劉金麗 , 王俊峰, 劉天中, 高莉麗
(1. 中國(guó)海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院, 山東 青島 266003; 2. 中國(guó)科學(xué)院 青島生物能源與過(guò)程研究所,中國(guó)科學(xué)院 生物燃料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266101)
近年來(lái), 可再生能源的研發(fā)在全球范圍形成持續(xù)熱潮。利用微藻生產(chǎn)生物柴油具有不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地、不與糧爭(zhēng)水、副產(chǎn)物價(jià)值高等優(yōu)勢(shì), 是重要的液體燃料替代形式[1-2]。在適宜條件下, 產(chǎn)油微藻通常處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài), 細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量較低,且多為極性脂(polar lipid), 如磷脂(phospholipid); 而在脅迫條件下, 細(xì)胞內(nèi)很快積累大量中性脂(neutral lipid), 如甘油三脂(triacylglycerol, TAG)。這期間細(xì)胞所經(jīng)歷的生理生化變化是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。如Li等[3-4]發(fā)現(xiàn)抑制萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的淀粉合成途徑會(huì)提高油脂含量, 表明在衣藻中脂肪代謝與糖代謝密切相關(guān)。Chen等[5]發(fā)現(xiàn)微擬球藻(Nannochloropsis)的脂肪酸組成與初始細(xì)胞接種量密切相關(guān), 接種細(xì)胞濃度較低時(shí)中性脂含量高, 而接種濃度較高時(shí)極性脂含量較高, 表明微藻脂肪酸組分可能與細(xì)胞所處光環(huán)境有關(guān)。Cakmak等[6]發(fā)現(xiàn)缺氮或缺硫都可以提高衣藻的TAG含量。Recht等[7]發(fā)現(xiàn)缺氮條件下雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)和微擬球藻均會(huì)大量積累油脂, 但它們的糖-脂比例存在不同的變化模式。
柵藻(Scenedesmus dimorphus)屬綠藻門(Chlorophyta)、綠球藻目(Chlorococcales), 是一種常見(jiàn)的淡水微藻, 廣泛分布于湖泊、池塘、沼澤等靜水生境。柵藻是研究水體環(huán)境、水體污染、光合作用的常用材料。同時(shí), 由于其生長(zhǎng)快速、能大量合成油脂, 是典型的產(chǎn)油微藻[8]。柵藻對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),耐污染能力強(qiáng)[9], 甚至能在污水、城市生活廢水中生長(zhǎng)[10], 這一特性使其在規(guī)?;囵B(yǎng)方面較其他微藻更具優(yōu)勢(shì)。有學(xué)者研究了柵藻合成蝦青素過(guò)程的色素組成和光合作用的變化[11-13], 但關(guān)于其油脂積累過(guò)程的報(bào)道還較少。深入了解柵藻的產(chǎn)油過(guò)程將有助于推進(jìn)利用柵藻生產(chǎn)微藻柴油的研究和應(yīng)用。本研究利用柵藻(Scenedesmusdimorphus)為實(shí)驗(yàn)材料,考察了缺氮條件下柵藻的油脂含量和組分變化以及光合作用的改變。
本實(shí)驗(yàn)所用柵藻(Scenedesmus dimorphus)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所, 所用培養(yǎng)基為 BG11[14]。柵藻油脂誘導(dǎo)過(guò)程采用不含硝酸鈉(NaNO3)的缺氮 BG11培養(yǎng)基, 其他組分及含量均不變, 對(duì)照組為完全BG11培養(yǎng)基培養(yǎng)。
