全 文 ：生 物 技 术 2014 年 24(5)
光合自养和异养培养时斜生栅藻的生长和生化组成的变化
雷学青，杨国远，高保燕，张成武*
(暨南大学水生生物研究中心、生态学系，广东 广州 510632)
摘要:目的:研究自养、异养两种营养模式下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生物量和生化组分含量变化。方法:称重法、有
机溶剂抽提法、苯酚 －硫酸法、Lowry法和分光光度法测定生化组成含量。结果:自养培养时最大生物量为 6. 95g /L，异养培养时
的最适碳、氮源分别为葡萄糖和酵母提取物，以不同浓度葡萄糖和酵母提取物培养时所获得的最大生物量分别为 7. 94g /L 和
5. 39g /L。自养有利于脂质积累，异养培养有利于碳水化合物和蛋白质的积累。自养时低光、高氮浓度条件有利于色素的积累，
异养时色素积累随着葡萄糖浓度的升高而降低，并随酵母提取物浓度的升高而升高。结论:不同营养模式下斜生栅藻的生长及
生化组分存在差异，在营养模式改变时其代谢方式发生了变化。
关键词:斜生栅藻;自养培养;异养培养;生物量;生化组分
中图分类号:Q945. 1 文献标识码:A doi:10． 3969 / j． issn． 1004 － 311X． 2014． 05． 0122 － 6
Changes in the Growth and Biochemical Components of Scenedesmus obliquus
under Photoautotrophic and Heterotrophic Conditions
LEI Xue － qing，YANG Guo － yuan，GAO Bao － yan，ZHANG Cheng － wu*
(Ｒesearch Center for Hydrobiology，Department of Ecology，Jinan University，Guangzhou 510632，China)
Abstract:Objective:The changes of growth and biochemical components in Scenedesmus obliquus cultured in autotrophic and heterotroph-
ic conditions were investigated. Method:The gravimetric method，organic solvent extraction，phenol － sulfuric acid，Lowry，s method and
spectrophotometry were used to measure the biomass concentration and biochemical components in those two trophic modes. Ｒesult:The
highest biomass concentration was up to 6. 95 g /L under photoautotrophic condition. The optimal organic carbon and nitrogen sources were
glucose and yeast extract under heterotrophic culture. The maximum biomass concentrations were reached to 7. 94 g /L and 5. 39 g /L under
the different concentrations of glucose or yeast extract，respectively. High content of lipids could be accumulated in S. obliquus under pho-
toautotrophic condition，while massive carbohydrate and protein were produced in heterotrophic condition. Under photoautotrophic culture，
the lower light and higher nitrogen concentration were conducive to accumulate pigment. And under heterotrophic culture，the pigment
content was increased following the glucose concentration decreased and yeast extract concentration increased. Conclusion:The growth
and biochemical components content had a certain difference in various trophic modes. The results showed that the changes in metabolic
pathway were resulted from alteration of nutritional conditions.
