高脂微藻的选育研究进展.pdf

《高脂微藻的选育研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第35卷第4期东北电力大学学报Vo1．35．No．42015年8月JournalOfNortheastDianliUniversityAug．，2015文章编号：1005—2992(2015)04-0047-05高脂微藻的选育研究进展赵睛潇，陈雪梅，马林2(1．东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012；2．中国石油吉林石化化工动力一厂，吉林吉林132022)摘要：生物柴油具备与石油柴油相近的性能，最近作为一种可再生的替代能源受到人们的普遍关注。用藻类生产生物燃料可以保持碳平衡，而且进行生产时可利用相对小而贫瘠的荒地，不与农争地。因此，藻类是用来生产生物柴油的最佳原料。本文从野外采集分

2、离筛选、优化培养、基因工程构建高脂微藻三个方面对高脂微藻的选育的国内外进展进行了介绍，并对构建工程微藻过程中面临的问题和应采取的对策进行了综述和展望。关键词：生物柴油；微藻；基因工程中图分类号：Q77文献标识码：A生物柴油是一种清洁的可再生能源，它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。目前通过植物作物和动物油脂生产的生物柴油总计只能满足运输用油的0．3％。Chisti通过建立数学模型和工程计算得出目前来自于作物生产生物柴油取代石化油是不可能的，他指出，唯一可能取代石化油的生物柴油只

3、能是来自于微藻的生物柴油。微藻生物柴油成套技术涵盖多个技术环节，是一个复杂的系统工程，包括通过对微藻的筛选和培育以获得性状优良的高含油量藻种，而后在光生物反应器中吸收阳光、CO：等以生成微藻生物质，最后经过采收、加工，转化为微藻生物柴油。优良富油藻种的选育是微藻生产生物柴油效率提高与成本降低的关键，涉及微藻含油量、光合效率、生长速率等的研究，其影响因素包括微藻种类、温度、pH值、盐碱度、光照等环境因子，N、Si、P、S和微量元素等营养因子，以及基因工程改造等。选育时需要满足油脂含量高、生长速度快、油脂组成品质好的要求。其次要易于培养、抗污染能力强、营养要求低、易于采集加工等条件。筛选高脂微

4、藻通常有野外采集分离筛选、优化培养、应用基因工程技术构建高油脂工程微藻几种途径，以下一一详述。1野外采集分离筛选野外采集分离筛选是指从野外采集分离，进而筛选出有产油潜力的株系的一种方法。美国能源部自1978年开始立项利用藻类制备生物柴油的研发工作，从海洋和湖泊中分离了3000多种藻类，从中筛选出300多种生长快、含油高的硅藻、绿藻和蓝藻等藻种。绿藻属含油脂量可达22．5％，硅藻属含油脂量可达22．7％，蓝藻属含油脂量可达9．8％。在胁迫条件下(光胁迫、营养胁迫)，绿藻属含油脂量可达45．7％，硅藻属含油脂量可达44．6％，蓝藻属含油脂量可达44．6％。而鲜见关于高油脂蓝藻(原核微藻)的报道

5、。这可能是因为蓝藻大多不以油脂方式储存能量，很难在生物柴油合成领域被利用。而硅藻和绿藻中碳则多以油脂的形式储存，经过比较简单的酯交换反应就能转化为生物柴油。收稿日期：2015-05-26作者简介：赵晴潇(1980一)，女，吉林省吉林市人．东北电力大学化学工程学院高级实验师，主要研究方向：破骨细胞分化发育48东北电力大学学报第35卷近年来，中国海洋大学构建的海洋藻类种质资源库，已收集了600余株海洋藻类种质资源，目前保存有油脂含量接近70％的微藻品种。以中国科学院各研究所为代表的相关研究机构在藻种的筛选领域已开展了大量的工作，目前筛选出富油富烃微藻66株。从筛选结果来看，尽管野生型藻株性状稳

6、定，但在光合效率、生长速度以及抗逆性和能量产出等方面仍无法满足工业化生产的需要，相关性状有待进一步提高。2优化培养优化培养是指以现有的代谢体系为基础，通过创造一种生理压力来调整代谢流适当向油脂合成方向转换，是从生理生化水平对微藻进行代谢调控来增加油脂总产量的方法。通过对碳源、氮源、磷源、铁离子、硅等的种类或供应量的优化，摸索出有利于微藻产油的营养条件。2．1碳源对油脂含量的影响Chiu等研究了CO浓度对微绿球藻的生长和脂质积累的影响，发现通入2％CO与通入空气相比，通人2％CO可以提高微绿球藻的生长速率和生物量，而更高浓度的CO则会抑制微绿球藻的生长。他们对指数期、稳定期早期和稳定期的微藻

7、细胞进行脂质含量的测定时发现，脂质含量分别占干重的30．8％，39．7％和50．4％[。2．2氮源对油脂含量的影响许多实验己经证明氮缺乏最容易刺激微藻油脂尤其是三酸甘油的积累。YannaLiang等通过对Chlorellavulgaris抑氮培养，藻细胞脂质含量由33％增加到38％。黄建忠等发现NHNO，、尿素等适合细胞生长但不适合油脂合成；蛋白胨、牛肉膏不适合细胞生长但利于油脂合成；酵母膏不仅适宜细胞生长，也是油脂合成