本實(shí)驗(yàn)所用反應(yīng)器為玻璃柱式反應(yīng)器, 內(nèi)直徑0.05 m, 柱高0.55 m, 工作體積0.9 L。柱式反應(yīng)器內(nèi)部有一直徑 5 mm的玻璃通氣管?;旌嫌?1.5%CO2(V/V)的壓縮空氣(0.1 MPa)以0.1 vvm的速率通過(guò)通氣管從反應(yīng)器底部鼓泡, 從而將藻液攪動(dòng)并補(bǔ)充碳源。培養(yǎng)過(guò)程中連續(xù)照光, 培養(yǎng)柱表面光強(qiáng)100 μmol/(m2·s)。培養(yǎng)溫度25°C, 培養(yǎng)過(guò)程中pH維持在7.0~8.0。對(duì)照組(完全BG11)和實(shí)驗(yàn)組(缺氮BG11)各培養(yǎng)5支柱子, 測(cè)定其中的3支, 記為3個(gè)重復(fù)。
用質(zhì)量分析方法測(cè)定藻液生物量濃度。將孔徑0.45 μm, 直徑 50 mm的混合纖維素濾膜(上海興亞凈化材料廠, 上海)煮沸3次, 并于105℃熱風(fēng)干燥24 h后稱重。將一定體積的藻液過(guò)濾于濾膜上, 并用3倍體積的去離子水沖洗 3次, 以去掉附著在細(xì)胞表面的鹽分, 105 °C熱風(fēng)干燥24 h后再次稱重。根據(jù)兩次質(zhì)量之差計(jì)算出藻液生物量濃度。
葉綠素及類胡蘿卜素含量參照甲醇提取葉綠素[15]的方法。測(cè)定甲醇提取液在666 nm, 653 nm, 470 nm下的OD值。根據(jù)以下公式分別計(jì)算葉綠素a(Chla), 葉綠素b(Chlb), 類胡蘿卜素(Car)的含量:
1.4.1 掃描電鏡(Scanning electron microscopy,SEM)
取少量藻液于1.5 mLEP管中離心(5 000 g, 30 s),去上清, 雙蒸水清洗藻渣3次。加入1 mL的2.5%戊二醛固定2 h, 然后加1.5 mL磷酸緩沖液(pH 7.0)清洗3次, 每次10 min。加1%鋨酸固定1 h。固定完后,依次用10%, 30%, 50%, 70%, 80%, 90%(V/V)乙醇脫水, 每個(gè)梯度15 min。再浸入100%乙醇脫水2次, 每次 10 min, 然后浸入 1:1(V/V)的乙醇-叔丁醇混合液中15 min, 再浸入100%叔丁醇中2次, 每次15 min,最后冷凍干燥。用導(dǎo)電膠帶粘于樣品臺(tái), 噴金后觀察SEM圖像。
1.4.2 透射電鏡(Transmission electron microscopy,TEM)
取樣固定步驟同 1.4.1。固定后樣品用磷酸緩沖液(pH 7.0)清洗 2 h, 然后依次用 10%, 30%, 50%,70%, 80%, 90%丙酮脫水, 每個(gè)梯度15 min。之后浸入100%丙酮中3次, 每次10 min。然后浸入丙酮與Epon812樹(shù)脂混合液(V∶V= 7:3)中5 h, 再浸入丙酮與Epon812樹(shù)脂混合液(V∶V= 3:7)中過(guò)夜。最后純Epon812樹(shù)脂中浸沒(méi)5 h并聚合硬化成包埋塊, 超薄切片機(jī)切片, 2%醋酸雙氧鈾染色20 min后觀察TEM圖像。
將藻液離心收集后(5 000g, 30 s), 藻細(xì)胞真空冷凍干燥后研磨成干粉, 依據(jù)有機(jī)溶劑氯仿-甲醇提取方法[16]提取藻細(xì)胞中的總脂并稱重定量。
分析油脂組分及含量用棒狀薄層色譜法(TLC/FID)來(lái)測(cè)定。將提取的油脂用氯仿溶解, 取1 μL分4~5次點(diǎn)樣在棒狀薄層色譜柱上, 先后在兩種展開(kāi)劑中展開(kāi)。展開(kāi)劑Ⅰ:苯:氯仿:乙酸 = 50:20:0.75 (V/V),展開(kāi)劑Ⅱ:苯:己烷 = 1:1 (V/V)。將分離開(kāi)來(lái)的脂質(zhì)成分出峰時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)樣品相對(duì)比, 確定其組成及相對(duì)含量。分析過(guò)程中的條件控制: 空氣流 2 L/min , 氫氣流0.16 L/min。
使用 Chlorolab-2液相氧電極(Hansatech, 英國(guó))測(cè)定柵藻細(xì)胞在不同光強(qiáng)(PFD)下的放氧速率。將藻液離心后(5 000g, 30 s)沉淀用含有50 mmol/L NaHCO3的含氮或無(wú)氮BG11重新懸浮, 調(diào)整懸浮液葉綠素濃度至10 mg/L。將1 mL懸浮液加入反應(yīng)杯中, 通入純氮?dú)? min趕走溶解氧, 打開(kāi)光源記錄放氧速率。通過(guò)加減遮光片數(shù)量改變?nèi)肷涔鈴?qiáng), 設(shè)置的光強(qiáng)梯度為: 400, 200, 100, 80, 60, 40, 20, 0 μmol/(m2·s)。每個(gè)光強(qiáng)測(cè)定3次, 每次測(cè)定前更換新藻液。根據(jù)葉子飄和李進(jìn)省[17]和 Ye[18]的方法擬合 PFD-放氧速率曲線, 并計(jì)算暗呼吸速率(Rd)、最大放氧速率 (Pmax)、光補(bǔ)償點(diǎn) (LCP)和光飽和點(diǎn) (LSP)。