Key words:Scenedesmus obliquus;Autotrophy;Heterotrophy;Biomass;Biochemical components
收稿日期:2014 － 08 － 03;修回日期:2014 － 09 － 30
基金项目:国家“863”计划项目(“CO2—油藻—生物柴油关键技术研
究”，No. 2009AA06440);国家 973 计划项目(“能源微藻优良藻种
(株)选育原理与综合评价体系”，No. 2011CB2009001);国家自然科学
基金项目(“真眼点藻(Eustigmatos sp. )的金藻昆布糖代谢转变及其对
三酰甘油积累驱动的氮调控机理研究”，No. 31170337);广东省教育部
产学研结合项目(“产油微藻的规模化培育技术及生物柴油生产示
范”，No. 2010A090200008);广东省发改委低碳专项资金(“微藻固定
火力发电厂烟气中二氧化碳转化为生物产品技术研究”，No. 2011—
051);珠海市科技重点项目(“藻类生物能生成与废物流减少相集成的
技术研究”，No. PC20081008)资助
作者简介:共同第一作者:雷学青(1988 －)，男，硕士研究生，研究方
向:微藻生物技术，Email:mydream_hxy@ 163. com;杨国远(1989 －)，
男，硕士研究生，研究方向:微藻生物技术，Email:yangguoyuan1989@
163. com。* 通讯作者:张成武(1963 －)，男，教授，博士生导师，从事
微藻生物学和生物技术研究，发表论文 80 多篇，获专利 11 项，Email:
tzhangcw@ jnu. edu. cn。
0 引言
通常微藻作为自养型植物，可以通过光合作用，利用光能
与无机营养物合成自身所需要的物质，由于其具有生产高价
值代谢产物的巨大潜能，近年来微藻培养受到越来越多的关
注［1 － 2］。培养基组成、光照条件及光生物反应器类型等因素
对微藻生长和光合速率以及细胞内生化组成变化影响已有许
多相关报道［3 － 5］。此外不同营养模式对微藻生长及细胞内物
质积累具有显著影响，某些微藻既可以进行光合自养生长又
可以进行异养生长，且在两种营养模式培养条件下生长及生
化组成存在一定差异［6 － 7］，李昌灵等［8］研究对小球藻代谢及
蛋白质组分影响中发现在不同营养方式条件下小球藻细胞内
蛋白质等细胞生化组分存在一定差异。要实现微藻的高效利
用，研究微藻在不同培养条件下生长及细胞内物质积累规律
尤为重要，不同营养模式对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生
长及细胞内生化组成含量变化的影响的报道却很少，本研究
选用笔者实验室保存的微藻—斜生栅藻 (Scenedesmus
obliquus)作为研究对象，测定光合自养(不同光强和氮浓度)
和异养培养(不同碳源、氮源及其浓度)该藻的生物量和多种
生化组分含量，探索光合自养和异养培养时该藻生长及细胞
内生化组成的变化，以期为该藻作为应用型藻株的可能性做
出探讨，并为其开发利用提供一定的理论基础。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
1. 1. 1 藻种来源
斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)由暨南大学水生生物研
究中心微藻能源实验室保藏。
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2014 年 24(5) 生 物 技 术
1. 1. 2 试剂
二甲基亚砜(AＲ)、乙醚(AＲ)、正己烷(AＲ)、苯酚(AＲ)，
广州化学试剂厂。
1. 1. 3 仪器设备
紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公
司);高压蒸汽灭菌锅(江阴滨江医疗设备有限公司);超净工
作台(SW － CJ － 1F);恒温震荡培养箱(上海知楚仪器有限公
司);冷冻干燥机(博劢行仪器有限公司);氮吹仪(上海安谱
科学仪器有限公司)。
1. 1. 4 培养基
改良的 BG － 11 培养基，原 BG － 11 培养基中柠檬酸铁铵
以三氯化铁代替。
1. 2 方法
1. 2. 1 自养培养
