全 文 ：Marine Sciences/Vol.26, No.8/2002 9
EXPRESS Letters
快报
温度 、光照 、氮含量对微绿球藻生长及脂肪酸组成的影响 *
蒋霞敏
(宁波大学海洋与水产系 315211)
提要 报道了环境因子对微绿球藻 (Nannochloropsis oculata)的生长速率及脂肪酸组成的影
响 ,结果表明:微绿球藻具有较快的生长速度 ,且富含 16∶1(n-7)和 20∶5(n-3)(EPA)。适温范
围为 0～ 30 ℃,最适温度为 20 ℃。温度对脂肪酸组成的影响较明显 , EPA在 20 ℃时最高 , 30 ℃
时急剧下降;生长较适宜光强为 5 000 ～ 7 000 lx , 但在 1 000 lx时 EPA产率最大;氮含量为 10
mg/L时生长速度最快 ,但此时 EPA含量较低 。
关键词 温度 ,光强 ,氮含量 ,微绿球藻(Nannochloropsis oculata),生长率 ,脂肪酸组成
*浙江省自然科学基金资助项目 301208号。
作者:蒋霞敏 ,出生于 1957年 ,副教授 ,硕士生导师。研究方
向:饵料生物培养。E-mail:xzchxsc@nbu.edu.cn
收稿日期:2002-04-01;修回日期:2002-05-31
微绿球藻(Nannochloropsis oculata)是一种海洋单
细胞微藻 , 其细胞壁极薄 , 营养丰富 , 是近两年在泥
蚶 、斑节对虾 、刀额新对虾等育苗以及轮虫培养中应
用较佳的优良饵料 。作者对该藻进行了培养和生产性
应用后发现该藻适应性强 、繁殖速度快 、一次性培养
指数生长持续时间长 , 且不易老化和污染 。目前国内
外对微绿球藻的应用及营养报道有一些研究 , Renaud
1991年 [8 ] , Dunstan 1993年 [9 ]报道绿球藻含有很高的
EPA , 而 Zhukova 1995 年 [7 ]认为绿藻纲的藻不含
EPA 。本文研究了温度 、光照 、氮含量对微绿球藻生长
及脂肪酸组成的影响 , 以期为该微藻的开发及利用提
供理论依据 。
1 材料方法
1.1 藻种
微绿球藻藻种取自宁波大学海洋与水产系藻种
室。藻体椭圆形 ,细胞长 2.2 ～ 3.5μm ,宽 1.5～ 2.1μm ,
色素体 1个 , 几乎充满整个细胞 , 长1.2 ～ 1.7μm , 宽
0.8 ～ 1.4μm , 由 7 ～ 9层类囊体组成 。淀粉粒 1 ～ 3
个 ,细胞壁极薄 ,正常培养条件下藻液呈黄绿色 。
1.2 微藻的培养
静止培养 , 培养用海水均经脱脂棉过滤 , 煮沸消
毒 ,培养容器为 100 ml的三角烧瓶 ,培养水体 80 ml 。
培养液采用MAV配方(表 1)。营养盐试验培养液采用
缺氮的MAV配方 ,加 KNO3贮液;光强试验用 40 W日
光灯盏数和照射角度控制;温度试验用水浴加电热棒
或冰袋控制 。培养时间 7 d ,试验设 3个平行组 ,各采
双样 ,用血球计数板计数 ,取平均值 。生长速率以下式
计算:K=(lnNt-lnN 0)T -1 , 其中 N0为起始时细胞密
度 , Nt为培养第 t 天时细胞密度 。
1.3 藻体收集和保存
取一定体积藻液 , 4 000 ～ 4 800 r/min离心 5 ～ 10
min , 再用消毒淡水清洗 2 ～ 3次 , 经冷冻干燥 , 低温
(-4 ℃)保存 。
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图 1 温度、光强对微绿球藻生长速率的影响
Fig.1 The influence of di fferent temperatures and light intensity
on growth of N.oculata
1.4 脂肪酸的测定
采用 Kocher法萃取脂质 , 用 NaOH甲醇溶液皂化
后 , 用 30%二氧化碳乙醚络合物甲醇溶液酯化 , 然后
加 2 ml正已烷震荡 5min ,静置 , 待液体分层后 , 抽上
层正已烷液上机分析 。用 GC-9A型气相色谱仪(日本
岛津公司)测定脂肪酸种类及其含量 。检测条件:检测
器 , 氢火焰离子化检测器(FID);色谱柱:PEG-20M弹