使用Imaging-PAM (Walz, 德國(guó))測(cè)定柵藻的最大光化學(xué)效率 (Fv/Fm)和非光化淬滅系數(shù)(Non-photochemical quenching co-efficiency, NPQ)。將藻液過(guò)濾與孔徑0.45 μm的混合纖維素濾膜上, 然后置于用含50 mmol/L NaHCO3的含氮或無(wú)氮BG11培養(yǎng)基潤(rùn)濕的濾紙上。將濾紙連同濾膜一起置于熒光儀CCD攝像頭下暗適應(yīng)15 min。打開(kāi)測(cè)量光, 測(cè)定初始熒光 (F0), 然后加飽和脈沖光 (10 000 μmol/(m2·s)),測(cè)定最大熒光 (Fm), 之后打開(kāi)活化光 (100 μmol/(m2·s))。待熒光值穩(wěn)定后再加一次飽和閃光, 測(cè)定實(shí)際最大熒光 (Fm’)。按照如下公式計(jì)算相關(guān)參數(shù)[19]:
使用 spss10.0對(duì)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組做t檢驗(yàn), 當(dāng)P<0.05時(shí)認(rèn)為兩者存在顯著差異。圖中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
電鏡結(jié)果如圖1所示, 其中(a)~(c)是掃描電鏡結(jié)果, 標(biāo)尺=3 μm; (d)~(f)是透射電鏡結(jié)果, 標(biāo)尺=1 μm;(a)和(d)是接種初始時(shí)結(jié)果; (b)和(e)是對(duì)照組(高氮)培養(yǎng)10 d的結(jié)果; (c)和(f)是缺氮培養(yǎng)10 d的結(jié)果; (g)是(d)圖框定區(qū)域的放大, 標(biāo)尺=0.5 μm。SG表示淀粉粒; TL表示類囊體; LB表示脂肪體。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)柵藻細(xì)胞呈梭形, 并以四連體形式存在(圖1a), 細(xì)胞內(nèi)可見(jiàn)淀粉粒被類囊體膜包裹, 無(wú)脂肪體(圖1d, g)。缺氮處理 10 d后, 柵藻細(xì)胞四連體解體, 直徑明顯增大(圖1c), 細(xì)胞壁明顯加厚, 細(xì)胞內(nèi)部大量空間被脂肪滴和淀粉粒填充(圖1f)。高氮條件下(對(duì)照組)生長(zhǎng)10 d后細(xì)胞形態(tài)與初始時(shí)變化不大(圖1b), 但細(xì)胞壁明顯加厚, 淀粉粒明顯增多(圖1e)。
圖1 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 The effect of nitrogen starvation on the morphology and structure of the Scenedesmus dimorphus
缺氮處理的生物量積累與對(duì)照組在前 4 d差別不大(P>0.05), 4 d后缺氮處理生物量積累速率減慢并顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。對(duì)照組10 d內(nèi)生物量增加到(5.8 ± 0.03)g/L, 而缺氮處理組為(4.1 ± 0.04)g/L(圖 2)。
圖2 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)生長(zhǎng)的影響Fig.2 The effect of nitrogen starvation on the biomass accumulation of the Scenedesmus dimorphus
隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng), 對(duì)照組和處理組的單位干重葉綠素和類胡蘿卜素含量都降低, 但缺氮處理降低的更快(圖3a, 圖3b)。與對(duì)照組相比, 缺氮處理組的類胡蘿卜素/葉綠素含量比值在培養(yǎng)過(guò)程中逐漸升高并一直顯著高于對(duì)照組(P<0.05; 圖3c)。對(duì)照組與處理組的葉綠素 a/葉綠素 b含量比值差別不大并一直維持在2.2~3.1之間(圖3d)。
圖3 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)葉綠素和類胡蘿卜素積累的影響Fig.3 The effect of nitrogen starvation on the accumulation of chlorophyll and carotenoid in the Scenedesmus dimorphus
