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氮磷对海水螺旋藻(Spirulina platensis)诱变株H11生长代谢的影响

文献类型:学位论文

作者陈浩
答辩日期2019
授予单位南海海洋研究所
导师向文洲,刘德海
关键词海水螺旋藻,氮磷调控,生长代谢,多糖
学位名称专业学位硕士
学位专业生物工程
其他题名The effects of nitrogen and phosphorus concentration on growth and metabolism of seawater Spirulina platensis mutant H11
英文摘要本研究以一株经卫星搭载诱变,总糖含量显著提高的海水钝顶螺旋藻突变株H11为研究对象,以野生株系为对照,分别开展不同磷源浓度、氮源浓度对海水螺旋藻诱变株生长代谢影响的比较研究,考察通过控制氮磷浓度来控制海水钝顶螺旋藻产物的可行性,进一步评价突变株H11高产多糖的遗传稳定性,从而为海水螺旋藻诱变株产业化应用提供理论依据。主要研究结果如下:(1)以改良的Zarrouk海水培养基为基础,设置6组K2HPO4·3H2O浓度(0.005-0.05 g/L),经10天培养,随着磷源浓度升高,海水螺旋藻H11及其野生株WT的生物质浓度先升后降;诱变株H11在磷源浓度为0.01 g/L时达到最大生物质浓度0.480±0.012 g/L,高出此时野生株WT 15.38%,野生株WT则在磷源浓度为0.04 g/L时达到最大生物质浓度0.484±0.022 g/L;诱变株H11在低磷源浓度为0.02 g/L时达到较高的总糖含量46.17±1.83 %DW,总糖产量在磷源浓度为0.01 g/L时达到最高209.84±2.27 mg/L,分别高出对应浓度下野生株WT 178.64%和 128.81%。(2)在不同磷浓度条件下,诱变株H11的蛋白质、光合色素、总脂含量均显著低于野生株WT。海水螺旋藻诱变株H11的蛋白质、藻蓝蛋白、色素、总脂含量均随着磷源浓度升高而升高,在0.05 g/L磷源浓度下达到最大,分别为61.00±1.31 %DW(蛋白质)、11.11±0.99 %DW(C-藻蓝蛋白)、3.72±0.19 % DW(别藻蓝蛋白)、14.83±0.39 % DW(总藻胆蛋白)、0.62±0.03 %DW(叶绿素a)、0.26±0.02 %DW(类胡萝卜素)、7.25±0.09 %DW(总脂)。同时,诱变株H11蛋白质与藻胆蛋白产量均随着磷源浓度升高而升高,在0.05 g/L磷源浓度下达到最大,分别为0.25±0.02 g/L(蛋白质)、46.24±1.01 mg/L(C-藻蓝蛋白)、15.47±0.85 mg/L(别藻蓝蛋白)以及61.71±1.01 mg/L(总藻胆蛋白)。2株海水螺旋藻的 γ-亚麻酸(C18:3,ω-6)相对百分含量差异不明显且受磷浓度影响不大。(3)以改良的Zarrouk海水培养基为基础,设置6组NaNO3浓度(0.1-1.1 g/L),经14天培养,不同氮源浓度下诱变株H11的生物质浓度均高于野生株WT,诱变株H11生物质浓度随氮源浓度升高而先升后降,在氮源浓度为0.9 g/L时达到最大生物质浓度1.010±0.012 g/L,高出此时野生株WT 13.74 %,野生株WT则在氮源浓度为0.5 g/L时达到最大生物质浓度0.896±0.003 g/L;诱变株H11在不同氮源浓度下的多糖含量与产量均高于野生株WT,随着氮源浓度升高,H11多糖含量先降后升,野生株WT则呈持续下降趋势;诱变株H11在氮源浓度0.1 g/L时达到最高含量49.24±1.04 %DW和最高产量375.23±2.56 mg/L,分别高出此浓度下野生株WT 15.45%和 39.59 %。(4)在不同氮浓度条件下,诱变株H11的蛋白质、光合色素、总脂含量均显著低于野生株WT。随着氮源浓度的升高,诱变株H11的蛋白质含量和产量先升后降,均在0.7 g/L浓度时分别达到40.91±0.61 %DW和0.41±0.02 g/L的最高值。诱变株H11光合色素含量随着氮源浓度升高而升高,在1.1 g/L处理组达到最大含量,分别为6.91±0.10 %DW(C-藻蓝蛋白)、2.74±0.08 %DW(别藻蓝蛋白)、9.65±0.10 %DW(总藻胆蛋白)、0.94±0.26 %DW(叶绿素a)和0.20±0.01 %DW(类胡萝卜素)。藻胆蛋白产量也随着氮源浓度升高而升高,在1.1 g/L处理组达到最大含量,分别为67.87±1.01 mg/L(C-藻蓝蛋白)、26.90±0.85 mg/L(别藻蓝蛋白)以及94.76±1.01 mg/L(总藻胆蛋白)。H11总脂含量随着氮浓度的增加而降低,在0.1 g/L处理组达到最大值14.55±0.53 %DW;H11γ-亚麻酸相对百分含量在0.1 g/L氮处理组达到最大值29.56±0.026 %。综上所述,添加不同氮磷浓度对海水螺旋藻代谢产物积累具有显著影响,低磷低氮有利于总糖积累,但抑制生长,高磷高氮培养条件则可提高蛋白质、及光合色素的含量。海水螺旋藻H11经56代、58代续代培养,在不同浓度氮和适宜磷条件下,其总糖含量和产量仍然显著高于野生株,显示良好的高产多糖遗传稳定性,可望成为生产螺旋藻多糖的优良藻种。
源URL[http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18079]  
专题南海海洋研究所_学位论文(硕士)
推荐引用方式
GB/T 7714
陈浩. 氮磷对海水螺旋藻(Spirulina platensis)诱变株H11生长代谢的影响[D]. 南海海洋研究所. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:南海海洋研究所

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