铁对几种不同代谢类型微藻的生长和油脂积累的影响

由于化石能源储量的日益减少及其燃烧带来的环境污染问题，生物柴油的开发和应用受到广泛关注。微藻因其生长迅速，油脂含量高，被认为是制备生物柴油的理想原料，另外，同陆生油料植物相比，微藻，尤其海洋微藻培养还具有不与农业争耕地和淡水、不影响食物安全保障和破坏生境的优势。然而，由于生产成本较高，微藻生物柴油至今尚未实现商业化生产。大量研究表明，微藻油脂含量和干物质产量受环境条件调控。为优化培养条件，提高微藻的油脂产量，并探索与脂积累相关的某些代谢调控因子，本文研究了铁对三种微藻油脂积累和生长的影响。 首先建立了尼罗红染色、荧光分光光度法测定微藻油脂积累的简单、快速的方法，优化了染色后的小球藻C3和C7（Chlorella vulgaris）、球等鞭金藻（Isochrysis galbana）、三角褐枝藻（Phaeodactylum tricornutum）和莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）脂积累的测量条件。 海洋微藻小球藻C7属于绿藻门，以积累淀粉为主。在指数生长后期向培养基中补加Fe3+，可延长小球藻指数生长期，提高细胞终密度。处于指数生长后期的小球藻经离心收集、重新接种于新的高铁培养基中后，总脂含量能提高到干物质重的56.6%，是低铁培养基中小球藻的3至7倍。 球等鞭金藻属于金藻门，油脂是其贮藏物质的主要形式。在指数生长后期向培养基中补加Fe3+ 后，指数生长期延长，细胞终密度提高。将指数生长后期的球等鞭金藻重新接种于新的培养基中后，在高铁培基中的藻的总脂含量和细胞生长均高于在低铁培养基中的。 最后，研究了铁对淡水藻莱茵衣藻脂积累和生长的影响。指数生长后期的衣藻接种于无铁TAP培养基中后，利用荧光分光光度法测得的中性脂的积累量增加，生长速度下降；而重新接种于高铁培养基中后，脂积累量下降，生长加速。乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）催化脂合成的第一步反应，是调节脂合成速度的关键酶。本实验研究结果表明，生长在不同铁浓度条件下的衣藻ACCase基因的表达水平与细胞的分裂、生长相关。