一種提高微藻油脂含量的誘變方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種提高微藻油脂含量的誘變方法。本發(fā)明是通過(guò)藻類(lèi)為生物柴油生產(chǎn)提供原料過(guò)程中，通過(guò)誘變提高油脂產(chǎn)率的一種新方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程證實(shí)：在一定條件下，即小球藻生長(zhǎng)溫度28℃，達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后，將培養(yǎng)液進(jìn)行照射，中子源，能量2.45Mev,照射時(shí)間125min，根據(jù)照射距離不同，獲得不同輻照劑量，共有如下實(shí)驗(yàn)組：0號(hào)---空白組；1號(hào)---8.14×109n/cm2；2號(hào)---5.64×108n/cm2；3號(hào)---1.53×108n/cm2；4號(hào)---9.42×107n/cm2，將照射后的藻液繼續(xù)培養(yǎng)28天得到最大油脂含量，2號(hào)實(shí)驗(yàn)組及4號(hào)實(shí)驗(yàn)組的油脂含量分別較對(duì)照提高39.72%，29.48%，其中，2號(hào)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)中具有很好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高微藻油脂含量的誘變方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高微藻油脂含量的誘變方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，石油大量消耗導(dǎo)致能源短缺、環(huán)境惡化，各國(guó)都開(kāi)始傾力開(kāi)展生物柴油的研制和生產(chǎn)。藻類(lèi)因其光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、生物產(chǎn)量高的特點(diǎn)，成為備受關(guān)注的制備材料。很多實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為它是未來(lái)唯一能滿足全球運(yùn)輸燃料需求的可再生資源。微藻油脂由藻細(xì)胞利用碳水化合物等有機(jī)物經(jīng)復(fù)雜的催化反應(yīng)合成，主要由甘油和脂肪酸組成，在可生物降解、無(wú)毒的再生能源中頗具潛力。
[0003]為提高藻細(xì)胞脂肪酸含量，20世紀(jì)90代開(kāi)始利用轉(zhuǎn)基因硅藻生產(chǎn)油脂制備生物柴油的研究，然而，與大量轉(zhuǎn)基因的細(xì)菌、酵母菌和高等植物相比，只有幾種微藻成功地進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)化。近幾年，清華大學(xué)，中科院水生所、能源所，暨南大學(xué)，浙江大學(xué)等國(guó)內(nèi)多所高?？蒲袡C(jī)構(gòu)在此方面的研究為微藻產(chǎn)油作出了重要貢獻(xiàn)，主要采用細(xì)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(chǎn)油率。美國(guó)可再生資源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(NREL)的硅藻類(lèi)“工程小環(huán)藻”完成一個(gè)批次的細(xì)胞工程周期需要7天左右，且由于異養(yǎng)轉(zhuǎn)化和培養(yǎng)需要消耗大量的有機(jī)碳源葡萄糖，使成本一直較高，使生物柴油生產(chǎn)需3000美元/t，因此，低成本的誘變方法及相應(yīng)能量轉(zhuǎn)化模式是微藻油脂在未來(lái)切實(shí)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。
[0004]結(jié)合微藻超強(qiáng)的適應(yīng)性、變異性和輻射方式的高誘變性，通過(guò)輻射調(diào)整代謝促進(jìn)脂肪酸合成及油脂轉(zhuǎn)化，縮減復(fù)雜代謝過(guò)程及緩慢生長(zhǎng)周期，以期對(duì)用便捷的方法批量藻液在短時(shí)間內(nèi)完成誘變，達(dá)到加速藻細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中油脂產(chǎn)生及積累，提高油脂產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種提高微藻油脂含量的誘變方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種提高微藻油脂含量的誘變方法，其特征在于該方法的具體步驟為:將微藻在BG-1l培養(yǎng)基中，pH=7.1，溫度27~29 °C條件下，光照時(shí)間16小時(shí)/天，光照強(qiáng)度為IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，即藻細(xì)胞數(shù)量達(dá)到IO6個(gè)/ml，在無(wú)菌條件下，對(duì)該微藻進(jìn)行輻照，至微藻的油脂含量及生物量達(dá)到最佳值；所用的中子能量為2.45Mev,中子照射時(shí)間125min ;輻射劑量為(1-10) X108n/cm2。 [0007]根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高微藻油脂含量的誘變方法，其特征在于所述的微藻有:小球藻或鹽生杜氏藻。本發(fā)明方法采用中子高壓倍加器(上海大學(xué)射線應(yīng)用研究所)，對(duì)藻液進(jìn)行輻射誘變提高油脂含量，其操作便捷，控制參數(shù)清晰，在微藻生物資源化中具有相當(dāng)切實(shí)可行且高效的應(yīng)用潛力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0008]圖1為本發(fā)明中不同劑量中子輻射后藻液的生物量變化。
