一種提高微藻油脂含量的誘變方法
2023-10-18 01:38:44
一種提高微藻油脂含量的誘變方法
【專利摘要】本發明涉及一種提高微藻油脂含量的誘變方法。本發明是通過藻類為生物柴油生產提供原料過程中，通過誘變提高油脂產率的一種新方法。實驗過程證實：在一定條件下，即小球藻生長溫度28℃，達到對數生長期後，將培養液進行照射，中子源，能量2.45Mev,照射時間125min，根據照射距離不同，獲得不同輻照劑量，共有如下實驗組：0號---空白組；1號---8.14×109n/cm2；2號---5.64×108n/cm2；3號---1.53×108n/cm2；4號---9.42×107n/cm2，將照射後的藻液繼續培養28天得到最大油脂含量，2號實驗組及4號實驗組的油脂含量分別較對照提高39.72%，29.48%，其中，2號實驗組的油脂總量為0.3261g/L，可作為微藻輻射誘變的參考劑量，在微生物柴油生產中具有很好的應用前景。
【專利說明】一種提高微藻油脂含量的誘變方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高微藻油脂含量的誘變方法。
【背景技術】
[0002]世界經濟快速發展，石油大量消耗導致能源短缺、環境惡化，各國都開始傾力開展生物柴油的研製和生產。藻類因其光合作用效率高、環境適應能力強、生長周期短、生物產量高的特點，成為備受關注的製備材料。很多實驗室認為它是未來唯一能滿足全球運輸燃料需求的可再生資源。微藻油脂由藻細胞利用碳水化合物等有機物經複雜的催化反應合成，主要由甘油和脂肪酸組成，在可生物降解、無毒的再生能源中頗具潛力。
[0003]為提高藻細胞脂肪酸含量，20世紀90代開始利用轉基因硅藻生產油脂製備生物柴油的研究，然而，與大量轉基因的細菌、酵母菌和高等植物相比，只有幾種微藻成功地進行了基因轉化。近幾年，清華大學，中科院水生所、能源所，暨南大學，浙江大學等國內多所高校科研機構在此方面的研究為微藻產油作出了重要貢獻，主要採用細胞工程方法在特定條件下一定程度的提高了部分藻種的產油率。美國可再生資源國家實驗室(NREL)的硅藻類「工程小環藻」完成一個批次的細胞工程周期需要7天左右，且由於異養轉化和培養需要消耗大量的有機碳源葡萄糖，使成本一直較高，使生物柴油生產需3000美元/t，因此，低成本的誘變方法及相應能量轉化模式是微藻油脂在未來切實應用的重要環節。
[0004]結合微藻超強的適應性、變異性和輻射方式的高誘變性，通過輻射調整代謝促進脂肪酸合成及油脂轉化，縮減複雜代謝過程及緩慢生長周期，以期對用便捷的方法批量藻液在短時間內完成誘變，達到加速藻細胞生長過程中油脂產生及積累，提高油脂產量。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術中的問題，提供一種提高微藻油脂含量的誘變方法。
[0006]為達到上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種提高微藻油脂含量的誘變方法，其特徵在於該方法的具體步驟為:將微藻在BG-1l培養基中，pH=7.1，溫度27~29 °C條件下，光照時間16小時/天，光照強度為IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻進入對數生長期，即藻細胞數量達到IO6個/ml，在無菌條件下，對該微藻進行輻照，至微藻的油脂含量及生物量達到最佳值；所用的中子能量為2.45Mev,中子照射時間125min ;輻射劑量為(1-10) X108n/cm2。 [0007]根據權利要求1所述的提高微藻油脂含量的誘變方法，其特徵在於所述的微藻有:小球藻或鹽生杜氏藻。本發明方法採用中子高壓倍加器(上海大學射線應用研究所)，對藻液進行輻射誘變提高油脂含量，其操作便捷，控制參數清晰，在微藻生物資源化中具有相當切實可行且高效的應用潛力。
【專利附圖】
【附圖說明】[0008]圖1為本發明中不同劑量中子輻射後藻液的生物量變化。
[0009]圖2為本發明中不同劑量中子輻射後藻液的油脂濃度變化。
[0010]圖3為本發明中不同劑量中子輻射後藻液的油脂總量變化。
【具體實施方式】
