硫素营养水平对产油尖状栅藻光合生理及生化组成的影响

EFFECTS OF SULFUR CONCENTRATION ON THE PHOTOSYNTHETIC PHYSIOLOGY AND BIOCHEMICAL COMPOSITION OF SCENEDESMUS ACUMINATUS

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摘要以产油尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为实验材料,在持续300μmol photons/(m2·s)光照条件下,选用3种不同初始Na2SO4浓度(2.0S、1.0S对照、0.25S)的改良BG-11培养基,在Φ3.0 cm×60 cm光生物反应器中进行通气培养,研究分析硫素营养水平与尖状栅藻产油过程光合生理和生化组成的关系.实验结果表明,初始硫素浓度对尖状栅藻生长有显著的影响(P<0.05),Na2SO4初始浓度为2.0S实验组的生物量最高,为7.47 g/L,显著高于1.0S组(6.43 g/L)和0.25S组(4.17 g/L)(P<0.05),说明加富硫素营养可促进藻细胞的生长.尖状栅藻细胞的叶绿素a、b以及总类胡萝卜素含量变化均与培养基中初始硫素营养水平呈正相关.在培养初期低硫营养有利于藻细胞快速积累碳水化合物,0.25S实验组碳水化合物含量最高,占干重的44.37%,比1.0S和2.0S组分别高出14.43%和13.78%,培养后期总碳水化合物和蛋白含量均发生不同程度的降低,转向大量累积油脂,0.25S实验组的总脂含量最高,达55.15%DW,显著高于1.0S和2.0S组(P<0.05).藻细胞的光合放氧速率、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转换效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)均与培养液的初始硫素浓度呈正相关,在整个培养周期中呈先上升后下降的趋势.77 K低温荧光显示,尖状栅藻在培养初期2个光系统之间存在光能调配现象.上述结果说明,尖状栅藻细胞的生长、油脂积累和光合生理状况与硫素营养水平直接相关.

作者王倩雅 ^[1] 张莹 ^[1] 李爱芬 ^[1] 张成武 ^[1] 学术成果认领

作者单位暨南大学水生生物研究中心,广州,510632 ^[1]

关键词尖状栅藻硫素营养油脂积累光合生理参数 Scenedesmus acuminatus Sulfur Concentration Lipid accumulation Photosynthetic physiological parameter

主题词硫堇类(Thionins)细胞(Cells)生长(Growth)碳水化合物(Carbohydrates)效率(Efficiency)

分类号 Q948.8

DOI 10.7541/2017.113

发布时间 2017-07-11

基金项目

国家自然科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金(21614101)资助[National Natural Science Foundation of China Fundamental Research Funds for the Central Universities (21614101)]