免费文献传递   相关文献

Selection and Identification of Oil-producing Energy Microalgae in Northeast Region

东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定



全 文 :·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(8):140-146
能源是社会发展的重要保证物质,人类所使用
的能源中 88% 来源于化石燃料[1]。然而目前人类所
面临化石燃料的日益短缺和燃烧所带来的对全球生
态环境的破坏,已经严重威胁人类的生存。因此,
积极寻找可再生的、环境友好型能源是当今社会亟
待解决的问题[2,3]。生物质能源具有绿色和可再生性,
发展生物质能被认为是解决全球能源危机的最理想
途径之一[4]。
微藻是生物质能源的一种经济和高效原料[5],
高含油微藻藻株的筛选是实现微藻生物质能制备技
术的首要和关键环节。近些年来,美国、意大利、
日本等国家的许多与微藻研究相关的实验室在能源
微藻的筛选方面开展了大量卓有成效的工作[6-9]。
美国可再生能源实验室[10](NREL)建立的工程菌
大多数属硅藻菌种,在自然条件下微藻的脂质含
量为 5%-20% 时,工程微藻的脂肪含量是实验室
条件下增加至 60% 以上,在户外扩大培养时脂肪
含量 40% 以上。Rodolfi 等[11] 从 30 株淡水和海洋
微藻中筛选出一株拟微绿球藻(Nannochloropsis sp.
F&M-M24),其在营养物质充足的条件下,总脂含
收稿日期 :2015-04-09
基金项目 :中国石化集团微藻生物柴油成套技术开发项目(210080)
作者简介 :师文静,女,硕士研究生,研究方向 :微藻生物能源 ;E-mail :shiwenjing.fshy@sinopec.com
通讯作者 :廖莎,女,硕士研究生,研究方向 :微藻生物能源 ;E-mail :liaosha.fshy@sinopec.com
东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定
师文静  廖莎  孙启梅  王鹏翔  李晓姝
(中国石油化工股份有限公司 抚顺石油化工研究院,抚顺 113001)
摘 要 : 微藻作为 21 世纪生物柴油的理想燃料已被人们广泛的关注,但是目前微藻种类很多,如何从诸多的微藻中筛选油
脂含量高的微藻已成为人们函待解决的问题。从东北地区水样中分离纯化出 93 种藻种,采用尼罗红染色法对其中 30 株藻种进行
了筛选获得了 8 种具有产油潜力的藻种,并利用自制的柱式反应器微藻评价装置对这 8 株藻株进行了产油能力的评价,获得了一
株总脂产率达到 133.9 mg/(L·d)的产油能源微藻。在此基础上,对该藻株进行了 18S rRNA 的鉴定,确定为 Chlorella sp.。
关键词 : 产油微藻 ;尼罗红 ;分离纯化 ;筛选 ;总脂产率 ;分子鉴定 ;18S rRNA
DOI :10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.08.035
Selection and Identification of Oil-producing Energy Microalgae in
Northeast Region
Shi Wenjing Liao Sha Sun Qimei Wang Pengxiang Li Xiaoshu
(Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals,SINOPEC,Fushun 113001)
Abstract: In the 21st century, the ideal microalgae biodiesel fuel has been widespread concern, but how to filter high in fat content from
a lot of microalgae species has become a problem to be addressed. In this study, 93 strains of microalgae were isolated and purified from the
water samples of the Northeast region, and 30 strains were screened to obtain eight oil-producing algae by Nile red fluorescence. Oil production
capacity of these eight microalgae were evaluated with bubble column photobioreactor. This experiment obtained a higher oil yield algal and its
total oil yield reached 133. 9 mg /(L · d). On this basis an oil-producing energy microalgae was identificated by 18S rRNA. This oil-producing
energy microalgae was identificated as Chlorella sp.
