环境因子对微藻脂类的影响【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 生物技术 环境因子对微藻脂类的影响 摘要：环境因子包括培养基的组成，光照、温度、盐度等，它们在决定微藻脂类的种类和数量方面起着重要作用。微藻细胞中脂类的数量及质量是评价其营养价值的重要指标。大量研究表明，环境因子变化对微藻的脂肪含量和脂肪酸组成有着显著变化。这些变化既表现在细胞膜膜脂性质的变化，又体现在贮存脂类合成和利用速率的相对变化。 关键词：环境因子；微藻；脂类 1引言 微藻是海洋生态系统中最重要的自养生物，是海洋生态系统中的最主要初级生产者，也是海洋生物资源的重要组成部分，具有种类多、数量大、繁殖快等特点。微藻的营养价值与其生化组成特别是脂类和脂肪酸的组成和含量密切相关。海洋微藻是海洋多不饱和脂肪酸的初级生产者，微藻中的二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,简称EPA,20:5ω-3)是长链ω-3系列多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,简称PUFA)的一种，对人类循环系统的多种疾病具有突出的疗效，可用于治疗和预防动脉粥样硬化、类风湿关节炎、血栓形成，对治疗其它疾病如癌症、炎症、哮喘、糖尿病等也取得了令人鼓舞的结果[1]。作为人类的高级营养食品和药品越来越受到重视。EPA还能增强水产养殖动物的免疫系统功能，提高存活力和抗病能力，是水产饲料中的必需脂肪酸[2]。 海洋微藻总脂含量和脂肪酸组成，除微藻本身遗传因素外，培养基组成(如氮、磷浓度和氮磷比)、环境条件(如光强、温度、盐度等)因素都会极大地影响它们的生物合成和积累。根据相关研究报告[3]，在高氮浓度下小球藻(Chlorella sp.)、紫球藻(Porphyridium cruentum)的PUFA含量增加，低的光照强度能促进PUFA的形成和积累。而提高光照强度能使小球藻(Chlorellasp.)和紫球藻(Porphyridium cruentum)中的EPA得以积累。 因此，海洋微藻总脂含量和脂肪酸组成在很大程度上受到环境因子的影响。控制好培养条件，并在特定的生长期收获，能使微藻的总脂含量和脂肪酸组成满足特定的需要。本文以各种环境因子变化对海洋微藻脂类积累产生的影响加以概述。 2氮浓度对微藻脂类积累的影响 氮作为微藻生长必需的基本元素之一，氮源的种类及浓度对微藻脂肪酸组成的影响较大。Eizadora等[4]的研究表明，在N、P缺乏下，所检测到的TAG种类和含量均不同，表现在饱和度不同。蒋汉明等[5]的研究表明不添加氮源时，EPA的合成受到明显的抑制，使得C18∶2 (n - 6) 和C18∶3 (n - 6) 大量积累，从而导致PUFAs占总脂肪酸的比例也较高；高浓度的氮，尤其是NH2CONH2 ，能够促进三角褐指藻合成较高的EPA和PUFAs，其占总脂肪酸的比例也随着NH2CONH2浓度的增加而上升。王菊芳等[6]的研究发现随着碳氮比的提高，DHA占总脂肪酸的百分比降低。梁英等[7,8]用含有不同硝酸钠浓度的培养基培养三角褐指藻( Phaeodactylum tricornutum) (MACC/ B118，B221，B226)，发现在一定浓度范围内，EPA 含量随硝酸钠浓度增加而增加，在硝酸钠浓度为75mg/L时EPA含量最低(9.3%-10.1%)，在硝酸钠浓度为l875mg/L时EPA含量最高(12.2%-13,4%)。硅藻DHA 含量较低，硝酸钠浓度对DHA含量的影响不明显，但对B221的DHA含量的影响差异显著。但到目前为止，氮缺乏诱导脂类积累的有关机理还不清楚。 3磷浓度对微藻脂类积累的影响 P源是维持很多植物和微生物正常生长的重要因素，魏东等研究了氮源和N/P对眼点拟微球藻的生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响，当将培养基中所有营养盐增加4倍，EPA含量可提高到35 %，说明富含氮、磷的培养基可使细胞始终保持旺盛生长、富含EPA的状态，这也是该种微藻大规模培养中高产EPA的关键措施[9]。蒋冰飞等[10]在营养盐（NaH2PO4）对球等金藻脂肪酸含量及组分的影响实验中发现，随着培养液中营养盐浓度的增加藻细胞中脂肪酸含量占细胞干重的比例呈现下降趋势，且营养盐浓度上升越高，其下降幅度也越大。球等鞭金藻细胞中C14:0，C16:0和C18系列脂肪酸居多，以C18:2为最多，并含有丰富的C22:6(DHA)。随着营养盐浓度的上升，PUFA占细胞干重的百分含量下降，且下降程度大，DHA占细胞干重的百分比也下降，但下降程度不大。 Yang Wen等[11]研究了不同磷酸盐梯度下小麦叶片脂类组成的变化，发现当磷酸盐缺乏时，光合膜中脂类水平将发生重大改变，其中PG和MGDG含量降低，伴随着DGDG和SQDG的含量升高。且脂类的变化和叶龄有关。这些结果表明，磷酸盐的缺乏将会影响脂类的生物合成，同时，