专利名称：用兼养和富氮-缺氮两阶段培养策略提高产油微藻生物量和油脂累积的方法
技术领域：
采用兼养和富氮-缺氮两阶段培养策略提高产油微藻5 dimorphus生物量和油脂累积的方法，通过往BGll培养基中添加有机碳源葡萄糖可以提高微藻的生物量，同时在微藻达到稳定期后提供氮缺陷条件，可以有效提高微藻的总脂含量。属于微藻生物能源技术领域。
背景技术：
微藻是水生植物的一种，主要以光为能源，以二氧化碳为碳源进行光合作用来积累有机物质。目前微藻的培养方式主要为光合自养培养，这是由其本身的特性所决定的。然而，由于自养培养细胞密度低，采收成本高，限制了微藻作为生物柴油之原料。而采用适当添加有机碳源进行兼养培养近年来成为国内外藻类生物学领域关注的热点问题。兼养培养具有可以直接利用现有的发酵设备、提高生物量和活性物质的产量等优越性，有利于提高微藻生物量和胞内活性物质产量。但迄今为止，能够进行兼养和异养生长的微藻物种有限， 并且制约微藻兼养和异养生长的机理尚不清楚。另外，培养液的营养成分特别是一些必需营养盐氮、磷、硅等对微藻油脂的含量及组成有较大影响。普遍认为，氮缺陷可以促进产油微藻油脂的累积，其原因可能为氮源充足时，细胞生长旺盛，蛋白质、脂类和核酸等生物活性物质均正常合成，因此所得脂肪酸含量较低。但氮源缺乏时，蛋白质和核酸等含氮化合物的合成受到限制，而含氮元素较少的贮存脂类和绝大多数膜质仍能继续合成，因此在细胞干重中的百分含量增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高微藻生物量和油脂累积的方法，通过添加有机碳源葡萄糖提高微藻生物量和提供富氮-缺氮条件促进油脂积累，得到一种促进微藻生物量和油脂含量同时得到提高的两阶段培养策略，促进微藻产生物柴油产业化。本发明的技术方案一种提高产油微藻5 JiMW7Am生物量和油脂累积的方法，采用兼养和富氮-缺氮两阶段培养策略，首先将微藻5 dimorphus, KScenedesmus. 必^ 77力狀)，已在[安徽农业科学]2008，36 (23)公开，接种到添加了 1.2 5. 4 g/L葡萄糖的BGll培养基中，初始pH为7，温度25°C，光照66001uX，无机氮源NaNO3的浓度为 1. 5g/L，通气培养至稳定期，然后将藻液离心浓缩，接种到NaNO3的浓度为0. 3g/L的缺氮培养基中，继续培养至稳定。培养时间为14 16(1。采用BGll培养基的组成是，NaNO3 :1. 5g/L, K2HPO4 · 3H20 :0. 04g/L, MgSO4 · 7H20 :0. 075g/L, CaCl2 · 2H20 :0. 036g/L,柠檬酸:0. 006g/ L,柠檬酸铁铵0. 006g/L，EDTA :0. OOlg/L, Na2CO3 :0. 02g/L, A5溶液 ImL ；微量元素溶液 A5 的组成是，H3BO3 2. 86g/L, MnCl2 · 4H20 :1. 81g/L, ZnSO4 · 7H20 :0. 222g/L, CuSO4 · 5H20 0. 079g/L, Co (NO3)2 · 6H20 :0. 0494g/L, NaMoO4 · 2H20 :0. 390g/L。BGll培养基中添加的葡萄糖浓度为5. 4 g/L时，微藻生物量最大可达到4. 5g/L ；缺氮阶段微藻总脂含量最大可达到29. 62%。本发明的有益效果本发明采用兼养和富氮-缺氮两阶段培养策略，极大促进了产油微藻5 祐M生物量和油脂的累积。这一培养策略为微藻的高密度培养和产业化应用提供了一种可行的途径，对利用微藻规模化产生物能源具有重要的意义。
图1三种培养条件下微藻S. dimorphus的生长曲线。图2三种培养条件下微藻5 dimorphus的生长量。