Key words: oil-producing microalgae ;nile red ;separation and purification ;screening ;lipid productivity ;molecular identification ;
18S rRNA
2015,31(8) 141师文静等:东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定
量 为 32%, 总 脂 产 率 为 117 mg/(L·d)。Mandotra
等[12] 采 用 改 良 的 CHU-13 培 养 基 培 养 的 栅 藻
(Scenedesmus abundans)藻株获得最高总脂产率为
124.71 mg/(L·d),对应的总脂含量为 43.91%。国
内许多研究机构也正在积极开展含油微藻藻株的选
育工作。到目前为止,国内的相关研究报道主要是
对实验室现有藻种的总脂含量进行分析与评价,涉
及的藻种主要是饵料藻和某些赤潮藻,如球等鞭金
藻(Isochrysis galbana)、三角褐指藻(Phaeodactylum
tricomutum)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、
绿色巴夫藻(Pavlovviridis)、盐生卡盾氏藻(Chatto-
nella subsalsa)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)
等[13-20]。 这 些 藻 株 中 球 等 鞭 金 藻 的 总 脂 含 量 较
高,蒋霞敏[10]的报道为 32.96%,张秋会的报道是
57%[15]。缪晓玲[21]采用异养转化细胞工程技术获
得了脂类含量为 55% 的小球藻(Chlorella protothe-
coides)。
微藻在自然界中分布广,种类资源丰富,每
年固定的 CO2 约占全球净光合产量的 40%,在能
量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。从环
境中筛选生长速度快、生物量和油脂含量高、易培
养的优良微藻,是实现微藻规模化培养的前体和保
障[22-24]。本研究对从东北地区水体中分离的藻种进
行筛选和产油性能的评价,目的是筛选出一株具有
高产油性能的优良性状的微藻,并对筛选的微藻进
行分子学水平上的鉴定,以期为后续建立高产能微
藻的种质库,研究其产油代谢机理奠定基础。
1 材料与方法
1.1 水样的采集和藻株的分离纯化
野外水样采自东北地区,浮游微藻采用 1 L 采
水器采集水样,底栖微藻采用刷子从水体中的石块、
船体、枝条等物体上刮取。采集的水样用透明塑料
瓶保存,然后带入实验室进行分离纯化。
采集的水样采用平板划线法进行分离纯化,培
养采用 BG11 培养基[25],培养基组成见表 1 和表 2。
培养将使用无菌的线环,在无菌条件下将滴在琼脂
上的藻液平行划在琼脂表面上。在温度为 25℃,光
照强度为 3 000 Lux 下培养 4-8 d,挑取平板上的单
藻落在装有 BG11 液体培养基的摇瓶中培养 1 周后
镜检,重复数次,直到获得纯的单克隆藻株为止。
表 1 BG11 培养基
组分 含量 /(g·L-1)
NaNO3 1.5
K2HPO4·3H2O 0.04
MgSO4·7H2O 0.075
CaCl2·2H2O 0.036
Citric acid 0.006
Ferric ammonium citrate 0.006
EDTA 0.001
NaCO3 0.02
A5+Co solution* 1 ml/L
注 :* 具体组成见表 2
表 2 A5+Co solution 组成
成分 含量 /(g·L-1)
H3BO3 2.86
MnCl2·H2O 1.81
ZnSO4·7H2O 0.222
CuSO4·5H2O 0.079