未經(jīng)缺氮處理的柵藻細(xì)胞總脂含量占干重的(22.4 ± 0.6)%, 其中總脂的(92.8 ± 1.6)%為磷脂(PL),中性脂(TAG)只占(4.6 ± 1.2)%(圖4)。缺氮處理后柵藻總脂含量逐漸升高, 13 d后總脂含量升高到(36.3 ± 0.7)%(圖 4), 顯著高于(P<0.05)對(duì)照組的(30.1 ± 0.7)%; 其中 TAG 含量升高到(68.3 ± 2.5)%(圖4), 顯著高于(P<0.05)對(duì)照組的(37.0 ± 0.1)%; PL 含量降低到(26.8 ± 2.0)%(圖 4), 顯著低于(P<0.05)對(duì)照組的(55.7 ± 2.4)%。
圖4 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)總脂含量和總脂組分的影響Fig.4 The effect of nitrogen starvation on the total lipid content and lipid components of the Scenedesmus dimorphus
缺氮處理使柵藻的暗呼吸速率(Rd)和光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)迅速升高, 而對(duì)照組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中維持穩(wěn)定(圖5a, d)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng), 缺氮處理組和對(duì)照組的最大放氧速率(Pmax)都逐漸降低, 至實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)分別為(37.6 ± 3.6)μmol O2/ mgchl·h 和(75.4 ± 6.4)μmolO2/ (mgchl·h)(圖 5b)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí), 柵藻的光飽和點(diǎn)(LSP)為(198.2 ± 6.8)μmol/(m2·s), 之后實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均降低, 到第 13 天時(shí), 缺氮處理組降低到(94.4 ± 2.1)μmol/(m2·s), 而對(duì)照組降低到 (119.7 ±1.6)μmol/(m2·s)(圖 5c)。
培養(yǎng)過(guò)程中, 對(duì)照組的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)基本維持穩(wěn)定。缺氮處理1 d后柵藻Fv/Fm即明顯低于對(duì)照組, 但前 4 d內(nèi)Fv/Fm一直維持在較高水平(>0.6), 之后開(kāi)始逐漸下降, 到第10 天時(shí)已降至0.4 ± 0.01; 而NPQ在前3 d內(nèi)較低且維持穩(wěn)定, 從第 4 天開(kāi)始逐步升高, 到第10 天時(shí)以升高到1.5 ± 0.01, 是初始時(shí)的1.8倍(圖6)。
圖5 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)光合放氧參數(shù)的影響Fig.5 The effect of nitrogen starvation on the photosynthetic oxygen evolution of the Scenedesmus dimorphus
圖6 缺氮處理對(duì)柵藻(Scenedesmus dimorphus)最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)的影響Fig.6 The effect of nitrogen starvation on the maximum photo-chemical efficiency (Fv/Fm)and non-photochemical quenching co-efficiency (NPQ)of Scenedesmus dimorphus
