一种提高微藻油脂含量的诱变方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高微藻油脂含量的诱变方法。本发明是通过藻类为生物柴油生产提供原料过程中，通过诱变提高油脂产率的一种新方法。实验过程证实：在一定条件下，即小球藻生长温度28℃，达到对数生长期后，将培养液进行照射，中子源，能量2.45Mev,照射时间125min，根据照射距离不同，获得不同辐照剂量，共有如下实验组：0号-空白组；1号-8.14×109n/cm2；2号-5.64×108n/cm2；3号-1.53×108n/cm2；4号-9.42×107n/cm2，将照射后的藻液继续培养28天得到最大油脂含量，2号实验组及4号实验组的油脂含量分别较对照提高39.72%，29.48%，其中，2号实验组的油脂总量为0.3261g/L，可作为微藻辐射诱变的参考剂量，在微生物柴油生产中具有很好的应用前景。
【专利说明】一种提高微藻油脂含量的诱变方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高微藻油脂含量的诱变方法。
【背景技术】
[0002]世界经济快速发展，石油大量消耗导致能源短缺、环境恶化，各国都开始倾力开展生物柴油的研制和生产。藻类因其光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高的特点，成为备受关注的制备材料。很多实验室认为它是未来唯一能满足全球运输燃料需求的可再生资源。微藻油脂由藻细胞利用碳水化合物等有机物经复杂的催化反应合成，主要由甘油和脂肪酸组成，在可生物降解、无毒的再生能源中颇具潜力。
[0003]为提高藻细胞脂肪酸含量，20世纪90代开始利用转基因硅藻生产油脂制备生物柴油的研究，然而，与大量转基因的细菌、酵母菌和高等植物相比，只有几种微藻成功地进行了基因转化。近几年，清华大学，中科院水生所、能源所，暨南大学，浙江大学等国内多所高校科研机构在此方面的研究为微藻产油作出了重要贡献，主要采用细胞工程方法在特定条件下一定程度的提高了部分藻种的产油率。美国可再生资源国家实验室(NREL )的硅藻类“工程小环藻”完成一个批次的细胞工程周期需要7天左右，且由于异养转化和培养需要消耗大量的有机碳源葡萄糖，使成本一直较高，使生物柴油生产需3000美元/t，因此，低成本的诱变方法及相应能量转化模式是微藻油脂在未来切实应用的重要环节。
[0004]结合微藻超强的适应性、变异性和辐射方式的高诱变性，通过辐射调整代谢促进脂肪酸合成及油脂转化，缩减复杂代谢过程及缓慢生长周期，以期对用便捷的方法批量藻液在短时间内完成诱变 ，达到加速藻细胞生长过程中油脂产生及积累，提高油脂产量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种提高微藻油脂含量的诱变方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种提高微藻油脂含量的诱变方法，其特征在于该方法的具体步骤为:将微藻在BG-1l培养基中，pH=7.1，温度27~29°C条件下，光照时间16小时/天，光照强度为IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻进入对数生长期，即藻细胞数量达到IO6个/ml，在无菌条件下，对该微藻进行辐照，至微藻的油脂含量及生物量达到最佳值；所用的中子能量为2.45Mev,中子照射时间125min ;辐射剂量为(I~10) X108n/cm2。
[0007]上述的微藻有:小球藻或盐生杜氏藻。
[0008]本发明方法采用中子高压倍加器(上海大学射线应用研究所)，对藻液进行辐射诱变提高油脂含量，其操作便捷，控制参数清晰，在微藻生物资源化中具有相当切实可行且高效的应用潜力。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1为本发明中不同剂量中子辐射后藻液的生物量变化。
[0010]图2为本发明中不同剂量中子辐射后藻液的油脂浓度变化。
[0011]图3为本发明中不同剂量中子辐射后藻液的油脂总量变化。