Na2MoO4·2H2O 0.390
Co(NO3)·6H2O 0.049
1.2 尼罗红染色法筛查藻种
将获得的纯藻种接种到 50 mL 摇瓶中培养,培
养采用 BG11 培养基静置培养,培养温度为 25℃,
培养的光照强度为 5 000 Lx,培养的光暗周期为
24 h,光暗时间比为 14∶10,每天定时摇动藻液 2
次避免藻液粘壁。取培养至对数生长期后期的藻液
适量,8 000 r /min 离心 5 min,去除上清,藻细胞
沉淀用 PBS 洗两次,采用体积分数为 20% 的 DMSO
水溶液重悬藻细胞,使藻液 OD540 值 0.8,40℃ 水浴
20 min,按 1 mL 藻液加 15 μL 尼罗红染料(质量浓
度为 0.1 mg /mL 丙酮溶液),混匀染色 5 min,激发
波长 480 nm,测定其在 575 nm 波长的荧光强度来
筛查藻种总脂含量的大小[26]。
1.3 藻种培养评价实验
将尼罗红染色法筛查获得的藻种分别接入微
藻评价装置中简易的柱式反应器,每个反应器的装
液量为 200 mL,在实验室制作的微藻评价装置上
进行生长评价,微藻评价装置如图 1 所示。培养采
用 BG11 培 养 基, 培 养 温 度 为 28℃, 光 照 强 度 为
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.8142
5 000 Lux,通入空气量为 0.5 L/min,每天通入大约
1 min CO2 来调节培养液的 pH 值不超过 9,光照周
期为 24 h,光暗时间比为 14∶10,培养时间为 15 d
处于稳定期后结束收集藻液,冻干后测量干重和总
脂含量。
≄⬦オ≄঻㕙ᵪ ≄փ␧ਸಘ
图 1 微藻培养装置
1.4 测定方法
1.4.1 生物量的测定 将处于稳定期的藻液通过离
心收集后在深冷冰箱中预冻 2 h,在真空冷冻干燥机
中干燥至恒重,称量后得到藻粉的干重。
1.4.2 总脂含量的测定 参考文献[27]中总脂含
量的测定方法。
1.4.3 评价指标计算方法 筛选生长优势的藻种主
要用生物量产率来评价,即单位时间单位体积藻液
的干重 ;筛选具有产油潜力的藻种用总脂产率来评
价,即单位时间单位体积藻液的总脂产量。计算公
式如下表示 :
生物量产率 /g·(L·d)-1=
m
V·t
总脂产率 /g·(L·d)-1=
m
L
V·t
·
式中 :m 为收获的藻粉的干重(g),V 为藻液的体
积(L),t 为培养的时间(d),L 为收获的藻粉的总
脂含量(%dw)。
1.5 藻种分子生物学鉴定方法
1.5.1 藻类基因组的提取和 PCR 的扩增 藻类基因
组 DNA 的提取采用改良的 CTAB 法。收集对数生长
期的藻泥,用蒸馏水清洗 3 次,4℃,8 000 r/min 离
心收集。加入 4 mL CTAB 提取液,充分混匀,65℃
水浴 1 h。冷却后加入等体积的 Tris-饱和酚 / 氯仿
(1∶1),混匀,4℃,12 000 r/min 离心 5 min,取上
清液置于另一根离心管中。加入等体积的氯仿,抽
提,取上清液置于另一根离心管中。每个离心管中
加 2 倍体积无水乙醇,混匀,-20℃静置 4 h。取出,
12 000 r/min,4℃离心 4 min,弃上清,继续用 70%
乙醇洗涤 2 次。沉淀加入 20 μL 去离子水即为提取
的藻类基因组 DNA,-20℃保存。
1.5.2 18S rRNA 基因的克隆 18S rRNA 的扩增选择
真核生物 18S rRNA 通用引物(上游引物 5-CCAAC-
CTGGTTGATCCTGCCAG-TA-3 ;下游引物 :5-CCT-
TGTTAACGAC TTCACCT TCCTCT-3)[28]。PCR 反应
条件为 :95℃变性 5 min ;然后 94℃ 45 s,55℃ 45 s,
72℃ 60 s,30 个循环 ;72℃延伸 10 min。PCR 扩增
产物于 1% 的琼脂糖凝胶上电泳,回收目标 DNA 片