三脂酰甘油(TAG)是優(yōu)質(zhì)的生物能源原料。經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng), TAG中的脂肪酸鏈可以轉(zhuǎn)化成能完全替代普通柴油的高熱值、低污染的生物柴油, 而剩余的甘油骨架既是重要的工業(yè)原料, 也可以通過(guò)進(jìn)一步加氫轉(zhuǎn)化成生物乙醇[20]。本研究發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)13 d后, 柵藻的總脂含量達(dá)到干重的 36%, 顯著高于油料作物大豆的平均水平[21]。這一值與雨生紅球藻(Haematococcus)的含油量接近[7]而低于微擬球藻(Nannochloropsis)[5]。高含油量, 特別是高中性脂含量是微藻作為生物柴油原料來(lái)源的重要優(yōu)勢(shì)。目前,關(guān)于微藻脂肪代謝, 特別是脅迫條件下 TAG的積累過(guò)程的研究尚不充分[21]。本研究發(fā)現(xiàn)缺氮條件下, 隨著TAG含量的升高, 磷脂含量出現(xiàn)相應(yīng)的下降(圖4),同時(shí)細(xì)胞內(nèi)部的膜結(jié)構(gòu)也逐漸減少(圖1f)。據(jù)此推測(cè)柵藻細(xì)胞內(nèi)部可能存在將磷脂轉(zhuǎn)化成TAG的機(jī)制。例如, 通過(guò)磷脂二脂酰甘油?;D(zhuǎn)移酶(Phospholipid diacylglycerol acyltransferase, PDAT)的磷脂代謝途徑。在高等植物中PDAT途徑廣泛存在, 而在微藻中只存在于少數(shù)種類[22-23], 而柵藻中尚未見(jiàn)報(bào)道。此外,脅迫條件下微藻細(xì)胞碳源的分配問(wèn)題一直不太清楚。Li等[3-4]發(fā)現(xiàn)抑制衣藻的淀粉代謝會(huì)導(dǎo)致油脂積累的增加, 說(shuō)明淀粉合成和油脂合成會(huì)競(jìng)爭(zhēng)碳源。Recht等[7]發(fā)現(xiàn)對(duì)于雨生紅球藻來(lái)說(shuō)在氮缺乏條件下存在由淀粉向 TAG轉(zhuǎn)化的代謝途徑, 而在Nannochloropsis中則不存在這樣的途徑。在本實(shí)驗(yàn)中, 缺氮培養(yǎng) 13 d后的柵藻細(xì)胞中, 除了大量的脂肪體外, 還存在較多的淀粉粒和較厚的細(xì)胞壁(圖1f),這說(shuō)明柵藻的大量合成TAG的過(guò)程對(duì)糖代謝的影響較小, 胞外碳源直接流向了能量密度較高的脂肪酸合成途徑。
營(yíng)養(yǎng)缺乏(特別是氮源缺乏)結(jié)合高光強(qiáng)是誘導(dǎo)微藻合成次生代謝物的常用方法[6-7,24-25]。本研究中,培養(yǎng)用光強(qiáng)為 100 μmol/(m2·s)左右, 這一光強(qiáng)在實(shí)驗(yàn)初期遠(yuǎn)低于 200 μmol/(m2·s)的光飽和點(diǎn)(LSP), 即使在培養(yǎng)后期也僅達(dá)到與LSP接近的水平(圖 5c),所以柵藻細(xì)胞所處的環(huán)境只有缺氮脅迫而沒(méi)有強(qiáng)光脅迫。與對(duì)照組相比, 缺氮處理的柵藻細(xì)胞最明顯的改變是葉綠素含量降低而呼吸速率升高, 而且這些變化十分迅速, 在處理第 1 天即表現(xiàn)出來(lái)(圖3a, 圖5a)。脅迫條件下葉綠素含量快速降低、呼吸速率升高的現(xiàn)象已經(jīng)被廣泛報(bào)道[7,11,26], 但多是在強(qiáng)光下(>300 μmol/(m2·s))或室外(光強(qiáng)>2 000 μmol/(m2·s)的研究結(jié)果。另外, 許多研究表明在脅迫條件下微藻細(xì)胞內(nèi)的類胡蘿卜素含量升高[6,11-13], 但是本研究中,缺氮脅迫下柵藻細(xì)胞內(nèi)類胡蘿卜素含量實(shí)在培養(yǎng)過(guò)程中一直在降低(圖3b)。這表明類胡蘿卜素(蝦青素)的合成可能需要強(qiáng)光環(huán)境。葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm是反映光系統(tǒng)II完整性的重要指標(biāo)[27]。通常情況下, 經(jīng)充分暗適應(yīng)的未受脅迫的綠藻Fv/Fm值在 0.7左右,受到脅迫后該值降低。Parkhill等[28]發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)鹽的缺乏對(duì)微藻的Fv/Fm值的影響不明顯, 這與本文的結(jié)果不同, 我們發(fā)現(xiàn)缺氮處理 1d后柵藻Fv/Fm即明顯低于對(duì)照組。但同時(shí)我們也注意到, 在缺氮處理前期柵藻光系統(tǒng)Ⅱ并沒(méi)有受到嚴(yán)重?fù)p傷, 4 d之后光系統(tǒng)Ⅱ的損傷逐步加劇, 類似的情況也表現(xiàn)在最大光合放氧速率(圖5b)和NPQ上(圖6b)。