[0009]圖2為本發(fā)明中不同劑量中子輻射后藻液的油脂濃度變化。
[0010]圖3為本發(fā)明中不同劑量中子輻射后藻液的油脂總量變化。
【具體實(shí)施方式】
[0011]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述如下:(利用如圖1的接觸式紫外降解反應(yīng)器):
a、實(shí)驗(yàn)所采用藻種為小球藻1298號(hào)標(biāo)準(zhǔn)藻種，購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所。采用BG-1l培養(yǎng)基，pH=7.1，溫度28±1° C，光照時(shí)間16h/d，光照強(qiáng)度IOOymol.m-2.s-Ι，光源為白熾燈，每天定時(shí)搖瓶3次，并隨機(jī)擺放培養(yǎng)瓶的位置以減小誤差。
[0012]b、待小球藻細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，取5mL指數(shù)生長(zhǎng)期的小球藻放入無(wú)菌密封袋中，采用中子高壓倍加器(上海大學(xué)射線應(yīng)用研究所)，對(duì)小球藻進(jìn)行不同距離上的輻照，中子能量2.45Mev，中子照射時(shí)間125min。
[0013]C、設(shè)定不同照射距離，以獲得不同輻照劑量。分別設(shè)置如下不同輻射劑量的實(shí)驗(yàn)條件組:0 號(hào)---空白組；I 號(hào)---8.14X 1Vcm2 ；2 號(hào)5.64X 108n/cm2 ；3號(hào)一1.53 X 108n/cm2 ；4 號(hào)一9.42X 107n/cm2。
[0014]d、照射后立即進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。并于不同生長(zhǎng)時(shí)期取樣測(cè)定油脂含量及生物量，以確定達(dá)到最佳油脂產(chǎn)率的培養(yǎng)時(shí)間為28天，最佳輻照距離及輻照劑量為2號(hào)5.64X 108n/cm2，其次為 4 號(hào)9.42X 107n/cm2。
[0015]對(duì)實(shí)施例中的試驗(yàn)過(guò)程或處理過(guò)程的分析和評(píng)價(jià):
以O(shè)號(hào)空白組對(duì)對(duì)照，在第28天，2號(hào)達(dá)到最大生物量1.926g/L，在第34天，4號(hào)達(dá)到最大生物量2.031g/L，而I號(hào)的生物量在第36天，達(dá)到最大生物量2.011g/L。
[0016]藻細(xì)胞油脂含量:2號(hào)實(shí)驗(yàn)組從11.88%最高達(dá)到16.93%。4號(hào)實(shí)驗(yàn)組從11.74%增加到15.61%。培養(yǎng)至第28天。與對(duì)照組O號(hào)相比，1、2、4號(hào)的油脂含量分別提高了 17.12%，39.34%, 28.48%?？傆椭瑵舛扰囵B(yǎng)至第28天，1、2、4號(hào)的總油脂濃度分別提高了 16.11%，39.72%，29.48%。至實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)末期，1、2、4號(hào)的油脂產(chǎn)率分別提高了 19.42%，61.87%，45.32%。得出，2號(hào)5.64X IOVcm2為小球藻最佳輻射方式，并在28天獲得最大油脂產(chǎn)量。
[0017]本發(fā)明方法其結(jié)果表明:0號(hào)空白組，在第39天，其生物量達(dá)到最大，為2.015g/L。在第28天，2號(hào)達(dá)到最大生物量1.926g/L，在第34天，4號(hào)達(dá)到最大生物量2.031g/L,而I號(hào)的生物量在第36天，達(dá)到最大生物量2.011g/L。
[0018]藻細(xì)胞油脂含量:對(duì)照組O號(hào)從15.35 %降低到 12.15%，最終增加到16.02%； I號(hào)實(shí)驗(yàn)組從13.19 %降低到 11.32%，最終增加到17.08% ；2號(hào)實(shí)驗(yàn)組從11.88%降低到11.69%，最高達(dá)到16.93%。4號(hào)實(shí)驗(yàn)組從11.74%增加到15.61%。培養(yǎng)至第28天，與對(duì)照組O號(hào)相比，1、2、4號(hào)的油脂含量分別提高了 17.12%，39.34%，28.48%?？傆椭瑵舛鹊淖兓鐖D3所示，與油脂含量的變化趨勢(shì)是相似的，培養(yǎng)至第28天，1、2、4號(hào)的總油脂濃度分別提高了 16.11%，39.72%，29.48%。至實(shí)驗(yàn)最，與對(duì)照組相比，1、2、4號(hào)的油脂產(chǎn)率分別提高了19.42%, 61.87%, 45.32%。
[0019]采用其他的微藻，比如鹽生杜氏藻，可以達(dá)到同樣的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種提高微藻油脂含量的誘變方法，其特征在于該方法的具體步驟為:將微藻在BG-1l培養(yǎng)基中，pH=7.1，溫度27~29°C條件下，光照時(shí)間16小時(shí)/天，光照強(qiáng)度為IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，即藻細(xì)胞數(shù)量達(dá)到IO6個(gè)/ml，在無(wú)菌條件下，對(duì)該微藻進(jìn)行輻照，至微藻的油脂含量及生物量達(dá)到最佳值；所用的中子能量為2.45Mev,中子照射時(shí)間125min ;輻射劑量為(1-10) X108n/cm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高微藻油脂含量的誘變方法，其特征在于所述的微藻有:小球藻或鹽生杜氏藻。
【文檔編號(hào)】C12R1/89GK103993000SQ201410187518
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】劉書(shū)宇, 敖細(xì)勇, 趙月平 申請(qǐng)人:上海大學(xué)