段,并将目标片段连接到 pMD18-T 载体上(TaKaRa
公司),随即选择 3 个阳性克隆送至上海生工生物技
术有限公司测序。
1.5.3 序列分析 测序得到的分离藻株 18S rRNA 部
分序列通过 Blast 程序与 GenBank 中核酸数据进行
比对分析,根据同源性高低列出相近序列及所属种
或属,以及藻株相关信息,从而判断 18S rRNA 鉴定
结果。
2 结果
2.1 分离藻株的形态特征
通过在东北地区不同地点、时间采集的样品经
过分离纯化得到 93 株藻种,根据培养终期细胞液的
颜色和性质观察,除去接团、粘壁、颜色浑浊的藻株,
重点考察了 30 种性质优良的藻株,对这 30 种藻株
进行了细胞形态和培养的特性的观察,参考文献《中
国淡水藻类》进行初步分类,结果见表 3。表 3 显示,
所分离的藻均为绿藻门藻种,说明绿藻在东北地区
自然水体中具有明显的生长优势,同一河流可以分
离出不同属的藻,不同河流也能有相同属的藻,这
些藻的种类大多集中于小球藻、栅藻、纤维藻和单
针藻这几类,纤维藻、单针藻、栅藻多以群生和对
生的形态出现,小球藻细胞分散度好,多以单细胞
的形态出现。
2.2 尼罗红染色法筛查藻株结果
本实验对分离培养的 30 株藻采用尼罗红染色法
2015,31(8) 143师文静等:东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定
表 3 30 株微藻细胞形态及培养特征
编号 来源 细胞形态 门或属 培养液颜色
TMJ-S1 图们江 月牙形,丛生 纤维藻 绿色
TMJ-S3 图们江 纺锤形,对生 栅藻 绿色
TMJ-S4 图们江 半月牙形,丛生 纤维藻 绿色
HC-S1 珲春河 群生,椭圆形,带鞭毛 四尾栅藻 绿色
HC-S2 珲春河 单细胞,椭圆形 小球藻 绿色
HC-S6 珲春河 单生和群生,长卵形 倾斜栅藻 绿色
SF-S3 绥芬河 圆形,内有核,单细胞 小球藻 绿色
SF-S5 绥芬河 长叶形,丛生 单针藻 绿色
SF-S9 绥芬河 半月牙形及 S 形,丛生 纤维藻 绿色
HCS-S1 珲春河 对生,群生,单个椭圆形 四尾栅藻 绿色
MD-S1 牡丹江 对生,椭圆形 四尾栅藻 绿色
MD-S3 牡丹江 单生,群生多,椭圆 绿球藻 绿色
SH-S1 松花江 柳叶状,丛生 单针藻 微绿色
SH-S2 松花江 长叶形,丛生 单针藻 绿色
SH-S3 松花江 梭形,丛生 栅藻 绿色
SH-S6 松花江 长叶形,丛生 单针藻 绿色
CC-S2 长春北湖 单生,对生,椭圆形 栅藻 绿色
CC-S3 长春北湖 纺锤形,对生 斜生栅藻 绿色
HY-S1 大庆黑鱼湖 圆形,有核,单细胞 小球藻 绿色
HY-S3 大庆黑鱼湖 椭圆形,丛生 四尾栅藻 绿色
HY-S7 大庆黑鱼湖 对生,带凸头的栅藻 凸头状栅藻 绿色
MH-S3 大庆明湖 半月形,丛生 纤维藻 绿色
MH-S4 大庆明湖 单细胞,椭圆形 小球藻 绿色
SS-S1 大庆寿山 柳叶形,丛生 单针藻 绿色
SS-S2 大庆寿山 纺锤形,对生 斜生栅藻 绿色
SS-S4 大庆寿山 柳叶形,丛生 单针藻 绿色
SS-S6 大庆寿山 圆形,内有核,单细胞 小球藻 绿色
SS-S7 大庆寿山 柳叶形,丛生 单针藻 绿色
FSH-S1 抚顺浑河 圆形,有核,单细胞 小球藻 绿色
FSH-S2 抚顺浑河 梭形,对生 栅藻 绿色
进行了筛选,所得的结果见表 4。30 种藻种中纤维
藻为 4 种,栅藻为 12 种,小球藻为 6 种,单针藻为
7 种,绿球藻为 1 种。结果表明,不仅不同属的藻
种之间荧光强度有差别,而且同一属的藻种之间的
荧光强度差别也差别较大。其中纤维藻的荧光强度
普遍较低,介于 50.98-79.68 之间,这与纤维藻的低
油脂含量相关 ;单针藻的荧光强度偏高,最高的达
到 123.19,这与单针藻的高油脂含量相对应 ;栅藻