以改良的 BG － 11 培养基为基础培养基，设置四种 NaNO3
浓度，分别为 0. 3g /L、0. 5g /L、0. 75 /L、1. 5 /L。两种光照强度，
分别为 100μmol·m －2·s － 1和 300μmol·m －2·s － 1。低速离
心(3 500 r /min)收集处于对数期生长的藻细胞，接种初始浓
度为 OD750 = 0. 4 ± 0. 01，通入含 1% CO2 的空气在 3. 0cm ×
60cm玻璃柱状光生物反应器中进行培养，24h持续光照，温度
为(25 ± 0. 5)℃，培养周期为 11d。每个实验组设置 3 个平行。
1. 2. 2 异养培养
1. 2. 2. 1 藻种驯化
以改良 BG － 11 培养基为基础，加入 10g /L 葡萄糖，接入
少量无菌斜生栅藻，放于培养箱中进行异养培养，培养温度条
件为 25 ± 0. 5℃，转速 180r /min，无光照，使斜生栅藻的营养方
式从自养营养向异养营养过渡，同时为下一步实验提供藻种。
1. 2. 2. 2 最佳碳源形式的筛选
以改良无氮 BG － 11 培养基为基础，以酵母提取物为氮
源，分别以葡萄糖、醋酸钠、蔗糖、甘油为碳源，研究不同碳源
对斜生栅藻异养生长的影响，以 10g /L 葡萄糖溶液中碳的物
质的量浓度为基准确定不同碳源形式浓度，配制葡萄糖溶液
浓度为 10g /L，蔗糖浓度为 9. 54g /L，醋酸钠浓度为 13. 67g /L，
甘油浓度为 8. 1mL /L的去碳 BG － 11 培养基。接种后按照培
养条件(温度为 25 ± 0. 5℃，转速 180r /min)进行培养，培养周
期为 11d，每组实验设置 3 个平行。
1. 2. 2. 3 最佳氮源形式的筛选
以改良无氮 BG － 11 培养基为基础，10g /L 葡萄糖为碳
源，分别以酪蛋白、酵母提取物、硝酸钠、尿素为氮源，氮源所
加量以原 BG － 11 培养基的 NaNO3 为基准:即以 1. 5g /L
NaNO3 所含氮量来计算其他氮源的用量，研究不同氮源对斜
生栅藻异养生长的影响。配制酪蛋白质量浓度为 1. 9g /L，酵
母提取物质量浓度为 2. 7g /L，硝酸钠质量浓度为 1. 5g /L，尿素
质量浓度为 0. 54g /L 去氮 BG － 11 培养基。接种后按照培养
条件(温度为 25 ± 0. 5℃，转速 180r /min，无光照)进行培养，培
养周期为 11d，每组实验设置 3 个平行。
1. 2. 2. 4 葡萄糖和酵母提取物浓度的优化
分别以 1. 2. 2. 2 和 1. 2. 2. 3 所得的最适碳、氮源形式，设
置不同的碳、氮浓度。以 1. 2. 2. 2 探索时浓度为基准，以该浓
度的 1、2、3、4 倍探索不同葡萄糖浓度;以 1. 2. 2. 3 探索时的浓
度为基准，以该浓度的 0. 5、1、1. 5、2 倍探索不同酵母提取物浓
度对斜生栅藻生长及生化组成变化影响。接种后按照培养条
件(温度为 25 ± 0. 5℃，转速 180r /min)进行培养，培养周期为
11d，每组实验设置 3 个平行。
1. 2. 3 生物量测定
将混合纤维滤膜(孔径为 0. 45μm，大小为 50mm)置于
105℃的烘箱中烘干至恒重干燥器中冷却后称重记为 W1，取
10ml藻液抽滤，然后再将滤膜置于 105℃的烘箱中烘干至恒
重干燥器中冷却后称重记为 W2，由此可以测出生物质浓度
即，生物质浓度(g /L)= 1 000 ×(W2 － W1)/10。
1. 2. 4 藻粉制备
取一定量的藻液，4 000r /min用冷冻离心机离心 5min，收
集藻泥置于 － 20℃结冰后于冷冻干燥机中冷冻干燥，之后存
于 － 20℃冰箱中。
1. 2. 5 总脂含量测定
参考 Khozin － Goldberg I 等［9］称取 80 ～ 100mg 冻干藻粉
置于预先加入转子的螺口玻璃离心管中，加入 2ml 二甲基亚
砜—甲醇(V:V = 1:9)混合溶液，50℃水浴磁力搅拌 1. 5h 再
冰浴磁力搅拌 1. 5h，结束后 3 000r /min离心 5min转移上清液
到另一小瓶中。剩余藻渣再加入 4ml乙醚—正己烷(V:V =1:
1)混合液冰浴下抽提 1. 5h，3 000r /min离心 5min 转移上清液
到上述小瓶中。以上操作重复一遍，在装有所有上清液的小