[0011]現將本發明的具體實施例敘述如下:(利用如圖1的接觸式紫外降解反應器):
a、實驗所採用藻種為小球藻1298號標準藻種，購自中國科學院水生生物研究所。採用BG-1l培養基，pH=7.1，溫度28±1° C，光照時間16h/d，光照強度IOOymol.m-2.s-Ι，光源為白熾燈，每天定時搖瓶3次，並隨機擺放培養瓶的位置以減小誤差。
[0012]b、待小球藻細胞進入對數生長期，取5mL指數生長期的小球藻放入無菌密封袋中，採用中子高壓倍加器(上海大學射線應用研究所)，對小球藻進行不同距離上的輻照，中子能量2.45Mev，中子照射時間125min。
[0013]C、設定不同照射距離，以獲得不同輻照劑量。分別設置如下不同輻射劑量的實驗條件組:0 號---空白組；I 號---8.14X 1Vcm2 ；2 號5.64X 108n/cm2 ；3號一1.53 X 108n/cm2 ；4 號一9.42X 107n/cm2。
[0014]d、照射後立即進行擴大培養。並於不同生長時期取樣測定油脂含量及生物量，以確定達到最佳油脂產率的培養時間為28天，最佳輻照距離及輻照劑量為2號5.64X 108n/cm2，其次為 4 號9.42X 107n/cm2。
[0015]對實施例中的試驗過程或處理過程的分析和評價:
以O號空白組對對照，在第28天，2號達到最大生物量1.926g/L，在第34天，4號達到最大生物量2.031g/L，而I號的生物量在第36天，達到最大生物量2.011g/L。
[0016]藻細胞油脂含量:2號實驗組從11.88%最高達到16.93%。4號實驗組從11.74%增加到15.61%。培養至第28天。與對照組O號相比，1、2、4號的油脂含量分別提高了 17.12%，39.34%, 28.48%。總油脂濃度培養至第28天，1、2、4號的總油脂濃度分別提高了 16.11%，39.72%，29.48%。至實驗培養末期，1、2、4號的油脂產率分別提高了 19.42%，61.87%，45.32%。得出，2號5.64X IOVcm2為小球藻最佳輻射方式，並在28天獲得最大油脂產量。
[0017]本發明方法其結果表明:0號空白組，在第39天，其生物量達到最大，為2.015g/L。在第28天，2號達到最大生物量1.926g/L，在第34天，4號達到最大生物量2.031g/L,而I號的生物量在第36天，達到最大生物量2.011g/L。
[0018]藻細胞油脂含量:對照組O號從15.35 %降低到 12.15%，最終增加到16.02%； I號實驗組從13.19 %降低到 11.32%，最終增加到17.08% ；2號實驗組從11.88%降低到11.69%，最高達到16.93%。4號實驗組從11.74%增加到15.61%。培養至第28天，與對照組O號相比，1、2、4號的油脂含量分別提高了 17.12%，39.34%，28.48%。總油脂濃度的變化如圖3所示，與油脂含量的變化趨勢是相似的，培養至第28天，1、2、4號的總油脂濃度分別提高了 16.11%，39.72%，29.48%。至實驗最，與對照組相比，1、2、4號的油脂產率分別提高了19.42%, 61.87%, 45.32%。
[0019]採用其他的微藻，比如鹽生杜氏藻，可以達到同樣的效果。
【權利要求】
1.一種提高微藻油脂含量的誘變方法，其特徵在於該方法的具體步驟為:將微藻在BG-1l培養基中，pH=7.1，溫度27~29°C條件下，光照時間16小時/天，光照強度為IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻進入對數生長期，即藻細胞數量達到IO6個/ml，在無菌條件下，對該微藻進行輻照，至微藻的油脂含量及生物量達到最佳值；所用的中子能量為2.45Mev,中子照射時間125min ;輻射劑量為(1-10) X108n/cm2。
2.根據權利要求1所述的提高微藻油脂含量的誘變方法，其特徵在於所述的微藻有:小球藻或鹽生杜氏藻。
【文檔編號】C12R1/89GK103993000SQ201410187518
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】劉書宇, 敖細勇, 趙月平 申請人:上海大學