性石英毛细管柱;柱温:200 ℃;气化室温度:230 ℃;
进样量:2μl 。定量分析采用对各组分峰面积积分 ,用
归一化法计算出脂肪酸组分的百分含量(以占脂肪酸
总量的百分比表示)。
2 结果与讨论
2.1 温度对微绿球藻生长速率和脂肪酸组
成的影响
采用MAV培养液 ,在盐度为 34 ,pH为 8.03 ,光照
强度为 5 000 lx ,光暗周期 12 h∶12 h的条件下 ,试验
温度设置为 0 ,5 , 10 , 15 , 20 ,25 , 30 , 35 ℃。测定温度对
微绿球藻生长速率和脂肪酸组成的影响 。结果表明
(图 1 a), 该藻的适温范围较广 , 在 0 ～ 30 ℃的条件
下 , 藻细胞都有不同程度的增加;35 ℃时 , 藻细胞发
白、死亡 。对试验数据进行方差分析得 F=3 690.48>
F 0 .01(7 , 8)=6.19 , 说明温度对微绿球藻生长速率有
显著影响 。经多重比较得出 , 该藻的适温范围为 0 ～
30 ℃,最适温度为 20 ℃。
同时表明(表 2),微绿球藻的主要脂肪酸由 EPA ,
16∶0和 16∶1(n-7), 其次是 14∶0 , 18∶1(n-9)和
20∶4(n-6)组成 。当温度在 5 ～ 20 ℃范围内 , EPA随
着温度的上升而增高 , 20 ℃时 EPA达到最高水平 ,占
总脂肪酸的 30.57%;相反 16∶1(n-7)随着温度的上
升而下降 , 20 ℃时降至最低水平 ,为 20.85%。但超过
20 ℃, EPA随着温度的上升而降低 , 在 30 ℃时 EPA
最低;相反 16∶1(n-7)随着温度的上升而增高 。
Hodgson曾报道温度不影响微绿球藻的脂肪酸组成;
James等 1989年对微绿球藻的研究提出 EPA的含量
在 25 ℃时高于 30 ℃和 15 ℃。本试验进一步证明温
度对微绿球藻的脂肪酸组成有显著影响 。低温能促进
微藻合成较多的 PUFAs , 高温则抑 PUFAs的合成 [13] ,
这可能是温度影响不饱和脂肪酸合成过程中的各种
链延伸酶 、去饱和酶的活性和去饱和酶基因的转录活
性 [ 11 ] 。同时温度的变化可以有效地促进微绿球藻脂
肪酸之间的转化 。温度在 5 ～ 20 ℃范围内 ,随着温度
的上升 PUFAs(n-3)和 EPA不断增加 , 20 ℃时 PUFAs
(n-3)和 EPA达到最高水平 ,相反 SUFA特别是 16∶1
(n-7)随着温度的上升而不断下降 , 20 ℃时降至最低
水平 。这充分表明温度调控是提高微绿球藻 EPA 有
效的方法之一 。
2.2 光照强度对微绿球藻生长速率和脂肪
酸组的影响
采用MAV培养液 ,在盐度为 34 ,pH为 8.03 ,温度
为 20 ℃, 对微绿球藻进行光照强度(1 000 , 2 000 , 3
000 , 4 000 , 5 000 , 6 000 , 7 000 lx)单因子试验 ,光暗周
期 12h∶12h。结果表明(图 1 b),该藻在 1 000 ～ 7 000
lx范围内 , 藻细胞都能繁殖生长 , 低光照对生长不
利 。经方差分析得 F=53.50>F0 .01(6 , 7)=7.19 ,说明
光强度对微绿球藻有显著影响。经多重比较得出在 5
000 ～ 7 000 lx的光强下 , 均有较高的 K 值 , 且相互间
差异不显著 , 说明该藻在 1 000 ～ 5 000 lx范围内随着
光照强度的增强生长速率加快 , 至 5 000 lx达到高
峰 , 以后至 7 000 lx变化不明显 。但随着光照强度的
增强 , PUFAs(n-3)和 EPA 呈下降趋势 , 1 000 lx光强组
EPA达最高值 (36.57%)。与此相反 , 饱和脂肪酸
(14∶0 , 16∶0 , 18∶0)含量随着光照强度的增强而上
升 , 尤其是 16∶0更为显著;光照强度对微绿球藻的
SUFA 影响不显著 (表 2)。光强对微藻的不饱和脂肪
酸的积累 ,不同的藻有不同的规律 。Thompson发现大
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图 2 氮含量对微绿球藻生长速率的影响
