筒柱藻生长、总脂含量和脂肪酸组成的初步研究

发布时间：2017-03-25 12:06

  本文关键词：筒柱藻生长、总脂含量和脂肪酸组成的初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本实验以底栖硅藻筒柱藻(Cylindrotheca sp.)为研究材料,采用室内一次性培养方式,研究了不同培养基浓度、氮源和磷源、氮磷硅营养盐浓度、温度、光照强度及氮磷硅营养盐饥饿时间等影响因子对筒柱藻叶绿素荧光参数、细胞密度、干重、叶绿素含量、总脂含量和脂肪酸组成的影响。结果表明：1.不同培养基浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数有显著影响,f/4和f/2处理组对筒柱藻的光合作用有限制作用,这2个处理组的最大光能转化效率Fv/Fm和光化学淬灭qP显著小于另4个处理组,而非光化学淬灭NPQ显著大于另4个处理组。到培养后期时,f/4和f/2处理组的最大光合作用效率Pm、光饱和曲线初始斜率α和半饱和光强Ik均显著较小。低浓度培养基(f/4和f/2)中的细胞密度、干重和叶绿素含量都显著较低,而总脂含量最高。表明低浓度培养基有利于筒柱藻的总脂积累,高浓度培养基有利于筒柱藻的生长繁殖。低浓度培养基(f/4和f/2)中的饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)都较高,而2f培养基中的多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量最高。2.用不同氮源对筒柱藻进行培养时,第1-4d,尿素组的最大光能转化效率Fv/Fm最大,第7-9d,硝酸钠组的Fv/Fm最大；第3-9d,硝酸钠组的最大光合作用速率Pm和光化学淬灭qP最大,尿素组的Pm和qP在整个培养周期内部最小；第1～7d,硝酸钠组光饱和曲线的初始斜率α最大；第4-9d,硝酸钠组的半饱和光强Ik最大。硝酸钠组的最终细胞密度和干重都显著高于其它2个处理组；叶绿素含量氯化铵组最小,硝酸钠组和尿素组较高,但2组之间差异不显著。不同磷源对筒柱藻的叶绿素荧光参数和生长也有显著影响,第5-9d,磷酸二氢钠组的Fv/Fm最大,三磷酸腺苷二钠组的Fv/Fm最小；第3-9d,磷酸二氢钠组的qP和α值都显著高于其它2个处理组；第6-9d,磷酸二氢钠组的Pm和Ik值最大,三磷酸腺苷二钠组的Pm和Ik值最小。实验结束时,磷酸二氢钠组的最终细胞密度、干重和叶绿素含量都显著高于其它2个处理组。以尿素为氮源时,总脂含量最高；磷源对总脂含量没有显著影响。硝酸钠和尿素有利于SFA的积累,氯化铵有利于PUFA的积累。以磷酸二氢钠为磷源时,SFA和PUFA的含量较高。3.不同氮浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数有显著影响,0和0.11mmol/L处理组的最大光能转化效率Ff/Fm下降幅度最大,0.44和0.88mmol/L处理组的Fv/Fm值较高。1.76mmol/L处理组的光化学淬灭qP和最大光合作用效率Pm下降幅度最大。培养后期,0.44和0.88mmol/L处理组的光曲线初始斜率α较大,0和0.11mmol/L处理组的半饱和光强Ik较大。0.44和0.88mmol/L处理组的细胞密度较大,且差异不显著,0mmol/L处理组细胞密度最小。0mmol/L处理组干重最低,0.11～1.76mmol/L处理组较高,但差异不显著。叶绿素含量随氮浓度增大而上升。0.11mmol/L处理组的总脂含量最高,此后随氮浓度增加而降低。C16:1、SFA和MUFA含量随氮浓度的增加呈逐渐降低趋势,C20：4、C20：5和PUFA含量均随氮浓度的增加呈现逐渐增加的趋势。4.培养后期,不同磷浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数有显著影响,36.7和73.4μmol/L磷浓度处理组的Fv/Fm值较大；73.4μmol/L磷浓度处理组的qP值较大,0和4.58μmol/L处理组的NPQ显著增加；73.4μmol/L处理组的Pm、α和Ik值均较大。实验结束时,73.4μmol/L处理组的细胞密度最大。9.18～73μmol/L处理组之间的干重较大,但无显著差异。36.7μmol/L处理组的叶绿素含量最大,0～18.35μmol/L处理组的叶绿素含量较低。9.18和18.35μmol/L磷浓度处理组的总脂含量较大,分别达到31.8%和31.4%。在36.7μmol/L处理组中,C16：0、C16：1、SFA和MUFA的含量较低,C20：4、C20：5和PUFA的含量较高。5.不同硅浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响,0-14.7μmol/L硅浓度范围内Fv/Fm值下降幅度较大,117.6μmol/L处理组的Fv/Fm值下降幅度最小。培养后期,7.35和14.7μmol/L处理组的Pm、α和Ik值较低。硅浓度对筒柱藻细胞密度有显著影响,细胞密度随硅浓度的增大呈上升趋势,117.6μmol/L处理组最高,为8.18×106个mL-1。0～14.7μmol/L处理组的干重和叶绿素含量均较低,117.6μmol/L处理组的干重和叶绿素含量均较高。总脂含量随硅浓度的增加逐渐降低。C16:0、C16:1、SFA和MUFA的含量均随硅浓度的增大而降低,而C20：4、C20：5和PUFA的含量随硅浓度的增大而增加。6.温度对筒柱藻各叶绿素荧光参数有显著影响,35℃条件下,Fv/Fm从0.68降到0.2。10℃处理组的光化学淬灭qP、Pm和Ik均较高,而在35℃处理组中较低。温度对细胞密度有显著影响,小于10℃和大于35℃条件下,筒柱藻无法生长。干重和叶绿素含量均随温度的升高先增大后减小,最大值均在25℃处理组中。总脂含量随培养温度的升高也呈先增大后减小的趋势,在20℃和25℃处理组中达到最大,这2组之间无显著差异。C14：0和C16：1的含量随温度的上升整体呈降低趋势。C20：4和C20：5的含量随培养温度上升均呈先增加后降低的趋势,均在25℃处理组中达到最高。