【具体实施方式】
[0012]现将本发明的具体实施例叙述如下:(利用如图1的接触式紫外降解反应器):
a、实验所采用藻种为小球藻1298号标准藻种，购自中国科学院水生生物研究所。采用BG-1l培养基，pH=7.1，温度28±1° C，光照时间16h/d，光照强度IOOymol.m-2.s-Ι，光源为白炽灯，每天定时摇瓶3次，并随机摆放培养瓶的位置以减小误差。
[0013]b、待小球藻细胞进入对数生长期，取5mL指数生长期的小球藻放入无菌密封袋中，采用中子高压倍加器(上海大学射线应用研究所)，对小球藻进行不同距离上的辐照，中子能量2.45Mev，中子照射时间125min。
[0014]C、设定不同照射距离，以获得不同辐照剂量。分别设置如下不同辐射剂量的实验条件组:0 号---空白组；I 号---8.14X 1Vcm2 ；2 号5.64X 108n/cm2 ；3号一1.53 X 108n/cm2 ；4 号一9.42X 107n/cm2。
[0015]d、照射后立即进行扩大培养。并于不同生长时期取样测定油脂含量及生物量，以确定达到最佳油脂产率的培养时间为28天，最佳辐照距离及辐照剂量为2号5.64X 108n/cm2，其次为 4 号9.42X 107n/cm2。
[0016]对实施例中的试验过程或处理过程的分析和评价:
以O号空白组对对照，在第28天，2号达到最大生物量1.926g/L，在第34天，4号达到最大生物量2.031g/L，而I号的生物量在第36天，达到最大生物量2.011g/L。
[0017]藻细胞油脂含量:2号实验组从11.88%最高达到16.93%。4号实验组从11.74%增加到15.61%。培养至第28天。与对照组O号相比，1、2、4号的油脂含量分别提高了 17.12%，39.34%, 28.48%。总油脂浓度培养至第28天，1、2、4号的总油脂浓度分别提高了 16.11%，39.72%，29.48%。至实验培养末期，1、2、4号的油脂产率分别提高了 19.42%，61.87%，45.32%。得出，2号5.64X IOVcm2为小球藻最佳辐射方式，并在28天获得最大油脂产量。
[0018]本发明方法其结果表明:0号空白组，在第39天，其生物量达到最大，为2.015g/L。在第28天，2号达到最大生物量1.926g/L，在第34天，4号达到最大生物量2.031g/L,而I号的生物量在第36天，达到最大生物量2.011g/L。
[0019]藻细胞油脂含量:对照组O号从15.35 %降低到12.15%，最终增加到16.02% ；I号实验组从13.19 %降低到11.32%，最终增加到17.08% ；2号实验组从11.88%降低到
11.69%，最高达到16.93%。4号实验组从11.74%增加到15.61%。培养至第28天，与对照组O号相比，1、2、4号的油脂含量分别提高了 17.12%，39.34%, 28.48%。总油脂浓度的变化如图3所示，与油脂含量的变化趋势是相似的，培养至第28天，1、2、4号的总油脂浓度分别提高了 16.11%，39.72%, 29.48%。至实验最，与对照组相比，1、2、4号的油脂产率分别提高了19.42%, 61.87%, 45.32%。
[0020]采用其他的微藻，比如盐生杜氏藻，可以达到同样的效果。
【权利要求】
1.一种提高微藻油脂含量的诱变方法，其特征在于该方法的具体步骤为:将微藻在BG-1l培养基中，pH=7.1，温度27~29°C条件下，光照时间16小时/天，光照强度为IOOymol *m-2.s—1 ;待微藻进入对数生长期，即藻细胞数量达到IO6个/ml，在无菌条件下，对该微藻进行辐照，至微藻的油脂含量及生物量达到最佳值；所用的中子能量为2.45Mev,中子照射时间125min ;辐射剂量为(I~10) X108n/cm2。
2.根据权利要求1所述的提高微藻油脂含量的诱变方法，其特征在于所述的微藻有:小球藻或盐生杜氏藻。
【文档编号】C12R1/89GK103952394SQ201410162159
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】刘书宇, 敖细勇, 赵月平 申请人:上海大学