瓶中加入 4ml蒸馏水于通风橱中静置分层过夜。用胶头滴管
吸取分层后的上清于洁净的玻璃离心管中，3 000r /min 离心
5min取上清于洁净干燥小玻璃瓶中通氮气吹干，用乙醚洗涤
浓缩移至预先称重好的 2ml 塑料离心管(管重记为 m1)中再
用氮气吹至恒重称重记为 m2。贮存于 － 20℃冰箱中备用。总
脂含量的计算公式为:总脂含量(% md)=(m2 － m1)/冻干后
藻粉重量(其中:% md 为藻粉干重百分比)。
1. 2. 6 总碳水化合物含量的测定
利用苯酚 －硫酸法测定藻细胞内总碳水化合物含量［10］。
1. 2. 7 总蛋白质含量的测定
利用 Lowry法测定藻细胞中总蛋白质含量。
1. 2. 8 叶绿素和总类胡萝卜素含量的测定
参考 Arnon D I 等［11］方法称取一定量的干藻粉，加入
10ml甲醇，置于 70°C恒温水浴锅中水浴 10min直到沉淀变为
灰白色。水浴结束后 3 500 r /min离心 5 min，取 3 mL上清液
在波长 470 nm、652 nm、665 nm、750 nm 下测量分光光度值。
根据公式，计算叶绿素和总类胡萝卜素含量，相关公式如下:
Chlorophyll a = 16. 72 × A665 － 9. 16 × A652
Chlorophyll b = 34. 09 × A652 － 15. 28 × A665
Carotenoids =
1 000 × A470 － 1. 63 × Ca － 104. 96 × Cb
221
式中:Chlorophyll a—叶绿素 a的浓度(mg·L －1);
Chlorophyll b—叶绿素 b的浓度(mg·L －1);
Carotenoids—类胡萝卜素的浓度(mg·L －1);
A470—470 nm 处的吸光值;
A652—652 nm 处的吸光值;
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生 物 技 术 2014 年 24(5)
A665—665 nm 处的吸光值;
A750—750 nm 处的吸光值。
最后，将上述的浓度换算至每 g 藻粉中的叶绿素含量
(mg /g)。
1. 2. 9 数据处理
采用 Office 2007 和 Origin8. 5 软件进行数据处理进行分
析处理，采用 SPSS13. 0 进行差异性分析，以 P ＜ 0. 05 为显著
水平差异。
2 结果与分析
2. 1 光合自养和异养培养时斜生栅藻的生物量变化
2. 1. 1 自养条件下斜生栅藻的生物量变化
图 1 所示为不同光强和硝酸钠浓度对斜生栅藻生物量积
累的影响，由图可知在 300μmol·m －2 s － 1和 100μmol·m －2
s － 1光强条件下，斜生栅藻最终生物量均与硝酸钠浓度成正相
关关系，在硝酸钠浓度为 1. 5g /L时达到最大值分别为 6. 95g /
L和 5. 34g /L，说明在一定硝酸钠浓度范围内高氮浓度更有利
于斜生栅藻的生长。同一硝酸钠浓度下高光组生物量均大于
低光组，说明在一定光照范围内高光照条件有利于斜生栅藻
的生长
图 1 不同光强和硝酸钠浓度对斜生栅藻(S. obliquus)生长的影响
注:a，300μmol·m －2·s － 1;b，100μmol·m －2·s － 1。
Fig. 1 The effects of different illumination and NaNO3 concentrations on
growth of a culture of S. obliquus
2. 1. 2 异养条件下斜生栅藻的生物量变化
2. 1. 2. 1 最佳碳源、氮源的筛选
图 2(a)所示为不同碳源对斜生栅藻异养生长的影响，四
种不同碳源培养时斜生栅藻的最终生物量差别比较明显，其
中以蔗糖和甘油为碳源的实验组斜生栅藻生物量较低，最大
值分别为 0. 45g /L和 0. 25g /L。以葡萄糖为碳源的实验组最
终生物量在所有实验组中最高，最大值达到 5. 57g /L，以醋酸
图 2 不同氮源和不同碳源对斜生栅藻(S. obliquus)异养生长的影响
Fig. 2 The effects of different carbon sources and nitrogen sources on the
hetertrophic growth of S. obliquus
