四种环境因子对雨生红球藻（Haematococcus plivialis）生长、虾青素及内源激素积累的影响

发布时间：2020-08-01 21:11

【摘要】：虾青素又称“虾黄素”,是一种红色的类胡萝卜素酮化物。它不仅具有超强的抗氧化性和清除自由基的能力,还是天然着色剂,因此虾青素的应用广泛,并有极高的经济价值。而雨生红球藻则是用来获取天然虾青素的理想材料,被公认为自然界中天然虾青素含量最高的生物。因此,利用雨生红球藻规模化生产虾青素已成为国际藻类学研究的热点之一本实验主要研究了不同环境因子对雨生红球藻的生长、虾青素及内源激素积累的影响。对雨生红球藻生活周期中内源激素的动态变化做了初步研究,并将内源激素和雨生红球藻的生长和虾青素积累的相关性做了初步分析,以期对前人的研究成果做出补益,为更好的利用雨生红球藻大规模生产虾青素提供理论依据。实验研究表明光照强度、温度和二者的交互作用对雨生红球藻生长、虾青素及内源激素积累的影响显著。适宜的温度或光照强度下,适当的增加光照强度或温度能促进藻细胞的生长及虾青素的积累,但强度过高时将起到抑制作用。雨生红球藻在23℃200μmol·m-2·s.1条件下生长的最好,细胞密度的最大值为4.9×105个/m1。实验中27℃200μmol·m-2·s.1最有利于虾青素的积累,最大积累量为6.266mg/L,适当的增加温度和光照强度都能增加雨生红球藻中内源ABA的含量,但强度过高时将抑制内源ABA的合成或加速ABA的分解,从而降低内源ABA的积累。雨生红球藻在27℃200μmol·m-2·s.1条件下,内源ABA含量最高,最大值为322.641ng/g.dw。高温和高光强都不利于雨生红球藻中内源生长类激素(能促进植物生长的激素)的积累,红球藻中内源GA3的最大含量为2.257ng.dw,内源ZR的最大含量为73.792ng/g.dw,内源IAA的最大含量为35.139ng/g.dw,且都出现在23℃200μmol·m-2·s.1条件下。实验结果还表明pH、碳源种类及二者的交互作用对雨生红球藻生长、虾青素及内源激素积累的影响显著。添加外源有机碳能促进红球藻细胞的生长和虾青素的积累。红球藻细胞适宜在弱碱环境下生长,但碱性环境下更有利于虾青素的积累。雨生红球藻在G8(添加葡萄糖,培养基的pH为8)条件下生长的最好,细胞密度的最大值为6.0×105个/ml,在G10条件下最有利于虾青素的积累,最大含量为8.872 mg/L。酸碱胁迫都能促进雨生红球藻中内源ABA的积累,且酸性环境比碱性环境下内源ABA的含量高；但酸碱胁迫并不利于生长类激素的积累,且酸性环境比碱性环境下内源生长类激素含量更低。其中,雨生红球藻内源ABA的含量在G6条件下最高,最大值为390.397ng/g.dw内源GA3的含量在SA8条件下最高,最大值为2.477ng/g.dw内源ZR和IAA的含量均在G8条件下最高,最大值分别为82.789和42.479ng/g.dw。另外,实验还研究了雨生红球藻不同生活周期中内源激素的动态变化规律。其中雨生红球藻的内源ABA含量在孢囊形成期最高,孢囊成熟期其次,营养型细胞生长期最低；而藻细胞中生长类激素GA3、ZR、IAA三者的含量在生活周期中变化规律一致,均在营养型细胞生长期最高,孢囊形成期其次,孢囊成熟期最低。这主要与不同内源激素的生理作用相关。内源ABA含量总是在雨生红球藻细胞快速积累虾青素前的孢囊形成期最高,而内源GA3、ZR、IAA含量总在生长迅速的营养型细胞生长期最高,这表明内源ABA和虾青素的积累及内源GA3、ZR、IAA和红球藻细胞的生长之间存在一定的相关性,但内源激素对雨生红球藻生长和虾青素积累具体的作用机理还需要进一步研究探索。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.3

【参考文献】