PUFA的含量在25℃条件下达到最大。7.光照强度对叶绿素荧光参数有显著影响,Fv/Fm随光照强度的增大整体呈降低趋势。从第4d开始,20μmol·m-2·s-1处理组的Pm值始终显著最大。20和50μmol·m-2·s-1处理组的Ik值随培养时间呈上升趋势,而90～210μmol·m-2·s-1处理组的Ik随培养时间的增加逐渐下降。20μmol·m-2·s-1处理组的细胞密度最低,50～70μmol·m-2·s-1范围内各组差异不显著,210μmol·m-2·s-1处理组的细胞密度最大。210μmol·m-2·s-1处理组干重最大,50μmol·m-2·s-1处理组的叶绿素含量显著最大。总脂含量随光照强度的增大逐渐降低。C14：0、C20：4、C20：5和PUFA的含量均随光照强度的增大逐渐降低；C16：0和C16：1的含量随光照强度的增大均先增加后降低,分别在130和170μmol·m-2·s-1处理组中达到最大。SFA和MUFA的含量随光照强度的增大整体呈上升趋势。8.随着氮、磷和硅营养盐饥饿时间的增加,各叶绿素荧光参数均受显著影响,Fv/Fm、qP、Pm和Ik等参数显著下降,光合作用活性均降低。3种元素分别饥饿条件下,细胞密度和干重均随饥饿时间有较大增加。氮、硅营养盐单独饥饿条件下,叶绿素含量随饥饿时间先增大后降低,磷饥饿条件下叶绿素含量随饥饿时间的增加而逐渐上升。氮饥饿条件下,总脂含量逐渐升高；磷硅饥饿条件下,总脂含量在饥饿第4d达到较高值,此后随饥饿时间增加无显著上升。氮饥饿条件下,C16:0、C16:1、SFA和MUFA的含量随饥饿时间的增加逐渐上升。磷饥饿条件下,C16：0和SFA的含量随磷饥饿时间的增加而逐渐上升。硅饥饿条件下,C16：1、C18：1、C20:5、MUFA和PUFA的含量均随硅饥饿时间的增加而上升。根据上述各叶绿素荧光参数、生长、生理生化指标的变化,来研究各种生长条件对筒柱藻生长繁殖速度、总脂含量的积累和脂肪酸组成的影响,为筒柱藻的大规模高密度培养,及以其为原料开发生物柴油和提取多不饱和脂肪酸提供理论依据。
【关键词】：筒柱藻 叶绿素荧光 生长 总脂 脂肪酸
【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】：Q945
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-15
• 0 前言15-16
• 1 文献综述16-29
• 1.1 微藻脂肪酸的生物合成途径16-20
• 1.1.1 三酰甘油的从头合成途径16-18
• 1.1.2 三酰甘油的旁路合成途径18-19
• 1.1.3 多不饱和脂肪酸的合成途径19-20
• 1.2 影响微藻总脂积累和脂肪酸组成的因素20-26
• 1.2.1 微藻种类和品系20-22
• 1.2.2 营养方式22-23
• 1.2.3 营养元素23-24
• 1.2.4 温度24-25
• 1.2.5 光照强度25
• 1.2.6 植物激素25-26
• 1.3 底栖硅藻的应用价值26-29
• 1.3.1 水产经济动物的优质饵料26-27
• 1.3.2 环境监测作用27-28
• 1.3.3 新型吸附材料硅藻土28-29
• 2 不同培养基浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响29-36
• 2.1 材料与方法30-31
• 2.2 结果与分析31-34
• 2.3 讨论34-36
• 3 不同氮源和磷源对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响36-45
• 3.1 材料和方法36-37
• 3.2 结果与分析37-42
• 3.3 讨论42-45
• 4 不同氮磷硅浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响45-61
• 4.1 不同氮浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响46-51
• 4.1.1 材料和方法46
• 4.1.2 结果与分析46-49
• 4.1.3 讨论49-51
• 4.2 不同磷浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响51-56
• 4.2.1 材料和方法51
• 4.2.2 结果和分析51-54
• 4.2.3 讨论54-56
• 4.3 不同硅浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响56-61
• 4.3.1 材料和方法56
• 4.3.2 结果和分析56-59
• 4.3.3 讨论59-61
• 5 温度和光照强度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响61-71
• 5.1 温度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响61-66
• 5.1.1 材料和方法61
• 5.1.2 结果和分析61-64
• 5.1.3 讨论64-66
• 5.2 光照强度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响66-71
• 5.2.1 材料和方法66
• 5.2.2 结果和分析66-69
• 5.2.3 讨论69-71
• 6 氮磷硅饥饿时间对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响71-81
• 6.1 材料和方法71
• 6.2 结果和分析71-79
• 6.3 讨论79-81
• 7 研究总结81-83
• 参考文献83-94
• 致谢94-95
• 个人简历95
• 发表的学术论文95

【参考文献】

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本文编号：267164