图 3 不同葡糖糖浓度(a)和不同酵母提取物浓度(b)对斜生栅藻
(S. obliquus)异养生长的影响
Fig. 3 The effects of different glucose concentrations(a)and yeast extract
concentrations(b)on the hetertrophic growth of S. obliquus
钠为碳源次之最大值为 1. 48g /L。实验结果表明葡萄糖为斜
生栅藻异养培养的最适碳源。图 2 (b)所示为不同氮源对斜
生栅藻异养生长的影响，由图可知 4 种不同形式的氮源培养
斜生栅藻时其最终生物量均不同，以酵母提取物为氮源的实
验组斜生栅藻最终生物量为最高达到 5. 47g /L，以酪蛋白为氮
源的实验组斜生栅藻最终生物量次之为 4. 09g /L。而尿素和
硝酸钠为氮源时两个实验组生物量之间差异较小，其最终生
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物量分别为 2. 75g /L，2. 57g /L。在这四种氮源中酵母提取物
更有利于斜生栅藻的生长，因此酵母提取物为斜生栅藻异养
培养的最适氮源。
2. 1. 2. 2 不同葡萄糖、酵母提取物浓度下异养培养时斜生栅
藻生物量变化
图 2(a)为斜生栅藻在不同葡萄糖浓度下生物量变化，由
图可知斜生栅藻的最终生物量随着葡萄糖浓度的增加呈上升
趋势，在葡萄糖浓度为 40g /L 时达到最大为 7. 94g /L，说明在
一定范围内高浓度葡萄糖能促进斜生栅藻的生长。图 2(b)
为不同浓度酵母提取物对斜生栅藻异养生长的影响，由图可
知随着酵母提取物浓度的增加其最终生物量呈上升趋势，在
酵母提取物浓度为 5. 4g /L 时斜生栅藻生物量达到最大值为
5. 39g /L，说明在一定范围内高浓度酵母提取物有利于斜生栅
藻的生长。
2. 2 光合自养和异养培养时斜生栅藻生化组分含量的变化
图 4 为不同营养模式下斜生栅藻生化组分含量的变化情
况，由图 4(a、b)可知自养培养时三种生化组分中碳水化合物
所占比例均为最大，低氮、高光条件下有利于脂质积累，最大
积累量在硝酸钠浓度为 0. 3g /L 时达到为占细胞干重的
35. 6%。低光条件下有利于碳水化合物和蛋白质的积累，在
硝酸钠浓度为 0. 3g /L 时碳水化合物含量达到最大为
54. 17%，在硝酸钠浓度为 1. 5g /L 时蛋白质含量达到最大为
24. 32%。异养培养条件下所有实验组脂质积累量最低，总碳
水化合物含量最高，蛋白质次之，由图 4(c)可知在不同浓度葡
萄糖下总碳水化合物含量均较高，在葡萄糖浓度为 40g /L 时
达到最大值为 66. 41%。蛋白质含量随葡萄糖浓度的增加呈
降低的趋势，在其浓度为 10g /L和 40g /L时取得最大值和最小
值分别为 26. 13%和 14. 06%，脂质含量变化不明显，且最大含
量仅为 12. 63%。由图 4(d)可知不同酵母提取物浓度下脂
质、总碳水化合物和蛋白质含量也有所变化，总碳水化合物含
量与酵母提取物浓度呈负相关，在酵母提取物浓度为 1. 35g /L
时含量达到最大值为 55. 55%;蛋白质含量与酵母提取物浓度
呈正相关关系，在酵母提取物浓度为 5. 4g /L 时含量达到最大
为 43. 34%;脂质含量较低，且变化不明显，最高只有 9. 31%。
自养与异养培养相比，自养条件更有利于斜生栅藻的脂质
积累。
图 4 同营养模式对斜生栅藻(S. obliquus)生化组分含量的影响
注:自养培养(a:光照强度为 300μmol·m －2·s － 1;b:光照强度为 100μmol·m －2·s － 1);异养培养(c:不同浓度葡萄糖;d:不同浓度酵母提取
物)。
Fig. 4 The effects of different trophic modes on the biochemical component contents of S. obliquus
Note:autotrophic (a :300μmol·m －2·s － 1;b :100μmol·m －2·s － 1);heterotrophic(c :different glucose concentrations;d :different yeast extract
concentrations).