具体实施例方式实施例1
在兼养条件下培养产油微藻5 祐皿，藻种来自中山大学生命科学学院国家级生物学实验教学中心。实验条件下用鼓泡柱状反应器进行试验，反应器有效体积为1. 5L，取适量藻种接种到添加了葡萄糖的BGll灭菌培养基中，初始接种量为0. 05g/L，pH为7. 0，温度为25 士 1°C，光照为6600 lux，无机氮源妝而3的浓度为1.5g/L，通气为1 L/min空气光暗周期比为14 10，葡萄糖的添加浓度分别为1.2g/L、5.4g/L。微藻生长至稳定期后将藻液离心浓缩，接种到NaNO3的浓度为0. 3g/L的缺氮培养基中，培养14 16(1。葡萄糖的添加浓度为5. 4g/L时，微藻生物量最大达到4. 5 g/L，缺氮阶段微藻总脂含量最大可达到29. 62%。表1三种培养条件下微藻S. dimorphus的总脂含量
权利要求
1.一种提高产油微藻5 dimorphus生物量和油脂累积的方法，其特征在于采用兼养和富氮-缺氮两阶段培养策略，首先将微藻5 JiMW7^M接种到添加了 1.2 5.4 g/L葡萄糖的BGl 1培养基中，初始pH为7，温度25°C，光照66001ux，无机氮源NaNO3的浓度为1. 5g/ L，通气培养至稳定期，然后将藻液离心浓缩，接种到NaNO3的浓度为0. 3g/L的缺氮培养基中，继续培养至稳定，培养时间为Ified ；BGll 培养基为=NaNO3 1. 5g/L, K2HPO4 · 3H20 :0. 04g/L, MgSO4 · 7H20 :0. 075g/L, CaCl2 ‘ 2H20 :0. 036g/L,柠檬酸0. 006g/L，柠檬酸铁铵0. 006g/L，EDTA :0. 001 g/ L，Na2CO3 :0. 02g/L, A5溶液lmL/L，用去离子水定容；其中微量元素溶液A5的组成是， H3BO3 2. 86g/L, MnCl2 · 4H20 :1. 81g/L, ZnSO4 · 7H20 :0. 222g/L, CuSO4 · 5H20 :0. 079g/L, Co (NO3)2 · 6H20 :0. 0494g/L, NaMoO4 · 2H20 :0. 390g/L ；所述缺氮培养基为NaNO3的浓度为0. 3g/L，其余组份同BGll培养基。
2.根据权利要求1所述的提高产油微藻5dimorphus生物量和油脂累积的方法，其特征在于BGll培养基中添加的葡萄糖浓度为5. 4 g/L时，微藻生物量达到4. 5g/L。
3.根据权利要求1所述的提高产油微藻5dimorphus生物量和油脂累积的方法，其特征在于通过富氮-缺氮培养，使微藻总脂含量达到29. 62%。
全文摘要
一种采用兼养和缺氮两阶段培养策略提高产油微藻Scenedesmusdimorphus生物量和油脂累积的方法，属于微藻生物能源技术领域。本发明向自养培养基中添加一定浓度的有机碳源葡萄糖，和作为自养碳源的CO2进行兼养培养。同时在富氮条件下，将微藻高密度培养到稳定期后，将藻液转接到缺氮培养基中继续培养。当葡萄糖浓度为1.2~5.4g/L，初始pH为7，培养时间为14~16d时，微藻的生物量最高可达4.5g/L，是自养条件下生物量的2.57倍；缺氮条件下，微藻的总脂含量最高达到29.62%，是富氮阶段的1.6倍。通过添加有机碳源和提供氮缺陷条件进行两阶段培养，可以有效提高微藻的生物量，促进油脂累积，对利用微藻规模化产生物能源的研究具有重要的意义。
文档编号C12N1/12GK102268377SQ201110192159
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者刘和, 张丽娟, 张姗姗, 符波, 范金凤 申请人:江南大学