国家高技术研究发展计划(2013AA065805) 作品数:30 被引量:175 H指数:8 相关作者: 张成武 李爱芬 黄罗冬 李夜光 张文源 更多>> 相关机构: 暨南大学 中国科学院 中国科学院大学 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 珠海市软科学研究计划项目 更多>> 相关领域: 生物学 动力工程及工程热物理 轻工技术与工程 医药卫生 更多>>
真核藻类基因组研究进展 被引量:2 2020年 藻类是一类复杂的生物类群,在生物进化过程中占据关键性的发育地位,它一直以来被作为植物中的特殊群体而存在,为生命体的形成和演化提供了许多重要依据。同时,藻类在人类的生活中也发挥着重大的作用,是一类重要的生物资源。十多年来,基因组学的研究在藻类的各个领域已经取得了突破性的进展。为了研究不同藻类的遗传进化与代谢途径的多样性,迄今为止,国内外科研人员相继开展了51种真核藻类的基因组学研究。通过藻类基因组的解析促进了人们对不同类型藻类的遗传结构、特殊发育过程、分子进化和其对极端环境适应机制的全面了解,加深了人们对藻类特殊代谢产物(色素,多糖,油脂,萜类和酚类等)相关代谢途径及其调控规律的认识,从而能够更好地开发利用藻类生物资源。因此,本研究详细地综述目前真核藻类基因组的研究历史与最新研究进展,为未来从基因组学的角度去探索藻类生物学的特性提供理论依据。 黄罗冬 高保燕 王飞飞 张成武关键词:基因组 遗传进化 Physicochemical effects on sulfite transformation in a lipidrich Chlorella sp.strain 被引量:1 2014年 SO2 is very rapidly hydrated to sulfurous acid in water solution at pH value above 6.0, whereby sulfite is yielded from the disassociation of protons. We aimed to improve the sulfite transformation efficiency and provide a basis for the direct utilization of SO2 from flue gas by a microalgal suspension. Chlorella sp. XQ-20044 was cultured in a medium with 20 mmol/L sodium sulfite under different physicochemical conditions. Under light conditions, sulfite concentration in the algal suspension reduced linearly over time, and was completely converted into sulfate within 8 h. The highest sulfite transformation rate (3.25 mmol/ (L.h)) was obtained under the following conditions: 35℃, light intensity of 300 μmol/(m^2·s), NaHCO3 concentration of 6 g/L, initial cell density (OD540) of 0.8 and pH of 9-10. There was a positive correlation between sulfite transformation rate and the growth of Chlorella, with the conditions favorable to algal growth giving better sulfite transformation. Although oxygen in the air plays a role in the transformation of SO3^2- to SO^2-, the transformation is mainly dependent on the metabolic activity of algal cells. Chlorella sp. XQ-20044 is capable of tolerating high sulfite concentration, and can utilize sulfite as the sole sulfur source for maintaining healthy growth. We found that sulfite 〈20 mmol/L had no obvious effect on the total lipid content and fatty acid profiles of the algae, Thus, the results suggest it is feasible to use flue gas for the mass production of feedstock for biodiesel using Chlorella sp. XQ-20044, without preliminary removal of SO2, assuming there is adequate control of the pH. 