2. 3 光合自养和异养培养时斜生栅藻色素含量的变化
图 5 为不同营养模式对斜生栅藻色素含量的影响。如图
5(a)和(b)所示在 300μmol·m －2·s － 1光照条件下叶绿素 a、b
和总类胡萝卜素含量均随硝酸钠浓度增加而增加，其中叶绿
素 a含量最高，在硝酸钠浓度为 1. 5g /L时取得最大值为 7. 07
mg /g，总类胡萝卜素次之为 3. 57 mg /g，叶绿素 b 含量最低为
2. 8 mg /g。在 100μmol·m －2·s － 1光照条件下叶绿素 a、b 含
量随硝酸钠浓度增加而增加均在硝酸钠浓度为 1. 5g /L 时达
到最大值分别为 9. 81 mg /g 和 6. 79 mg /g，总类胡萝卜素含量
随硝酸钠浓度增加变化不大，在硝酸钠浓度为 0. 75g /L 时达
到最大值为 3. 15 mg /g。由图 5(c)可知叶绿素 a 和总类胡萝
卜素含量均随葡萄糖浓度的上升呈下降的趋势，在葡萄糖浓
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生 物 技 术 2014 年 24(5)
图 5 不同营养模式对斜生栅藻(S. obliquus)色素含量的影响
注:自养培养(a:光照强度为 300μmol·m －2·s － 1;b:光照强度为 100μmol·m －2·s － 1);异养培养(c:不同浓度葡萄糖;d:不同浓度酵母提取
物)。
Fig. 5 The effects of different trophic modes on the pigment contents of S. obliquus
Note:autotrophic (a :300μmol·m －2·s － 1;b :100μmol·m －2·s － 1);heterotrophic(c :different glucose concentrations;d :different yeast extract
concentrations).
度为 10g /L时达到最大值分别为 5. 97 mg /g 和 2. 03 mg /g，叶
绿素 b含量在葡萄糖浓度为 20g /L 时达到最大值为 4. 66%，
叶绿素 a、b在葡萄糖浓度为 40g /L 时达到最小值分别为 2. 73
mg /g和 1. 22 mg /g，总类胡萝卜素含量最小值在葡萄糖浓度
为 30g /L时取得为 1. 25mg /g。由图 5(d)可知叶绿素 a、b 和
总类胡萝卜素含量随酵母提取物浓度的增加呈上升的趋势，
且均在酵母提取物浓度为 5. 4g /L 时达到最大值，分别为
10. 18mg /g、4. 66 mg /g和 2. 97 mg /g。
3 讨论
斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)的营养方式可以发生转变
即可以利用光能固定 CO2 进行自养生长也可以在黑暗的条件
下利用有机碳源进行异养生长。光强和氮浓度是影响微藻自
养生长的重要因素，在自养条件下生物量随光强和硝酸钠浓
度的增加而增加，最大生物量在光强为 300μmol·m －2·s － 1，
硝酸钠浓度为 1. 5g /L时达到，说明在一定范围内增加光强和
提高氮浓度有利于斜生栅藻的生长，这与 Liu J 等［12］和 Khoeyi
Z A等［13］研究中光强和氮浓度增加有利于微藻生长结论一
致。本文研究结果发现斜生栅藻异养培养时其最适碳源和氮
源分别为葡萄糖和酵母提取物。葡萄糖作为有机碳源已被报
道是许多能够进行异养生长的微藻的最适碳源形式［14 － 15］，季
祥等［16］对斜生栅藻进行异养培养时也发现其最适碳源为葡
