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为探寻诱导微藻高油脂含量兼顾高生物量,同时从多种活性物质联产的角度有效降低其规模化应用成本的高效策略,本研究以模式微藻莱茵衣藻作为实验藻株,通过分析测定不同碳氮水平、温度、光照和植物激素等条件下藻细胞生物量、油脂、脂肪酸、胞内可溶性糖和蛋白等指标的变化动态,系统地探究了培养条件对莱茵衣藻生长、油脂积累及生化组成的影响。研究结果如下:通过分析不同碳水平条件下莱茵衣藻的总脂、可溶性糖和蛋白等指标的变化规律发现,以外源补充乙酸钠方式单独提高培养基碳水平可显著提高莱茵衣藻的生物量、油脂产率和胞内可溶性糖含量。在6 g/L乙酸钠添加量条件下,生物量及油脂产率最高,分别可达2.17g/L和99.53 mg/L/d,分别比对照高1.50倍和1.53倍;在此条件下,胞内可溶性糖含量可达68.09 mg/g,比对照高25.36%;但不能提高总脂和胞内可溶性蛋白含量;乙酸钠的添加量超过4 g/L会显著改变莱茵衣藻各脂肪酸组分的含量,单不饱和脂肪酸比例显著增加,多不饱和脂肪酸水平显著降低。通过分析不同碳氮水平条件下莱茵衣藻产油及生化组成的影响发现,适当降低氮水平同时补充适量乙酸钠可有效提高生物量和油脂的含量,同时还可显著提高胞内可溶性糖的含量;最高生物量和油脂含量分别在4C+3/4N和4C+1/4N处理下获得,分别为1.87 g/L和34.74%;响应面优化结果表明,在乙酸钠和氯化铵浓度分别为4.12 g/L和0.20 g/L时可最大限度兼顾生物量和油脂的积累,在优化后的条件下莱茵衣藻的生物量、油脂含量和油脂产率分别可达1.68 g/L、32.14%和108.21 mg/L/d,比优化前提高了93.10%、36.77%和1.75倍,同时胞内可溶性糖含量也提高了87.87%。在明确最佳碳氮水平的基础上,通过进一步分析不同温度和光强对莱茵衣藻产油及生化组成的影响发现,适当提高培养温度及光强可显著提高莱茵衣藻的生物量及油脂含量。当培养温度为30℃、光照强度为150μE/m~2/s时,莱茵衣藻生物量、油脂含量和油脂产率可达1.83 g/L、36.25%和130.73 mg/L/d,分别比常规条件培养高1.12倍、54.23%和2.32倍。在此条件下,胞内可溶性糖可达74.13 mg/g,比常规条件高36.49%;但不能提高胞内可溶性蛋白含量。通过分析昼夜温差和光照周期对莱茵衣藻油脂积累及生化组成的影响发现,莱茵衣藻生物量和油脂含量随夜间温度的降低成明显下降的趋势,但适当降低夜间温度可显著提高胞内糖/蛋白以及多不饱和脂肪酸的含量;延长光照时间可进一步提高莱茵衣藻的生物量和油脂含量,光照周期为24:0时,生物量、油脂含量和油脂产率最高,可达1.92 g/L、41.10%和157.54 mg/L/d,分别比常规条件培养高1.21倍、74.87%和3.01倍,在此条件下胞内可溶性糖含量为79.72 mg/g,比常规条件高46.77%,但胞内可溶性蛋白含量明显低于常规条件。在明确最佳温度、光照条件的基础上,通过进一步分析外源补充不同浓度吲哚乙酸、萘乙酸、激动素和分裂素对莱茵衣藻产油及生化组成的影响发现,吲哚乙酸添加量超过2.0mg/L会明显抑制莱茵衣藻的生长和油脂的合成,生物量和油脂含量显著降低,但可显著提高胞内可溶性糖和蛋白的含量;外源添加0-10 mg/L萘乙酸、激动素和分裂素三种植物激素对莱茵衣藻生物量和油脂含量作用效果不明显。综上可知,适当提高培养基碳营养同时降低50%左右的氮浓度,同时在30℃、150μE/m~2/s和24 h光照条件下培养莱茵衣藻可实现油脂和生物量的同步提高,且可获得较高的胞内可溶性糖含量。这说明通过优化培养条件可有效兼顾莱茵衣藻生物量和油脂的累积,同时有望实现油脂、可溶性糖等多种活性物质联产。该论文有图20幅,表13个,参考文献141篇。