如果說(shuō)強(qiáng)光條件下減少葉綠素含量、增大呼吸速率、提高光系統(tǒng)Ⅱ失活反應(yīng)中心的比例、提高NPQ等改變有助于光合系統(tǒng)減少光能吸收、加快能量耗散, 從而減少過(guò)剩激發(fā)能產(chǎn)生的傷害[18], 那么非飽和光下的類似變化如何解釋?我們給出兩種假設(shè): 1)碳同化和氮同化過(guò)程是光合作用產(chǎn)生的能量通匯(ATP)和還原力(NADPH)的主要流向[29]。氮源缺乏的時(shí)候, ATP和NADPH會(huì)相對(duì)過(guò)剩, 進(jìn)而導(dǎo)致光合電子傳遞鏈激發(fā)能的過(guò)度積累, 可能會(huì)進(jìn)一步造成光合作用的損傷, 從而需要啟動(dòng)上述機(jī)制以保護(hù)細(xì)胞。2)上述生理學(xué)變化與光破壞的防御機(jī)制無(wú)關(guān), 而是柵藻細(xì)胞為了適應(yīng)缺氮環(huán)境, 將自身代謝模式由先前的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)主動(dòng)轉(zhuǎn)換到次生代謝物積累的結(jié)果, 可能反映了細(xì)胞將暫時(shí)無(wú)用物質(zhì)(如氮代謝酶系統(tǒng))轉(zhuǎn)化為能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)(如TAG)的過(guò)程。
[1]Wijffels R, Barbosa M. An Outlook on Microalgal Biofuels [J]. Science, 2010, 329: 796-799.
[2]Chisti Y. Biodiesel from microalgae [J]. Biotechnol Adv,2007, 25: 294-306.
[3]Li Y, Han D, Hu G, et al.Chlamydomonasstarchless mutant defective in ADP-glucose pyrophosphorylase hyper-accumulates triacylglycerol [J]. Metab Eng, 2010,12(4): 387-391.
[4]Li Y, Han D, Hu G, et al. Inhibition of starch synthesis results in overproduction of lipids inChlamydomonasreinhardtii[J]. Biotechnol Bioeng, 2010, 107(2): 258-268.
[5]Chen Y, Wang J, Liu T, et al. Effects of initial population density (IPD)on growth and lipid composition ofNannochloropsissp. [J]. J Appl Phycol, 2012, 24(6):1623-1627.
[6]Cakmak T, Angun P, Demiray Y, et al. Differential effects of nitrogen and sulfur deprivation on growth and biodiesel feedstock production ofChlamydomonas reinhardtii[J]. Biotechnol Bioeng, 2012, 109(8):1947-1957.
[7]Recht L, Zarka A, Boussiba S. Patterns of carbohydrate and fatty acid changes under nitrogen starvation in the microalgaeHaematococcus pluvialisandNannochloropsissp [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2012, 94: 1495-1503.
[8]Hu Q, Sommerfeld M, Jarvis E, et al. Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production:perspectives and advances [J]. Plant J, 2008, 54:621-639.
[9]Lee Y K. Microalgal mass culture systems and methods:their limitation and potential [J]. J Appl Phycol, 2001,13: 307-315.