的种类比较多,荧光强度差别也较大,介于 40-93
之间,不同种的栅藻油脂含量差距较大 ;小球藻的
荧光强度也较高,这与很多文献[29,30]报道的球藻
有较高的含油量相对应,是具有潜力的能源微藻,
为生物柴油的制备提供了具有潜力的油脂来源。根
据微藻类别和荧光强度值比较,筛选出 8 株 SH-S1、
SH-S2、SF-S3、HCS-S1、FSH-S1、TMJ-S3、SS-S7
和 SS-S1 荧光强度高的藻种作为油脂含量高的藻种
作为进一步的评价对象。
2.3 藻种产油潜力评价结果
通过尼罗红染色法筛选的藻种的总脂含量都比
较高(表 5),均超过 30%,其中 SH-S1 的总脂含量
高达 40% 以上,并且荧光强度和总脂含量呈正相关
关系,说明尼罗红染色法是一种能够有效的筛选获
得高油脂含量藻种的方法。SH-S1 的油脂含量最高,
为 45.61%,但其生物量产率并不高 ;生物量产率最
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.8144
表 4 尼罗红染色法筛查藻种结果
序号 藻株编号 荧光强度 藻种分类 序号 藻株编号 荧光强度 藻种分类
1 TMJ-S1 52.19 纤维藻 16 SH-S6 80.19 单针藻
2 TMJ-S3 86.98 栅藻 17 CC-S2 70.98 栅藻
3 TMJ-S4 79.68 纤维藻 18 CC-S3 67.79 斜生栅藻
4 HC-S1 58.09 四尾栅藻 19 HY-S1 74.17 小球藻
5 HC-S2 80.19 小球藻 20 HY-S3 78.76 四尾栅藻
6 HC-S6 53.98 倾斜栅藻 21 HY-S7 67.98 凸头状栅藻
7 SF-S3 95.21 小球藻 22 MH-S3 57.98 纤维藻
8 SF-S5 78.98 单针藻 23 MH-S4 72..13 小球藻
9 SF-S9 50.98 纤维藻 24 SS-S1 89.12 单针藻
10 HCS-S1 92.45 四尾栅藻 25 SS-S2 40.57 栅藻
11 MD-S1 60.16 四尾栅藻 26 SS-S4 79.67 单针藻
12 MD-S3 72.34 绿球藻 27 SS-S6 78.67 小球藻
13 SH-S1 123.19 单针藻 28 SS-S7 82.79 单针藻
14 SH-S2 116.97 单针藻 29 FSH-S1 89.04 小球藻
15 SH-S3 65.78 栅藻 30 FSH-S2 60.98 栅藻
高的为 SS-S7 达到 381.2 mg/(L·d),但其油脂含
量却较低,由此可见,生物量产率与总脂含量并不
是正相关关系,仅用生物量产率或总脂含量一个指
标作为筛选高产油藻株的指标是比较片面的,因此,
引入总脂产率这个指标来筛选高产油藻株。总脂产
率为总脂含量与生物量产率的乘积,能够表示单位
体积单位时间的藻液的实际产油量,反映了藻细胞
的实际油脂积累速率。同一种藻种由于培养条件的
不同也会造成生物量产率和总脂含量的差异,一般
来说同一藻种在不同培养条件下生物量产率高的总
脂含量很可能会降低,因此,为了筛选藻种的基本
产油能力,藻种评价均选择了采用了适合大多数绿
藻生长的 BG11 基础培养基,同时以藻种的总脂产
率作为评价指标进行藻种筛选,从表中可以看出,
SF-S3 总脂产率最高,达到 133.9 mg/(L·d),为具
有产油潜力的藻株。
表 5 不同藻株生物量及油脂含量的比较
株号 荧光强度 总脂含量 /% 生物量 /(g·L-1) 生物量产率 /mg·(L·d)-1 总脂产量 /(g·L-1) 总脂产率 /mg·(L·d)-1
TMJ-S3 86.98 32.15 4.098 273.2 1.317 87.8
HCS-S1 92.45 36.12 5.172 344.8 1.8675 124.5
SF-S3 95.21 38.45 5.223 348.2 2.0085 133.9
