海洋底栖硅藻Nitzschia constrict的分离、培养及固定化研究

论文摘要

底栖硅藻是鲍、海参等名贵海洋经济动物重要的饵料来源,从自然海域分离培养适于当地水产养殖的优良底栖硅藻饵料对海洋经济动物的苗种生产具有十分重要的现实意义。本文采用淘沙过滤的方法对福建连江海域的底栖硅藻进行了采集,并对其中一株分离得到的底栖硅藻生物学特性、培养条件、部分代谢产物的影响因子进行了详细研究,探讨单一底栖硅藻作为海洋经济动物幼体饵料的可行性和潜在应用价值,为今后大规模高密度培养提供理论依据。另外,通过固定化包埋技术,对底栖硅藻固定化培养、种质保存以及藻菌共固定化培养进行了初步研究。具体研究内容和结果如下：1.通过平板分离法分离得到底栖硅藻3株、浮游性硅藻2株。通过形态观察对一株底栖硅藻初步鉴定为缢缩菱形藻Nitzschia constricta。营养成分分析表明,此株硅藻粗蛋白含量为7.26%,其中必需氨基酸含量达到占总氨基酸含量43.12%,谷氨酸14.56%；总不饱和脂肪酸含量大约占整个脂肪酸组成的48.3%。与其它种常见饵料硅藻相比,完全符合鲍鱼等名贵水产经济动物的饵料要求,具有较高的饵料经济价值。2.通过测定色素、比增长速率、干重等生长指标得出,菱形藻的适宜生长温度为18·30℃,盐度10-45‰,pH适应范围6-10,光照500-1000 1x,水体适应范围较广。氮、磷、铁、硅营养盐浓度实验表明,在N03-N 14.13mg/L、NaH2PO3-P 0.87mg/L条件下生长良好；柠檬酸铁-铁浓度适应范围0.07-1.3 mg/l,硅酸钠-硅浓度适应范围0.23-23 mg/L。3.比较不同培养条件下菱形藻胞外多糖和蛋白积累情况发现：温度对菱形藻蛋白积累无显著影响,对胞外多糖分泌影响显著,24℃条件下菱形藻胞外多糖分泌最高达6.93μg/ml;当盐度>10‰,不同培养时间内的菱形藻蛋白积累无明显差异,当盐度为30‰时,胞外多糖分泌最高为8.40μg/ml;培养液中pH变化对胞内多糖无明显规律影响,当pH≤8时,菱形藻蛋白和细胞总糖含量积累较好；硝酸氮浓度为75mg/l,菱形藻第10天蛋白含量最高为28.9μg/ml,胞外多糖分泌随培养时间的延长而增加；磷浓度的增加提高了菱形藻蛋白的积累,但在磷营养盐限制的条件下更有利于培养前期藻细胞外多糖的分泌；当柠檬酸铁浓度为3.9 mg/l时,菱形藻第15天蛋白积累最高,而铁浓度的变化对硅藻胞外多糖的分泌无明显影响；培养液中硅浓度越低,菱形藻胞外多糖分泌越高最高达10.64μg/ml,而硅浓度的变化对硅藻蛋白积累无显著影响。4.通过海藻酸钠包埋法对底栖硅藻进行固定化研究。固定化条件正交试验结果表明,接种密度107 cell/ml、海藻酸钠浓度2%,氯化钙溶液浓度3%最有利于固定化菱形藻的生长。菱形藻固定化90天后复活培养,依然保持良好的生长速率,与对照组相比蛋白和碳水化合物含量没有明显区别。通过细胞计数和激光共聚焦扫描显微镜荧光测定发现低温和常温条件均适合菱形藻的固定化保存。5.将缢缩菱形藻N. constricta、舟形藻Navicula sp.和三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum分别与海洋酵母菌进行混合固定化培养尝试,发现藻菌共包埋均能不同程度的促进硅藻的生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1. 海洋硅藻的研究及其进展
• 1.1 硅藻的生物学特征
• 1.2 海洋底栖硅藻的采集和分离、纯化
• 1.3 硅藻的生长条件研究
• 1.4 硅藻细胞营养物质和生物活性物质研究
• 2. 微藻固定化技术研究概况和进展
• 2.1 固定化对微藻细胞形态和生理影响的研究
• 2.2 固定化微藻种质保存
• 2.3 固定化微藻在水质处理中的应用
