论文部分内容阅读
小球藻能够生存的地理区域跨度大,无论是在沙漠土壤还是极地冰川都有小球藻栖息生存。在长期的自然选择中,不同地域的微藻具有明显差异性的环境适应现象。本研究从北极冰川,沙漠土壤和温带淡水环境中的微藻分离出三株亲缘关系最为相近的三株小球藻,其中北极小球藻鉴定为Chlorella sp.,沙漠小球藻和温带小球藻均鉴定为Chlorella sorokiniana。通过对三株小球藻在昼夜温差、光照周期和碳氮比下生长、生化组成、光合特性、油脂产率和脂肪酸组成的变化探讨了这三种来自不同地域的小球藻对环境因子的适应性。并以昼夜温差、光照周期和碳氮比作为三因素进行响应面设计,对三株小球藻的油脂产率进行优化。主要研究结果如下:(1)来自不同地域的三株小球藻在适宜昼夜温差、光照周期和C/N下均具有良好的积累油脂能力。北极小球藻在21℃/10℃油脂含量达到最高51.83±2.49%DW,沙漠小球藻在28℃/3℃油脂含量达到最高42.80±2.97%DW,温带小球藻在28℃/21℃油脂含量达到最高36.13±2.27%DW,并且其脂肪酸组成适宜于生产生物柴油。(2)北极小球藻在3～10℃的低温环境下生长良好,能适应极端的光照周期变化,无论在超短光照2h/22h,还是在超长光照22h/2h下均能良好生长。沙漠小球藻对昼夜温差变化具有很强的耐受性,通过其叶绿素含量和光合特性分析,其为三株小球藻中光合能力最强的藻株。温带小球藻是对环境变化最为敏感的藻株,其蛋白、叶绿素、可溶性多糖、油脂单细胞含量均低于另两株小球藻,但其生长速率在适应环境时均高于另两株小球藻。(3)采用BBD设计,以昼夜温差、光照周期和C/N为三因素,对三株小球藻的油脂产率进行RSM优化。三株小球藻的RSM模型结果表明,模型选择均合适,经过优化,北极小球在昼夜温差为21℃/15℃,光照周期为12h/12h和C/N为(5.0mmol/L)/(0.317mmol/L)时达140.62mg·L-1·day-1;沙漠小球藻在 28℃/15℃,12h/12h,(5.0mmol/L)/(0.562mmol/L)时达1 58.23mg·L-1·day-1;温带小球藻在 28℃/28℃,19.4h/4.6h,(5.0mmol/L)/(0.607mmol/L)时达163.28mg·L-1·day-1。