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本项研究是在从海水螺旋藻培养物中分离出的一株具有较强抗盐碱能力的硅藻MD1的基础上,研究了NaHCO3、NaCl以及pH的不同水平对该硅藻的生长、脂肪酸以及色素等次生代谢产物的影响,并通过形态学的方法进一步鉴定硅藻MD1的分类地位。确定其对盐碱的适应性,以及积累EPA和岩藻黄素(fucoxanthin)的最优条件。初步研究结果如下:
1、硅藻MD1适宜生长的NaHCO3浓度为0.1-0.2 mol L-1,在0.3 mol L-1的NaHCO3浓度下仍能良好生长；在NaHCO3浓度为0.2 mol L-1时,细胞干重最大为320.0 mg L-1,当NaHCO3浓度为0.2-0.3 mol L-1时,适宜硅藻MD1总脂肪酸和EPA的积累,当NaHCO3浓度为0.2-0.3 mol L-1时MD1中EPA含量最高均为3.0％,比对照组提高了1.5倍,当NaHCO3浓度为0.3 mol L-1时,硅藻MD1总脂肪酸的含量最高,为26.5％,比对照组提高了1.8倍。当NaHCO3浓度为0.2molL-1时EPA和总脂肪酸的产量最大,分别为9.5mg L-1和75.9 mg L-1。NaHCO3浓度对色素含量影响曲线与生长曲线基本一致,在NaHCO3浓度为0.1mol L-1时,叶绿素a的百分含量最大,为1.37％,在NaHCO3浓度为0.2 mol L-1时,岩藻黄素的含量最大,为0.89％。
2、MD1最适生长的起始pH值范围为7.5-9.5,在pH7.5-9.5之间时其生长速率没有显著性差异(P>0.05),可以耐受pH值为11.5的高碱性环境并保持较好的生长。在pH为9.5时,细胞干重最大为424.4mg L-1；当pH在8.5-9.5时,适宜EPA和脂肪酸的积累,当pH值为8.5时EPA和总脂肪酸的百分含量最高分别为2.7％和27.5％,而当pH值为9.5时,EPA和总脂肪酸的产量最大分别为11.6mgL-1和113.5mg L-1,然而当pH值在8.5-9.5时对EPA和总脂肪酸的含量以及产量均没有显著影响(p>0.05)。当pH值超过10.5时,EPA和总脂肪酸的含量和产量均显著下降。pH值为9.5时,叶绿素a和岩藻黄素(fucoxanthin)的百分含量达到最大分别为2.02％和1.08％,当pH超过10.5时,色素含量显著下降。
3、MD1显示出广盐适应性,NaCl浓度在10 g L-1时干重最大为447mg L-1,在0-10g L-1时对其生长没有显著影响(P>0.05),当NaCl浓度分别为20 g L-1和10g L-1时,EPA和总脂肪酸的百分含量最大分别为3.04％和19.3％。当NaCl浓度为10g L-1时,EPA和总脂肪酸的产量最高分别为13mg L-1和86mg L-2。在NaCl浓度为20g L-1时,叶绿素a和岩藻黄素(fucoxanthin)的百分含量最高,分别为2.5％和1.69％。
4、显微镜和扫描电镜的结果显示,硅藻MD1壳面直,细胞长17-24μm、宽2.5-5μm。细胞形状为长披针形,壳面有极细的点条纹10μm内43-47条,壳缝严重偏心,龙骨突明显且均匀排列,上下两壳面的龙骨突相对排列。这些特征与Hassall(1845)描述的菱形藻属的特征完全吻合,因此硅藻MD1应属于菱形藻属(Nitzschia),并进一步将其归入披针亚属(Lanceolatae)。