最佳诱导条件分别为:20 mg/L-NAA-蛋白核小球藻ZF藻株,5 mg/L-6-BA-普通小球藻ZF藻株,50 mg/L-NAA-布朗葡萄藻B12藻株;促进微藻快速合成多不饱和脂肪酸的最佳诱导条件分别为:0.05mg/L-NAA-蛋白核小球藻ZF藻株,50 mg/L-ABA-普通小球藻ZF藻株,0.01mg/L-ETH-布朗葡萄藻B12藻株;促进微藻快速积累油脂的最佳诱导条件分别为:5 mg/L-GA3-蛋白核小球藻ZF藻株,20 mg/L-ABA-普通小球藻ZF藻株,15 mg/L-GA3-布朗葡萄藻B12藻株。用实时荧光定量PCR研究最佳油脂诱导条件下藻细胞油脂合成相关酶基因(BC、FATA、ACP、SAD、MCTK、FAD、KAS)表达模式的变化。结果显示5 mg/L-GA3-蛋白核小球藻ZF藻株,20 mg/L-ABA-普通小球藻ZF藻株,15mg/L-GA3-布朗葡萄藻B12藻株,以上3种诱导处理组7种基因表达量明显高于对照组。比对油脂产率的结果发现这7种基因表达量增高可提高油脂产率,由此推测出植物生长调节剂通过改变油脂合成途径的关键酶基因提高油脂产率。本研究为人工调控微藻生产生物柴油及高附加值次生代谢产物做了有益探索,也为微藻生物柴油产业化进程提供一种新思路。
【关键词】：微藻 生物柴油 植物生长调节剂 总可溶性蛋白 类胡萝卜素 多不饱和脂肪酸
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE667;Q949.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-22
• 1.1 课题背景及意义11
• 1.2 生物能源介绍11-12
• 1.3 微藻制备生物柴油的优势和存在问题12
• 1.4 高附加值次生代谢物的介绍12-14
• 1.4.1 多不饱和脂肪酸及其生理功能13-14
• 1.4.2 类胡萝卜素简介14
• 1.4.3 总可溶性蛋白简介14
• 1.5 小球藻的分类和生物学特性14-15
• 1.6 布朗葡萄藻的分类和生物学特性15-16
• 1.7 微藻中油脂合成的关键基因16-17
• 1.8 植物生长调节剂及其作用机理17-20
• 1.8.1 EBR（2.4-表油菜素内酯）17-18
• 1.8.2 ABA（脱落酸）18
• 1.8.3 GA3（赤霉素）18
• 1.8.4 NAA（萘乙酸）18-19
• 1.8.5 ETH（乙烯利）19
• 1.8.6 6-BA（6-苄基腺嘌呤）19
• 1.8.7 SA（水杨酸）19-20
• 1.8.8 SPD（亚精胺）20
• 1.9 本文研究意义和主要研究内容20-22
• 1.9.1 研究意义20-21
• 1.9.2 研究内容21-22
• 第二章 八种植物生长调节剂诱导蛋白核小球藻ZF藻株油脂积累及高附加值次生代谢物的研究22-52
• 引言 蛋白核小球藻ZF藻株概况22
• 2.1 材料与方法22-24
• 2.1.1 仪器22-23
• 2.1.2 藻种23
• 2.1.3 藻种的培养23-24
• 2.2 实验方法24-28
• 2.2.1 培养条件24
• 2.2.2 植物生长调节剂诱导24-25
• 2.2.3 生长曲线25
• 2.2.4 藻细胞的收集25
• 2.2.5 油脂测定方法25-26
• 2.2.6 总可溶性蛋白含量的测定26-27
• 2.2.7 类胡萝卜素含量的测定27-28
• 2.2.8 多不饱和脂肪酸成分分析28
• 2.3 结果与分析28-51
• 2.3.1 细胞密度与OD值的关系28-31
• 2.3.2 八种植物生长调节剂对蛋白核小球藻ZF藻株油脂产量的影响31-35
• 2.3.3 八种植物生长调节剂对蛋白核小球藻ZF藻株总可溶性蛋白含量的影响35-40
• 2.3.4 八种植物生长调节剂对蛋白核小球藻ZF藻株类胡萝卜素含量的影响40-44
• 2.3.5 八种植物生长调节剂对蛋白核小球藻ZF藻株多不饱和脂肪酸成分的影响44-51
• 本章小结51-52
• 第三章 八种植物生长调节剂诱导普通小球藻ZF藻株油脂积累及高附加值次生代谢物的研究52-73
• 引言 普通小球藻ZF藻株概况52
• 3.1 材料与方法52
• 3.1.1 仪器52
• 3.1.2 藻种52
• 3.1.3 藻种的培养52
• 3.2 方法52-53
• 3.3 结果与分析53-72
• 3.3.1 细胞密度与OD值的关系53-55
• 3.3.2 八种植物生长调节剂对普通小球藻ZF藻株油脂产量的影响55-59
• 3.3.3 八种植物生长调节剂对普通小球藻ZF藻株总可溶性蛋白含量的影响59-64
• 3.3.4 八种植物生长调节剂对普通小球藻ZF藻株类胡萝卜素含量的影响64-68
• 3.3.5 八种植物生长调节剂对普通小球藻ZF藻株多不饱和脂肪酸成分的影响68-72
• 本章小结72-73
• 第四章 八种植物生长调节剂诱导布朗葡萄藻B12藻株油脂积累及高附加值次生代谢物的研究73-94
• 引言 布朗葡萄藻B12藻株概况73
• 4.1 材料与方法73
• 4.1.1 仪器73
• 4.1.2 藻种73
• 4.1.3 藻种的培养73
• 4.2 实验方法73-74
• 4.3 结果与分析74-93
• 4.3.1 细胞密度与OD的关系74-76
• 4.3.2 八种植物生长调节剂对布朗葡萄藻B12藻株油脂产量的影响76-80
• 4.3.3 八种生长调节剂对布朗葡萄藻B12藻株总可溶性蛋白含量的影响80-85
• 4.3.4 八种植物生长调节剂对布朗葡萄藻B12藻株类胡萝卜素含量的影响85-89
• 4.3.5 八种植物生长调节剂对布朗葡萄藻B12藻株多不饱和脂肪酸成分的影响89-93
• 本章小结93-94
• 第五章 最佳诱导条件下各藻株油脂合成相关基因的表达模式分析94-108
• 引言94
• 5.1 引物设计94-97
• 5.1.1 引物设计94-95
• 5.1.2 总RNA的提取95-97
• 5.2 结果与分析97-107
• 5.2.1 引物检测结果97-99
• 5.2.2 RT-PCR结果99-101
• 5.2.3 蛋白核小球藻ZF藻株相对基因表达量101-103
• 5.2.4 普通小球藻ZF藻株相对基因表达量103-105
• 5.2.5 布朗葡萄藻B12藻株相对基因表达量105-107
• 5.3 讨论107-108
• 第六章 结论108-109
• 参考文献109-117
• 在读期间公开发表的论文117-118
• 致谢118

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3 韩迎山;;微藻生物技术及其应用前景[J];植物杂志;1990年06期

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本文编号：486660