萄糖与本实验研究结果一致。季祥等研究还发现硝酸钠是斜
生栅藻最适氮源，而同一藻种因其来源不同它们在异养培养
时所需的最适碳、氮源形式也会有所差异，这种与本研究中的
差异可能由于藻种的来源不同所导致。斜生栅藻在葡萄糖和
酵母提取物浓度分别为 40g /L 和 5. 4g /L 时达到最大生物量，
而不同藻种最佳碳、氮源浓度不同其生物量也会有所差异，同
一种藻种最佳碳、氮源浓度由于藻种的来源和培养条件不同
也会存在差异［14，16 － 17］。
在不同营养模式培养条件下，斜生栅藻生化组分含量也
存在一定差异。自养和异养条件下，该藻的生化组成中均以
总碳水化合物含量最高，自养条件下斜生栅藻总碳水化合物
含量随硝酸钠浓度上升有小幅度的下降，蛋白质含量有上升
的趋势。脂质积累随硝酸钠浓度上升表现出下降的趋势，高
光照比低光照培养条件下时下降趋势更明显，说明在自养培
养时高光、氮缺乏条件有利于油脂的积累，微藻在氮限制条件
下可以积累大量的油脂，Illman A M 等［18］对 5 种不同微藻进
行研究发现培养基中氮缺乏有利于藻细胞中油脂的积累。此
外，在 Peccia J等［19］和 Ｒodolfi L等［20］的研究中也得到了同样
的结论。异养条件下总碳水化合物含量最高，蛋白质含量次
之，脂质最低。碳、氮作为微藻生长不可缺少的元素，其浓度
对藻细胞内生化组分组成有重要影响，异养培养时总碳水化
合物随酵母提取物浓度上升而下降，随葡萄糖浓度增加呈上
升趋势，蛋白质含量随酵母提取物浓度上升呈上升趋势，随葡
萄糖浓度的上升呈下降趋势，脂质含量受葡萄糖和酵母提取
物浓度变化影响不明显。可见在异养培养时斜生栅藻趋于积
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2014 年 24(5) 生 物 技 术
累碳水化合物和蛋白质，油脂积累量比较低。
斜生栅藻色素积累同样受培养条件的影响。在自养高光
培养条件下叶绿素 a、b和类胡萝卜素含量均随着硝酸钠浓度
增加而增加，低光照条件下叶绿素 a、b 含量也呈现同样的趋
势且含量比高光照条件下高，但是类胡萝卜素变化不明显与
高光照条件下差异不大。说明氮源充足保证了斜生栅藻生
长，所以叶绿素 a、b含量增加，强光抑制叶绿素 a、b的合成，低
光更适宜于其合成，这可能由于高光会影响光合作用，从而使
光合色素的合成受到抑制，所以低光照时光合色素含量更高，
这与前人研究光照对色素含量影响的研究结果类似［21 － 22］。
在黑暗的异养培养条件下斜生栅藻同样能够合成叶绿素(利
用不依赖光的叶绿素合成途径)，其叶绿素 a 和类胡萝卜素含
量随葡萄糖浓度的增加而下降，而且叶绿素 a 下降趋势比较
明显。叶绿素 b最大含量在葡萄糖浓度为 20g /L时达到，表明
葡萄糖不利于光合叶绿素的合成，且葡萄糖浓度对微藻的光
合性能有一定的影响，这与曹云涛等［23］和刘晓娟［24］的研究结
果一致。异养培养时叶绿素 a、b 含量随酵母提取物浓度的增
加而增加，叶绿素 a变化比较明显，类胡萝卜素含量变化不明
显。说明在一定范围内酵母提取物浓度增加有利于叶绿素积
累，这可能与一定浓度氮元素能促进斜生栅藻的生长有关，从
而积累较多的叶绿素。
4 结论
两种不同营养模式下斜生栅藻的生长及生化组分存在差
异，说明在营养模式改变时其代谢方式也发生了变化。本研
究只是对斜生栅藻在光合自养和异养培养时生长和细胞内生
化组分变化规律进行了研究，为该藻的利用提供了一定的理
论基础，要了解斜生栅藻对不同培养条件响应机制及细胞内
生化组成含量变化调控机理还需要做进一步的研究。
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