Fig.2 The influence of different Nitrogen on growth of
N.oculata
多数微藻在低光照下有最大的 EPA值 , 而 DHA含量
随光照强度的增强而增加 [12 ] 。如后棘藻 (Ellipsoidion
sp.)、拟微绿球藻(Nannochloropsis sp.)、球等鞭金藻
(Isochrysis galbana)、螺旋藻(Spirulina sp.)均符合以
上规律 [5 ,11 ] , 本实验证明微绿球藻虽然在低光照下不
利于光合作用和快速生长 , 但有利于 EPA合成和积
累。所以在培养时可以采取二步法控制光照强度以达
到微绿球藻的快速生长和 EPA累积 。
2.3 氮含量对微绿球藻生长速率和脂肪酸
组成的影响
采用缺氮MAV培养液 ,在盐度为 34 ,pH为 8.03 ,
温度为 20 ℃, 光照强度为 5 000 lx , 光暗周期 12∶12
的条件下 , 氮源为 KNO3 , 进行不同氮含量(1 , 10 , 30 ,
50 mg/L)单因子试验 , 结果表明(图 2),培养 7 d后 ,
氮含量 10 mg/L组藻细胞生长繁殖速度最快 ,生长速
率达 0.67 , 藻液颜色黄绿鲜艳;高于和低于 10 mg/L
组生长繁殖相对较缓慢 ,尤其是氮含量 1 mg/L组 ,第
5天起藻液颜色发黄 , 说明氮含量不足 , 引起藻细胞
营养缺乏老化。但微绿球藻在氮含量较高(N≥30mg/L)
或较低(N≤1 mg/L)时 , PUFAs(n-3)和 EPA相对较
高 , SUFA较低 。与此相反 , 当氮含量为 10 mg/L时 ,
EPA含量最低(表 3)。由此可见氮含量也是决定微绿
球藻细胞内脂类含量的一个重要因素 。梁英等认为不
同的氮源和不同的氮浓度对微藻的脂肪酸组成有影
响 [2 ] ;杨秀霞等认为微藻 PUFA和 EPA的比例随氮浓
度的增加而增加 [1 ] ;Utting等 1985年报道当氮含量从
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0.613 mg/L上升至 9.8 mg/L时球等鞭金藻(Isochrysis
galbana)脂类含量从总有机质的 31%下降到 25%;而
E.Molina Grima.等人 1992年的研究表明球等鞭金藻
在 NaNO3较低的情况下(<30.6 mg/L)时 , PUFAs和
EPA含量也相应减少 [6 ] 。本实验表明氮含量左右微绿
球藻细胞内的 PUFAs(n-3)和 EPA含量 , 至于氮的最
适宜含量还有待于进一步研究 。
3 结语
微绿球藻的适温范围为 0 ～ 30 ℃,最适温度为 20
℃,此时生长速率和 EPA 达到最高水平 。在 0 ～ 20 ℃
范围内 , EPA随温度的上升而增高;在 20 ～ 30 ℃范围
内 , EPA随温度的上升而减少 。在 1 000 ～ 7 000 lx范
围内随着光照强度的增强生长速率加快 , 而 EPA呈
下降趋势 , 低光照(1 000 lx)有利于微绿球藻 EPA的
积累 。 以 KNO3作为氮源 ,氮含量在 10 mg/L时藻细
胞生长速率达最大 ,而 EPA含量最低 。在水产苗种培
育和该藻大量培养时 , 只有合理地控制温度 、光照和
营养 ,才能大量获得富含 PUFA ,尤其是 EPA等营养价
值较高的微藻 。
参考文献
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EXPRESS Letters
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Marine Sciences/Vol.26, No.8/2002 13
EFFECTSOF TEMPERATURES , LIGHT INTENSITIES AND
NITROGEN CONCENTRATIONS ON THE GROWTH AND
FATTY ACID COMPOSITIONS OF Nannochloropsis oculata
JIANG Xia-min