SH-S1 123.19 45.61 3.744 249.6 1.707 113.8
SH-S2 116.97 39.47 3.663 244.2 1.446 96.4
SS-S1 89.12 30.17 5.478 365.2 1.6515 110.1
SS-S7 82.79 32.69 5.718 381.2 1.869 124.6
FSH-S1 89.04 35.31 5.325 355.0 1.881 125.4
2.4 高产油藻株的分子生物学鉴定
用通用引物对 SF-S3 藻株进行 18S rRNA 的 PCR
扩增,得到预期长度的扩增产物(图 2),且产物条
带单一。图 2 显示,藻株 SF-S3 的 18S rRNA PCR
扩增片段的长度均在 1 500 bp 附近,测序结果在
NCBI GenBank 数据库中进行序列同源性比对,18S
rDNA 序列相似度达到 99%,下载相关序列,利用
MEGA5.1 软件构建进化树。结果(图 3)表明,藻
株 SF-S3 与多个 Chlorella sp. 的亲缘关系最近,初步
确定该藻属于 Chlorella sp.,即小球藻属。
3 讨论
自然界中存在着大约 20 万种藻类,不同微藻之
2015,31(8) 145师文静等:东北地区产油能源微藻的筛选和鉴定
相关关系,油脂含量高的生物量不一定高。为了准
确地评价藻株的产油能力,引入总脂产率这个指标
来筛选高产油藻株。总脂产率为总脂含量与生物
量产率的乘积,能够表示单位体积单位时间的藻
液的实际产油量,反映了藻细胞的实际油脂积累
速率。通过 8 株藻株的油脂产率的比较,筛选获得
了油脂产率最高 SF-S3 藻株,油脂产率高达 133.39
mg/(L·d)。 江丽丽等[32] 筛选获得的产油藻株
凯氏拟小球藻 C. kessleri HY-6 培养结束时生物质干
重达到 1.02 g/L,总脂含量为 39.7%,总脂产率为
50.8 mg/(L·d),SF-S3 油脂产率为其的 2.6 倍。孙
漫等[33]通过采用尼罗红和油脂提取相结合的方法
筛选获得的产油量较高的琴式菱形藻在经过 Fe3+ 优
化 后 生 物 量 最 大(0.65 g/L), 油 脂 产 量 为 318.96
mg/L,本文所筛选的 SF-S3 的生物量是其的 8.4 倍,
油脂产量是其的 6.3 倍。周文俊等[34]对富油微藻金
藻 Isochrysis sp. CCMM5001 优化培养条件并采用两阶
段培养法后总脂含量和油脂产率分别高达 63.3% 和
22 mg/(L·d),本研究所筛选的 SF-S3 的油脂产率
是其的 6.1 倍。可见,藻株 SF-S3 具有较好的产油潜
力,可作为进一步研究的能源微藻。
4 结论
从东北地区水样中分离纯化出 93 种藻种,获得
了 8 种具有产油潜力的藻种,并利用自制的柱式反
应器微藻评价装置对这 8 株藻株进行了产油能力的
评价,获得了一株油脂产率达到 133.9 mg/(L·d)
的产油能源微藻。对该藻株进行了 18S rRNA 的鉴定,
确定为 Chlorella sp.。
参 考 文 献
[1]Breena L, Owende P. Biofuels from microalagae-A review of
technologies for production, processing, and extrctions of biofuels
and co-products[J]. Renew Sustain Energy Rev, 2010, 14 :557-
577.
[2]Hu Q, Sommerfeld M, Jarvis E, et al. Microalgal triacylglycerols
as feedstorks for biofuel production ::perspectives and
advances[J]. Plant J, 2008, 54 :621-639.