梁芳 温小斌 罗立明 耿亚洪 李夜光关键词:CHLORELLA 具协同催化效应的毕赤酵母全细胞催化生物柴油制备 被引量:1 2014年 以表面共展示具协同催化效应的南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B,CALB)与嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)重组毕赤酵母全细胞作为催化剂催化生物柴油制备,考察了生物柴油制备条件,并进行了初步优化。结果表明,共展示CALB与TLL脂肪酶毕赤酵母全细胞在叔丁醇介质体系中可有效催化生物柴油制备。冻干酵母细胞量0.31 g/g油,醇油摩尔比4∶1,温度35℃,反应36 h,生物柴油得率达86.25%。 李锚 贺珧珈 徐莉 张后今 闫云君不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻生长和碳水化合物积累的影响 被引量:3 2019年 【目的】为了研究不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻(Desmodesmus insignis)生长与碳水化合物积累的影响,本实验以改良BG11培养基为基础,设计了8种不同初始K2HPO4浓度、8种不同初始MgSO4浓度及4种二氧化碳浓度培养标志链带藻。【方法】采用干重法和苯酚-硫酸法分别测定其生物质浓度与总碳水化合物的含量。【结果】实验结果显示,在高磷浓度(0.460 mmol/L)下生物量达到最高为6.37 g/L,磷浓度为0.230 mmol/L (对照组)时总碳水化合物含量及单位体积产率达到最高,分别为45.40%(%干重)和0.20 g/(L·d)。不同初始MgSO4浓度实验结果显示,高硫浓度有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累,生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率分别在硫浓度为1.217 mmol/L、0.609 mmol/L和1.824 mmol/L时达到最高,分别为7.02 g/L、51.6%(%干重)及0.26 g/(L·d)。当二氧化碳浓度为3%(V/V)时,标志链带藻生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率均达到最高,分别为6.81 g/L、44.03%和0.20 g/(L·d)。【结论】因此,磷浓度为0.230 mmol/L、硫浓度为1.824 mmol/L和二氧化碳浓度为3%时最有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累。 黄怡 高保燕 王飞飞 戴晨明 苏敏 张成武关键词:磷 硫 生物质 碳水化合物 不同培养条件对缺刻叶球藻的生长和油脂、花生四烯酸积累的影响 被引量:3 2017年 为了提高缺刻叶球藻的花生四烯酸(AA)产量,分别研究了不同光强、初始氮浓度及更换培养基的方式对缺刻叶球藻的生长和油脂、AA积累的影响。结果表明:同等光强下,高氮条件更有利于生物量的积累,但总脂含量和AA含量较低。在双侧高光的基础上更换培养基后,最高生物量增至7.36 g/L(高氮换高氮),最高总脂含量和AA含量分别达到47.74%和6.18%(低氮换无氮)。对比发现,高氮换高氮最有利于缺刻叶球藻的生长,但AA产率相对低,仅为7.0 mg/(L·d),而高氮换无氮、低氮换低氮、低氮换无氮3种更换方式均能提高AA产率,产率分别为14.0、15.3、17.0 mg/(L·d)。研究表明,缺刻叶球藻是生产AA的潜力藻株。 吴曼曼 雷学青 高保燕 王飞飞 黄罗冬 李爱芬 张成武关键词:生物量 油脂 花生四烯酸 光径及氮浓度对缺刻缘绿藻生长、油脂和花生四烯酸积累的影响 被引量:2 2019年 以缺刻缘绿藻(Parietochloris incisa)为实验材料,采用BG-11培养基,分别在2种氮浓度和3种不同光径(LP)的柱状和平板光生物反应器中进行培养,并探究其生长、油脂和花生四烯酸(AA)的积累规律。结果显示:在两种光生物反应器中,光径越小,越有利于缺刻缘绿藻的生长。其中,最大生物量均在17.6 mmol/L氮浓度时获得,分别为5.09 g/L(2.5 cm-柱状)和2.98 g/L(3.0 cm-平板);而最高油脂和AA绝对含量则均在1.0 mmol/L氮浓度和最大光径处获得,分别为39.23%、13.21%(6.0 cm-柱状)和40.74%、11.33%(5.0 cm-平板);另外,两种光生物反应器中的最大油脂单位体积产率分别可以达到216.39 mg/(L·d)(17.6 mmol/L; 2.5 cm-柱状)和135.93 mg/(L·d)(1.0 mmol/L; 1.5 cm-平板);而最高的AA单位体积产率均在1.0 mmol/L低氮条件,最大光径处达到最大,分别为21.65 mg/(L·d)(6.0 cm-柱状)和19.42 mg/(L·d)(5.0 cm-平板)。因此,根据实际生产需要,在1.0 mmol/L低氮条件下,选择6.0 cm光径的柱状光生物反应器或5.0 cm光径的平板光生物反应器,培养缺刻缘绿藻生产AA,能有效降低生产成本。 印尤强 黄罗冬 胡强 胡强关键词:缺刻缘绿藻 光生物反应器 氮浓度 生物量 花生四烯酸 一株高产淀粉绿藻——标志链带藻在废水中的培养及对氮磷的去除 被引量:4 2016年 为了研究标志链带藻(Desmodesmus insignis strain JNU24)在不同Na NO3浓度和不同废水浓度培养下的生长与代谢产物积累状况,评估标志链带藻对废水的处理能力,本研究利用柱状光反应器对标志链带藻进行培养,分别对4种Na NO3浓度的BG-11培养基和4种废水浓度培养下藻细胞的生物量、蛋白质含量、碳水化合物含量和淀粉含量进行了测定。