[10]呂素娟, 張維, 彭小偉, 等. 城市生活廢水培養(yǎng)產(chǎn)油微藻的可行性 [J]. 生物工程學(xué)報(bào),2011, 27(3):445-452.
[11]秦山, 劉國(guó)祥, 胡征宇. 斜生柵藻中蝦青素的積累過(guò)程及其光合活性的變化 [J]. 水生生物學(xué)報(bào),2009,33(3): 509-515.
[12]Qin S, Liu G, Hu Z. The accumulation and metabolism of astaxanthin inScenedesmus obiquus(Chlorophyceae)[J]. Process Biochem, 2008, 43: 795-802.
[13]Pirastru L, Darwish M, Chu F, et al. Carotenoid production and change of photosynthetic functions inScenedesmussp. exposed to nitrogen limitation and acetate treatment [J]. J Appl Phycol, 2012, 24: 117-124.
[14]Boussiba S, Vonshak A. Astaxanthin accumulation in the green algaHaematococcuspluvialis[J]. Plant Cell Physiol, 1991, 32:1077-1082.
[15]Wellburn A R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution [J]. J Plant Physiol, 1994, 144: 307-313.
[16]Bligh E G, Dyer W J. A rapid method of total lipid extraction and purification [J]. Can J Biochem Physiol,1959, 37:911-917.
[17]葉子飄, 李進(jìn)省. 光合作用對(duì)光響應(yīng)的直角雙曲線修正模型和非直角雙曲線模型的對(duì)比研究 [J]. 井岡山大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版), 2010, 31(3):38-44.
[18]Ye Z P. A newmodel for relationship between light intensity and the rate of photosynthesis inOryza sativa[J]. Photosynthetica, 2007, 45(4): 637-640.
[19]王俊峰, 馮玉龍, 李志. 飛機(jī)草和蘭花菊三七光合作用對(duì)生長(zhǎng)光強(qiáng)的適應(yīng) [J]. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 29(6): 542-548.
[20]Dellomonaco C, Fava F, Gonzalez R. The path to next generation biofuels: successes and challenges in the era of synthetic biology [J]. Microb Cell Fact, 2010, 9: 3.
[21]王連錚, 王嵐, 趙榮娟, 等. 高油大豆新品種中黃20(中作 983)的選育和提高大豆含油量的育種研究[J]. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào), 2003, 25(4): 35-43.
[22]Merchant S, Kropat J, Liu B, et al. TAG, you’re it!Chlamydomonasas a reference organism for understanding algal triacylglycerol accumulation [J].Curr Opin Biotech, 2012, 23: 352-363.
[23]Boyle R, Page M, Liu B, et al. Three acyltransferases and bitrogen-responsive regulator are implicated in nitrogen starvation-induced triacylglycerol accumulation inChlamydomonas[J]. J Biol Chem, 2012, 287:15811-15825.
[24]Illman A M, Scragg A H, Shales S W. Increase in Chlorella strains calorific values when grown in low nitrogen medium [J]. Enzyme Microb Tech, 2000, 27:631-635.
[25]Lv J M, Cheng L H, Xu X H, et al. Enhanced lipid production ofChlorellavulgaris by adjustment of cultivation conditions [J]. Bioresource Technol,2010,101(17): 6797-6804.
[26]Wang J, Han D, Sommerfeld M, et al. Effect of initial biomass density on growth and astaxanthin production ofHaematococus pluvialisin an outdoor photobioreactor [J]. J Appl Phycol, 2013, 25: 253-260.
[27]Govindjee S A. On the relation between the Kautsky effect(Chlorophyll a fluorescence induction)and photosystem II:Basic and applications of the OJIP fluorescence transient[J]. J Photoch Photobio B, 2011, 104: 236-257.
[28]Parkhill J, Maillet G, Cullen J J. Fluorescence-based maximum quantum yield for PSII as a diagnostic of nutrient stress [J]. J phycol, 2001, 37(4): 517-529.
[29]Huppe H C, Turpin D H. Integration of carbon and nitrogen metabolism in plant and algal cells [J]. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 1994, 45: 577-607.