[3]Ma F, Hanna MA. Biodiesel production :a review[J]. Bioresource
Technol, 1999, 70 :1-15.
2000
bp
M
1500
1000
图 2 藻株 SF-S3 的 18S rRNAPCR 扩增产物
Chlorella sp. VI11 FJ946884.1
Chlorella sp. VI4 FJ946885.1
Chlorella sp. NJ-18 DQ377324.1
Micractinium sp. CCAP 248/14 FM205881.1
Chlorella sp. MDL4-1 AY197624.1
Chlorella sp. NDem 9/21 AY197628.1
Chlorella sp. SF-S3)
Micractinium sp. CCAP 211/11F FM205877.1 
Micractinium pusillum FM205875.1 6660306567
0.005
图 3 CC-B3 的 18S rDNA 序列系统发育树
间的生物量产率和油脂含量存在着明显的差异,许
多藻株是具有开发和利用价值的产油微藻。本实验
从东北地区水域种分离出 93 种微藻,选取其中 30
种生长状态好的藻种,采用尼罗红染色法对产油微
藻进行初步筛选,筛选获得的藻株的油脂含量均大
于 30%,并且藻株的油脂含量与荧光强度成正相关
关系,这与 Alonzo 和 Mayzaud[31]对浮游动物的脂
类进行染色后发现其荧光强度与脂类浓度呈线性关
系的结果类似。由于大多数藻种都有细胞壁,限制
了尼罗红进入藻细胞与脂类物质结合产生荧光,本
实验采用了采用了王海英等[26]的改进的尼罗红染
色法,用 DMSO 渗透剂对藻液进行了预处理,结果
表明该种尼罗红染色法是一种很好的初级筛选含油
藻的方法。
本研究利用实验室自制的通气培养装置对用
尼罗红染色法筛选出的 8 株产油微藻进行了通气培
养评价,通过测定生物量和油脂含量两个指标来评
价产油微藻,结果表明,生物量和油脂含量不是正
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.8146
[4]Turner JA. A realizable renewable energy future[J]. Science,
1999, 285(5427):687-689.
[5] 郑洪立 , 张齐 , 马小琛 , 等 . 产生物柴油微藻培养研究进展[J].
中国生物工程杂志 , 2009, 29(3):110-116.
[6]梅洪 , 张成武 , 李夜光 , 等 . 利用微藻生产可再生能源研究概
况[J]. 武汉植物学研究 , 2008, 26(6):650-660.
[7]Sheehan J, Dunahay T, Benemann J, et al. A look back at the US dep-
artment of energy’s aquatic species program :biodiesel from algae
[M]. US. :National Renewable Energy Laboratory, 1998 :1-64.
[8]张齐 , 郑洪立 , 唐小红 , 等 . 基于模糊综合评价的产生物柴油微
藻藻种筛选[J]. 中国生物工程杂志 , 2010, 30(5):69-75.
[9]Pedroni P, Davison J, Beckert H, et al. A proposal to establish an
international network on biofixation of CO2 and greenhouse gas
abatement with microalgae[R]. Canada :IEA Greenhouse Gas R
and D Program Executive Committee, 2002.
[10]Huang GH, Chen F, Wei D, et al. Biodiesel production by microal-
gal biotechnology[J]. Applied Energy, 2010, 87 :38-46.
[11]Rodolfi L, Chini Zittelli G, Bassi N, et al. Microalgae for oil :strain
selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation
in a low-cost photobioreactor[J]. Biotechnol Biotechnol Bioeng,
2009, 102(1):100-112.
[12]Mandotra SK, Kumar P, Suseela MR, et al. Fresh water green
microalga Scenedesmus abundans :A potential feedstock for high
quality biodiesel production[J]. Bioresource Technology, 2014,
156 :42-47.
[13]蒋霞敏 , 郑亦周 . 14 种微藻总脂含量和脂肪酸组成研究[J].
水生生物学报 , 2003, 27(3);243-247.