结果显示,在BG-11培养基中,氮浓度为9.0 mmol/L时,藻细胞生物质浓度最高,达6.23 g/L;在废水培养下,未稀释的原废水实验组,其藻细胞生物质浓度最高,达10.31 g/L;75%废水培养下,藻细胞的淀粉含量最高(达50.9%),单位体积藻细胞淀粉含量和产率分别为4.86 g/L和405 mg·L^(-1)·d^(-1),且显著高于不同浓度Na NO3的BG-11培养基组。本研究还测定了标志链带藻对废水中氮、磷的去除效率,结果显示不同浓度废水培养下,氮、磷的去除效率最高可达90.8%和98.7%。基于柱状反应器中的最佳培养效果,以9.0 mmol/L Na NO3的BG-11培养基和75%废水于3.0 cm光径平板光生物反应器中进行室内扩大培养,结果显示在75%废水培养下,藻细胞生物质浓度达9.75 g/L,淀粉单位体积含量和产率分别达到4.75 g/L和230 mg·L^(-1)·d^(-1),且为9.0 mmol/L Na NO3的BG-11培养基培养的3倍。通过沉降特性分析发现,藻细胞收获90 min后均完全沉降,具有较强的沉降性能。本研究标志链带藻能够耐受废水中较高的氮、磷浓度,且对废水中氮、磷有显著的去除作用;该藻能利用废水中的营养成分积累较高的生物量和淀粉含量并且藻细胞能快速沉降,具有极高的经济价值和应用价值,是一株淀粉生产能力较高和废水处理能力较强的极具开发潜力的藻株。 周芷薇 沈丹丹 高保燕 黄罗冬 李爱芬 张成武关键词:废水处理 沉降速率 淀粉 生物乙醇 微藻培养基平衡pH的研究 被引量:9 2014年 "平衡pH"是"培养基中二氧化碳分压与空气中二氧化碳分压平衡时的pH",是微藻培养基的一个重要特征参数。选用常用的三种微藻培养基:BG11培养基、BBM培养基和Zarrouk培养基,使用鼓泡通入空气的方法,研究碳源、氮源、磷源浓度和盐度对培养基平衡pH的影响。结果如下:在NaHCO3浓度0—16.8 g/L范围内,三种培养基的平衡pH都随碳源浓度的增加而升高;NaNO3浓度在0—2.5 g/L范围内,对培养基平衡pH没有影响;0.1 g/L KH2PO4使BG11培养基的平衡pH稍有升高,与之相反,BBM培养基的平衡pH稍有下降,进一步提高磷(P)浓度(最高0.4 g/L),BG11培养基和BBM培养基的平衡pH不再变化;P浓度变化对Zarrouk培养基的平衡pH没有影响;三种培养基的平衡pH都随盐度的升高而降低。碳源浓度是影响培养基平衡pH的最主要因素,平衡pH与碳源浓度的关系可以用回归方程y=0.3504ln(x)+8.9647(R2=0.9708)表示,氮源浓度对平衡pH没有显著影响,磷源浓度和盐度对培养基平衡pH有影响,但影响不大。控制藻液pH不低于平衡pH,可以提高微藻培养中CO2的利用效率,有利于实现微藻CO2生物固定的环境效益。 张丹 朱晓艳 温小斌 耿亚红 李夜光关键词:微藻 培养基 碳浓度 光强及氮浓度对丝状绿藻双星藻生长及生化组成的影响 被引量:3 2020年 [背景]环境因子和营养因子对微藻的生长和生化组成都有显著的影响,其中光强和氮浓度是最重要的两个条件。[目的]研究不同光强和初始氮浓度对丝状绿藻-双星藻(Zygnema sp.)生长及生化组成的影响。[方法]采用改良的BBM培养基,设置了两组光强[100μmol/(m^2·s)和300μmol/(m^2·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15和18 mmol/L)在柱状光生物反应器中对双星藻进行培养。[结果]在高光强条件下[300μmol/(m^2·s)],12 mmol/L初始氮浓度最有利于双星藻生物质的积累,其最高生物量可以达到6.60 g/L,而初始低氮浓度(3 mmol/L)则促进了油脂和脂肪酸的积累,油脂最高含量占干重的32.13%,且脂肪酸组成主要包括棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3),其中油酸含量最高达到总脂肪酸含量的55.01%;在低光强条件下[100μmol/(m^2·s)],初始氮浓度为18 mmol/L时,总蛋白质和总碳水化合物的含量达到最高,分别占干重的16.35%和37.70%,而总脂含量仅占干重10.16%。[结论]光强和初始氮浓度对双星藻生长具有较大影响,通过调节光强和初始氮浓度可有效提高双星藻目标代谢产物的积累。 戴晨明 高保燕 苏敏 黄罗冬 王飞飞 赵伟 张成武关键词:丝状绿藻 生物量 生化组成 脂肪酸组成 环境因子对小球藻(Chlorella sp.XQ-20044)光合作用的影响 被引量:9 2014年 小球藻( Chlorella sp. XQ-20044)是一株具有应用潜力的产油微藻,本文利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH值和盐度对其光合作用的影响。研究结果表明:小球藻适宜的光照强度为500-1200μmol·m^-2·s^-1,光补偿点约30μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在600μmol·m^-2·s^-1附近;光合作用适宜的温度范围为30-42.5℃,最适温度为40℃;适宜的pH值范围7.0-10.0,最适pH值为8.0;适宜盐度范围0.1~0.3mol/L,最适盐度为0.2mol/L。从光合作用特性来看,小球藻能适应较强的光照强度、较高的温度、偏碱性和较高的盐度环境,其中可耐受较高盐度的特性,有助于预防敌害生物的污染,对于实现规模培养,特别是利用开放系统进行规模培养较为有利。 朱晓艳 张丹 梁芳 温小斌 李夜光 耿亚红关键词:小球藻 光合作用 光照强度 盐度