海洋微藻β-葡聚糖的研究

论文摘要

海洋微藻通过光合作用合成多糖，其中硅藻、金藻和黄藻的光合作用产物是β-葡聚糖，β-葡聚糖是由葡萄糖单糖通过β-糖苷键连接形成的聚合体，具有多种生理活性。本实验在综合考察了多种海洋微藻生理代谢特征的基础上，挑选12种硅藻和6种金藻，观察它们的生长代谢与β-葡聚糖累积的关系，在此基础上选取6种生长代谢快、β-葡聚糖产量高，具有微藻种属代表意义的微藻，提取它们的β-葡聚糖检测其生理活性，为将来进一步的深入研究和生产提供参考。通过跟踪检测在生长周期内海洋微藻单个细胞内β-葡聚糖的含量变化发现，不论是硅藻还是金藻，β-葡聚糖在指数生长期的含量比较低，进入平台期后其含量显著增加，在平台后期或衰亡期含量累积到最大。由此可以推测海洋微藻中β-葡聚糖的最佳采收时期是在平台后期或衰亡期。同时比较了各种微藻单位细胞β-葡聚糖的累积效率发现，不同种类的海洋微藻β-葡聚糖的累积效率有明显差别，显示了不同种类的海洋微藻对β-葡聚糖的生产和代谢利用特征上的差异。微藻的生长代谢状态显著影响细胞内β-葡聚糖的累积。本研究从营养盐代谢的角度切入，观察氮、磷营养盐的缺乏和补充对微藻β-葡聚糖的累积的影响，以期通过营养盐调节方法实现生产过程中的调控。实验发现，向生长至平台期的营养盐限制的微藻中添加氮盐或磷盐，都会导致微藻细胞内β-葡聚糖含量发生变化，经单因素方差分析发现，加磷组的微藻β-葡聚糖含量显著升高，加氮组的微藻β-葡聚糖含量与对照组无显著性差异，可见添加磷盐有利于微藻细胞内β-葡聚糖的积累，添加氮盐对β-葡聚糖的累积没有影响。不同浓度的磷盐对微藻β-葡聚糖累积的影响不同，存在一个β-葡聚糖累积的最适磷源浓度，低于或高于最适浓度时，β-葡聚糖进一步累积作用受限或受抑制，甚至会导致微藻死亡。对海洋微藻β-葡聚糖生物活性检测包括对抗肿瘤活性、抗氧化性、细胞毒和抑菌性这4个方面。实验发现，6种海洋微藻来源的β-葡聚糖作用于小鼠巨噬细胞能诱导抗肿瘤因子（TNF-α）的产生；对稳定的自由基DPPH的清除率较低，在β-葡聚糖浓度为400μg/ml时最高清除率仅为25%，而对羟基自由基的的清除率较高，在β-葡聚糖浓度为400μg/ml时最高清除率达到72.9%；将6种海洋微藻来源的β-葡聚糖作用于子宫癌hela细胞都表现出细胞毒活性，在β-葡聚糖浓度为200μg/ml时hela细胞最高致死率不到50%；将6种海洋微藻来源的β-葡聚糖作用于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，发现β-葡聚糖能够显著抑制大肠杆菌的生长，但是对金黄色葡萄球菌不仅没有抑制作用，反而促进了该细菌的生长，说明不同细菌对β-葡聚糖的反应会有所不同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 海洋微藻概况
• 1.1.1 海洋微藻简介
• 1.1.2 海洋微藻的开发利用
• 1.2 海洋微藻多糖研究概况
• 1.2.1 海洋微藻多糖的生物活性
• 1.2.2 海洋微藻多糖结构和生物活性的关系
• 1.3 β- 葡聚糖研究进展
• 1.3.1 β-葡聚糖的来源
• 1.3.2 β-葡聚糖的理化性质
• 1.3.3 β-葡聚糖的含量测定
• 1.3.4 β-葡聚糖提取方法的研究
• 1.3.5 β-葡聚糖的生理活性
• 1.3.6 β-葡聚糖在海洋微藻中的分布
• 1.4 环境因素对海洋微藻多糖累积的影响
• 2 β-葡聚糖海洋微藻来源的筛选
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 微藻培养和实验体系的建立
• 2.1.2 微藻种群生长检测
• 2.1.3 种群生长过程中微藻细胞内β-葡聚糖含量测定
• 2.2 结果
• 2.3 讨论
• 3 几种海洋微藻β-葡聚糖的提取制备
• 3.1 材料方法
• 3.1.1 微藻培养和实验体系的建立
• 3.1.2 海洋微藻β-葡聚糖的提取
• 3.1.3 刚果红法检测样品中β-葡聚糖的含量
• 3.2 结果
• 3.3 讨论
• 4 几种海洋藻β-葡聚糖的物活性检测
• 4.1 几种海洋微藻β- 葡聚糖抗肿瘤活性检测
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 结果
• 4.1.3 讨论
• 4.2 几种海洋微藻β- 葡聚糖抗氧化性检测
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 结果
• 4.2.3 讨论
• 4.3 几种海洋微藻β- 葡聚糖抗菌活性检测
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 结果
• 4.3.3 讨论
• 4.4 几种海洋微藻β- 葡聚糖细胞毒检测
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.2 结果
• 4.4.3 讨论
• 5 几种海微藻β-葡聚糖构的初步解析
• 5.1 材料与方法
• 5.2 结果
• 5.3 讨论
• 6 营养盐对制态海洋微藻β-葡糖累积的影响
• 6.1 氮磷对营养盐限制洋微藻细胞β-聚糖含量的影响
• 6.1.1 实验方法
• 6.1.2 结果
• 6.1.3 讨论
• 6.2 不浓度的磷对洋微藻细胞β-聚糖含量的影响
• 6.2.1 实验方法
• 6.2.2 结果
• 6.2.3 讨论
• 7 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢
• 论文摘要
• Abstract