(Ocean and Fisheries Department of Ningbo University , 315211)
Received:Apr., 1, 2002
Key Words:Temperatures , Light intensity , Nitrogen contents , Nannochloropsis oculataa , Growth rate , Fatty acid
Abstract
The effects of temperatures , light intensities and nitrogen concentrations on the growth and fatty acid content of N.
oculata.were investigated.The results showed that the algae grew fast and were abundant in 16∶1 n-7 and 20∶5 n-3
(EPA).The suitable temperatures for the algae growth varied from 0 ℃ to 30 ℃, and the optimum growth temperature was
at 20 ℃.The experiment indicated that variation in temperature has an obvious effect on fatty acid content , and further-
more , the maximumEPA content of N.oculata.was reached at 20 ℃, while the content rapidly decreased at 30 ℃.The
light intensities for suitable growth ranged from 5 000 to 7 000 lx , but the top EPA content achieved only at 1 000 lx.The
results also showed that the optimum growth and relatively lower EPA content were obtained , when the same nitrogen con-
centration was supplied at 10 mg/L. (本文编辑:张培新)
*广东省科技攻关项目 C20328号;广东粤海饲料公司科
技资金资助。
第一作者:黄翔鹄 , 出生于 1962年 , 讲师 , 从事养殖水域微
藻生态调控防病的生态学理论研究。E-mail:ybcl@163.net
收稿日期:2002-03-29;修回日期:2002-05-30
微绿球藻对氮和磷营养盐需求的研究 *
黄翔鹄 李长玲 刘楚吾 王中铎 陈建军
(湛江海洋大学水产学院 524025)
提要 通过单因子实验和正交实验方法 , 研究了对虾高位池一种优良藻株微绿球藻
(Nannochloris oculata)对 N和 P营养盐需求 。结果表明:微绿球藻在 NO3-N浓度为 28.30 mg/L
和 PO4-P浓度为 2.076 mg/L时 ,比增长率最大值(μmax)出现最佳值 ,微绿球藻以各种起始密度
培养和小规模培养均能得到较好的生长效果 。 μmax可较好地反映微藻种群对多因子的适应性
和在对虾池塘中的竞争能力 。
关键词 微绿球藻(Nannochloris oculata),营养盐 ,比增长率
微绿球藻 (Nannochloris oculata)隶属于绿藻门
(Chlorophyta)的四胞藻目(Tetrasporales)[1 ] , 是在对虾
池塘分布广泛 、种群稳定 、适应能力强 , 并能形成良
好 “水色”的一种常见优势种 , 在养殖中后期对池塘
水质的稳定有重要意义 。黄翔鹄另文报道 ,通过定向
培育微绿球藻可改善养殖水环境 , 提高对虾的抗病
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