[14]王金娜 , 严小军 , 周成旭 , 等 . 产油微藻的筛选及中性脂动
态积累过程的检测[J]. 生物物理学报 , 2010, 26(6):472-
480.
[15]王立柱 , 温皓程 , 等 . 产油微藻的分离、筛选及自养培养氮源、
碳源的优化[J]. 微生物学通报 , 2010, 37(3):336-341.
[16]张秋会 , 马莺 . 工业化生产 EPA 和 DHA 藻株的选育[J]. 中
国油脂 , 2004, 29(6):30-32.
[17]张秋会 , 马莺 . 气相色谱法测定海洋微藻中二十碳五烯酸和
二十二碳六烯酸[J]. 色谱 , 2004, 22(6):662.
[18]易翠平 , 杨明毅 . 三种绿藻总脂肪和脂肪酸的测定[J]. 食品
与机械 , 2001(2):36.
[19]俞建江 , 李荷芳 , 周汉秋 . 10 种海洋微藻总脂、中性脂和极
性脂的脂肪酸组成[J]. 水生生物学报 , 1999, 23(5):481-
488.
[20]卢丽娜 , 孙利芹 , 王长海 , 等 . 32 株海洋微藻总脂含量及其脂
肪酸组成的研究[J]. 中国油脂 , 2009, 34(11):68-73.
[21]缪晓玲 , 吴庆余 . 藻类异养转化制备生物油燃料技术[J]. 可
再生能源 , 2004(4):41-44.
[22]Miyamoto K. Renewable biological systems for alternative sustaina-
ble energy production[R]. US :FAO Agricultural Services
Bulletin, 1997 :135.
[23]Rodolfi L, Zittelliv CG, et al. Microalgae for oil :strain selection,
induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low-
cost photobioreactor[J]. Biotechnol Bioeng, 2009, 102(1):
100-112.
[24]李涛 , 李爱芬 , 桑敏 , 等 . 富油能源微藻的筛选及产油性能的
评价[J]. 中国生物工程杂志 , 2011, 31(4):98-105.
[25]Richmond A. Handbook of microalgal culture :Biotechnology and
applied phycology[M]. UK :Blackwell, 2004.
[26]王海英 , 符茹 , 黄宝祥 . 基于尼罗红荧光染色的小球藻脂质快
速检测方法研究[J]. 中国油脂 , 2012, 37(3):78-81.
[27]张桂艳 , 温小斌 , 梁芳 , 等 . 重要理化因子对小球藻(Chlorella)
生长和油脂产量的影响[J]. 生态学报 , 2011, 31(8):2076-
2085
[28]黄建忠 , 江贤章 . DHA 高产菌 Schizochytrium sp. FJU-512 的分
离及其 18S rRNA 基因序列比较分析[J]. 应用与环境生物学
报 , 2005, 11(2):202-207.
[29]王金娜 , 严小军 , 周成旭 , 等 . 产油微藻的筛选及中性脂动
态积累过程的检测[J]. 生物物理学报 , 2010, 26(6):472-
480.
[30]万文文 , 岳燕燕 , 梁科鹏 . 两株地下海水微藻的分子鉴定及其
油脂分析[J]. 海洋环境科学 , 2013, 32(3):440-443.
[31]Alonzo F, Mayzaud P. Spectrofluorometric quantification of neutral
and polar lipids in zooplankton using Nile red[J]. Marine
Chemistry, 1999, 67(3-4):289-301.
[32]江丽丽 , 温小斌 , 耿亚红 , 等 . 一株产油微藻的筛选和分子鉴
定[J]. 水生生物学报 , 2013, 37(4):606-612.
[33]孙漫 , 聂娟 , 袁维道 , 等 . 产油脂海洋微藻的筛选、鉴定及
Fe3+ 对其生长和油脂积累的影响[J]. 微生物油脂 , 2012, 37
(12):70-73.
[34]周文俊 , 郑立 , 韩笑天 , 等 . 基于尼罗红染色分析金藻总脂动
态积累[J]. 水生生物学报 , 2014, 38(2):312-319.
(责任编辑 李楠)