• 3. 本研究的目的及意义
• 第二章 海洋底栖硅藻的分离、鉴定和生物学特征
• 1. 材料与方法
• 1.1 底栖硅藻样品采集和预培养
• 1.2 底栖硅藻的分离纯化
• 1.3 底栖硅藻的培养和藻粉收集
• 1.4 硅藻的形态特征观察和鉴定
• 1.5 底栖硅藻的营养成分测定
• 2. 结果与讨论
• 2.1 底栖硅藻的分离、纯化
• 2.2 底栖硅藻形态特征及鉴定
• 2.3 硅藻中粗蛋白含量和氨基酸组成分析
• 2.4 硅藻中粗脂和脂肪酸含量的测定
• 3. 本章小结
• 第三章 培养条件对菱形藻生长的影响
• 1. 材料
• 1.1 藻种
• 1.2 药品和试剂
• 1.3 主要仪器
• 2. 方法
• 2.1 藻种培养
• 2.2 培养条件
• 2.3 叶绿素a含量测定
• 2.4 类胡萝卜素含量测定
• 2.5 干重含量测定
• 2.6 比增长速率的计算
• 3. 结果与分析
• 3.1 光照对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.2 温度对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.3 盐度对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.4 pH对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.5 氮浓度对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.6 磷浓度对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.7 硅浓度对缢缩菱形藻生长的影响
• 3.8 铁浓度对缢缩菱形藻生长的影响
• 4. 讨论
• 4.1 环境因子对菱形藻生长的影响
• 4.2 营养盐因子对菱形藻生长的影响
• 5. 本章小结
• 第四章 培养条件对菱形藻部分代谢产物的影响
• 1. 材料
• 1.1 藻种
• 1.2 药品和试剂
• 2. 方法
• 2.1 硅藻培养
• 2.2 蛋白含量的测定
• 2.3 多糖含量的测定
• 3. 结果与分析
• 3.1 不同温度对菱形藻代谢产物的影响
• 3.2 不同盐度对菱形藻代谢产物的影响
• 3.3 不同pH值对菱形藻代谢产物的影响
• 3.4 不同氮浓度对菱形藻代谢产物的影响
• 3.5 不同磷浓度对菱形藻代谢产物的影响
• 3.6 不同铁浓度对菱形藻代谢产物的影响
• 3.7 不同硅浓度对菱形藻代谢产物的影响
• 4. 讨论
• 4.1 不同培养条件对菱形藻细胞蛋白积累的影响
• 4.2 不同培养条件对菱形藻胞外多糖分泌的影响
• 5. 本章小结
• 第五章 海洋底栖硅藻的固定化研究
• 1. 材料
• 1.1 藻种
• 1.2 菌种
• 1.3 试剂
• 2. 方法
• 2.1 藻种的分离和培养
• 2.2 菌种的分离与培养
• 2.3 固定化藻珠的制作
• 2.4 菱形藻的固定化条件优化
• 2.5 固定化藻珠解固定化
• 2.6 固定化藻珠细胞数测定
• 2.7 复活藻培养和生理测定
• 2.8 固定化藻激光扫描显微镜观察
• 3. 结果与分析
• 3.1 菱形藻固定化条件的优化
• 3.2 固定化菱形藻在不同保藏条件下的比较
• 3.3 固定化菱形藻复活培养和液态培养的比较
• 3.4 固定化菱形藻的自体荧光图像和光谱特性比较
• 3.5 硅藻的共固定化培养
• 4. 讨论
• 4.1 菱形藻固定化条件的优化
• 4.2 固定化对菱形藻保存的影响
• 4.3 藻菌共固定化对硅藻生长的影响
• 5. 本章小结
• 结论
• 创新与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历