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一株耐盐硅藻杯状藻的生长和生化组成分析
日期: 2022-03-13     查看次数: 375

硅藻作为天然水体中的重要初级生产者,是鱼、虾、蟹、贝类等水产品的重要饵料,同时因其富含蛋白质、多不饱和脂肪酸、类胡萝卜素(如岩藻黄素)及其他生物活性物质也被广泛应用于食品和保健品等。
大量研究表明,在潮间带、江河入海口及盐田中,盐度是影响藻类生长的主要因素之一,并且影响胞内理化成分的合成和积累。野外和室内试验研究均显示盐度明显影响硅藻生长、硅藻外壳形态、细胞大小、光合作用和初级生产力、氧化胁迫响应以及蛋白、碳水化合物和脂质含量等。在利用滩涂或盐碱地等进行微藻开放式规模化海(盐)水培养时,由于培养基的补充和蒸发造成培养基盐度的大幅波动,是导致微藻生物量下降和培养困难的重要因素,会造成培养成本上升。
因此,筛选出一株在较宽盐度范围内生长良好且生化组成相对稳定的耐盐藻株将有助于降低培养基盐度变化带来的不利影响。
      杯状藻属 (Craticula) 是一类壳体对称的双壳缝硅藻,其壳体常呈披针形或椭圆披针形、两端呈喙状或头状,隶属于硅藻纲、舟形藻目、辐节藻科,广泛分布于各种生境,常见于酸性、碱性、(高) 盐、(超)富营养化等水体,在碱性、微咸和温暖的水体中具有较高的多样性,甚至在南极地区也有发现。

国家水生生物种质资源库淡水藻种库研究人员前期从国内不同的淡水、咸水和海洋环境中分离了多株硅藻,初步筛选出一株从国内盐湖中分离的盐度适应性广、生长较快、营养丰富、具有作为新资源开发潜力的杯状藻 (Craticula sp.)。藻种编号为FACHB-2450 。
       

图 1 光镜 (a) 和扫描电镜 (b)下杯状藻藻株 FACHB-2450 的显微照片 (标尺:5 μm)


      通过分析不同 NaCl 含量条件对杯状藻细胞生长、光合参数、多糖、可溶性蛋白、总脂以及脂肪酸组成的影响,总结不同 NaCl 含量条件下其生理生化变化特性,为该藻株的筛选评价和开发利用提供依据,同时也有助于理解硅藻对盐胁迫的生理响应以及盐度变化的适应特性,相关研究结果如下:

(1)在6%NaCl 质量分数条件下藻细胞生长最快,在培养末期生物量达 1.79 g/L;该藻的最大光化学转化效率 Fv/Fm 随着 NaCl 质量分数的升高呈现先升后降的趋势。

 

图 2 不同 NaCl 质量分数条件下杯状藻生物量的变化

图 3 不同 NaCl 质量分数条件对杯状藻 Fv/Fm的影响


      (2)在 6%NaCl 质量分数条件下多糖含量最高,为细胞干质量的 9.96%;在 1.5%~9% NaCl 质量分数条件下可溶性蛋白含量变化不大(占细胞干质量的 22.78%~23.65%),而 12% NaCl 质量分数条件下可溶性蛋白含量急剧下降仅为细胞干质量的 8.39%;在 3% NaCl 质量分数条件下总脂含量最高,为细胞干质量的 32.46%。

 

图 4 不同 NaCl 质量分数条件下杯状藻的多糖含量

 

图 5 不同 NaCl 质量分数条件下杯状藻的可溶性蛋白含量

 

图 6 不同 NaCl 质量分数条件下杯状藻的总脂含量


      (3)脂肪酸含量分析结果显示,该藻的主要脂肪酸为棕榈油酸(C16:1) (占总脂肪酸含量的 30.17%~43.75%)、棕榈酸 (C16:0) (占总脂肪酸含量的 22.53%~31.45%) 和二十碳五烯酸(C20:5)(占总脂肪酸含量的 14.79%~20.92%)。二十碳五烯酸(C20:5)是多不饱和脂肪酸的主要成分,随着 NaCl 质量分数的增加其含量也呈现先升后降的趋势,在 9% NaCl质量分数时含量最高。

 

表 1 不同  NaCl 质量分数条件下杯状藻的脂肪酸组成(占总脂肪酸的比例) %

 

本文转载自国家水生生物种质库淡水藻种库微信公众号

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