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在微藻的高密度培养过程中,特别是培养后期,细胞间存在着显著的相互抑制现象,我们在球等鞭金藻的培养过程中也发现了这种现象。进一步的研究表明,除光照、温度、pH、通气量及营养限制因素以外,球等鞭金藻自身产生抑制物也是影响其生长的重要因素。本论文围绕抑制物进行了分离提取及其对藻的生理影响等方面进行了如下研究:
1. 对老化的球等鞭金藻培养液进行无细胞处理后,在光照、通气量不受限制,营养充分的条件下,重新进行该藻培养,结果表明球等鞭金藻在生长过程中的确可产生某种抑制物,该抑制物是在生长过程中逐渐释放到培养液中,至细胞衰亡期(25d)时含量足以使游动细胞转化为不动细胞并使得生长速率迅速减小;此外,该抑制物对其自身藻细胞的生长、叶绿素a、胞内多糖和蛋白质有明显的抑制效果,且胞外老化液老化程度越大,抑制效果越明显。
2. 利用球等鞭金藻老化液对盐藻、扁藻、三角褐指藻、纤细角毛藻、小球藻和新月菱形藻等几种海洋微藻进行了培养,结果表明,金藻产生的抑制物对这些微藻细胞的培养密度,蛋白质、多糖、叶绿素含量以及氮磷的吸收均有一定的影响。
3. 利用萃取、柱层析、薄层层析等方法对该抑制物进行了分离纯化和提取工艺研究,结果发现该抑制物有良好的热稳定性、极性较大,所得最佳提取工艺为:萃取溶剂乙酸乙酯,提取pH2.4~3,蒸干乙酸乙酯温度40℃。
4. 对粗提物作进一步的柱层析和薄层层析,最终得到了一种较纯的抑制物组分,该组分在高效液相图谱中保留时间为4.872±0.005min 的峰对应。
5. 采用正交实验拟水平设计法,研究半连续培养中氮、磷浓度,更新率和更新周期对球等鞭金藻的细胞产率、细胞总采收量、DHA 产率和DHA 总采收量的影响。结果表明获得最大细胞产率的培养条件是:NO3--N浓度为11.5mg/L,PO43--P浓度为1.1mg/L,更新率为0.20,更新周期为1d,而获得最大DHA产率的培养条件是,NO3--N浓度为11.5mg/L,PO43--P浓度为0.7mg/L,更新率为0.20,更新周期为1d。
通过上述研究证明球等鞭金藻在生长过程,尤其是在生长的后期合成并向细胞外释放抑制细胞生长的抑制物,该抑制物不仅可以影响球等鞭金藻细胞的生长,还对其它微藻细胞生长产生类似的限制生长作用。通过对该抑制物的研究,可为提高细胞培养密度和深入了解细胞周期调控机制提供了基础数据。