杜氏藻生長(zhǎng)條件優(yōu)化、對(duì)銅脅迫的生理反應(yīng)及其培養(yǎng)液預(yù)處理微晶纖維素的研究.pdf

1、本文主要以杜氏藻為研究對(duì)象,探討了杜氏藻培養(yǎng)條件的優(yōu)化及其在銅脅迫條件下的生理反應(yīng),最后利用藻培養(yǎng)液對(duì)微晶纖維素進(jìn)行預(yù)處理。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)對(duì)杜氏藻生長(zhǎng)條件的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明,氮鹽流加能夠有效提高藻生物量。初始添加量為總量的1/5進(jìn)行等量流加效果最好,細(xì)胞密度達(dá)到1.15×107cells/mL,比對(duì)照組高出35.3％;改變充氣條件能夠促進(jìn)杜氏藻生長(zhǎng)。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得到最優(yōu)條件為充氣時(shí)間5 min、充氣速率

2、1 L/min·L-1和氣體組成CO2/N2(1:2),每日充氣兩次,細(xì)胞密度達(dá)到1.18×107 cells/mL。低濃度硝酸鑭對(duì)藻生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,且10μmol/L時(shí)對(duì)藻生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最明顯,藻細(xì)胞密度達(dá)到1.18×107 cells/mL,相比對(duì)照增加了37.2％。而高濃度硝酸鑭(＞20μmol/L)對(duì)藻生長(zhǎng)有抑制作用,但是各濃度梯度硝酸鑭的加入都能夠促進(jìn)藻細(xì)胞內(nèi)β-胡蘿卜素的積累,且加入的濃度越高,積累的越多。在CO2和鑭的協(xié)同

3、作用下,低濃度硝酸鑭作用使藻細(xì)胞密度進(jìn)一步提高,同時(shí)CO2的充入能夠解除或緩解高濃度鑭對(duì)藻生長(zhǎng)的抑制作用。最終得到最適合杜氏藻生長(zhǎng)和β-胡蘿卜素積累的條件為硝酸鑭濃度10μmol/L,充氣時(shí)間5 min、充氣速率1 L/min·L-1和氣體組成CO2/N2(1:2),藻細(xì)胞密度達(dá)1.39×107 cells/mL,β-胡蘿卜素含量達(dá)到8.6 mg/L。
　　 (2)對(duì)4株不同杜氏藻進(jìn)行的銅脅迫研究表明,杜氏藻是一種較為耐銅的微藻

4、,Dunaliella sp.(15D)是所有藻株中最耐銅的,在銅濃度不高于1500μg/L時(shí),生長(zhǎng)幾乎不受影響,它的72 hEC50為3000μg/L,而D.bardawil30861(13D)對(duì)銅的耐受能力相對(duì)最差,72 hEC50為1500μg/L。15D對(duì)銅的解毒機(jī)理可能主要是通過(guò)膜流動(dòng)性改變將細(xì)胞內(nèi)銅離子排出到胞外,13D對(duì)銅的解毒機(jī)理可能是將吸收到細(xì)胞內(nèi)的銅結(jié)合在內(nèi)部某些非活性位點(diǎn)上抑或是產(chǎn)生與銅結(jié)合的某些應(yīng)激蛋白或抗氧化劑

5、。雖然單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部積累銅量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于13D,但是15D的細(xì)胞密度較高,因此在整個(gè)藻液培養(yǎng)基中吸收的銅量較多。從銅污染治理的角度出發(fā),15D更適合應(yīng)用于銅廢水處理研究。
　　 (3)用杜氏藻液預(yù)處理微晶纖維素實(shí)驗(yàn)表明,向杜氏藻培養(yǎng)液(200 mL)中添加適量微晶纖維素(MCC)對(duì)杜氏藻的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,且添加量為0.3 g時(shí)促進(jìn)作用最為明顯,可提高20％的藻細(xì)胞密度。這可能是由于培養(yǎng)基中藻分泌物中一些抑制物被去除,從而減輕了對(duì)藻生長(zhǎng)