不同氮源及CO2浓度下湖泊微拟球藻的生长及产油特性分析

第39卷第2期2015年3月水生生物学报ACTAHYDROB10L0GICASINICAVo1．39．NO．2Mar．，2015doi：10．7541／2015．58不同氮源及CO2浓度下湖泊微拟球藻的生长及产油特性分析李凤娟万秀2方仙桃2胡锐2高大文胡晗华2(1．哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨150090；2．中国科学院水生生物研究所，武汉430072)EFFECTSoFNITRoGENSoURCESANDC02LEVELSoNTHEGRoWTHANDoILACCUMULATIoNINA：ⅣDC日ZD足D?、7ELIFeng．Juan，WANXiu，FANGXian—Tao，HURui，GAODa—WenandHUHan．Hua(1．StateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China；2．InstituteofHydrobiology，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430072，China)关键词：湖泊微拟球藻；三酰基甘油；生物柴油；氮利用Keywords：Nannochloropsislimnetica；Triacylglycerols；Biodiesel；NitrogenUtilization中图分类号：Q948．1文献标识码：A文章编号：1000．3207(2015)02．0436．05工业生产排放的各种废气与污水污染人类赖以生存的环境。化石燃料燃烧除排放出大量CO外，还释放出含有粉尘、SO和NO等直接危害人类健康的有毒成分[1]。其中NO与水结合后最终会转化成硝酸盐或亚硝酸盐等_2】，导致污水中的含氮化合物氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和有机氮的含量通常偏高。如何有效去除污水中的氮是防治水体污染最关键的步骤之一，而利用微藻培养去除水体中的氮源是目前研究的热点。尽管生物燃料生产的成本远高于化石燃料，且微藻培养过程中消耗仅与产出的能量相当，但生物燃料包括微藻生物质在替代减排上的潜力巨大，使得微藻生物质仍被认为是最有前途的生物燃料之一】。将微藻生物质生产与污水处理和废气利用相结合，可在减少碳排放的同时增加经济效益，由此使得利用微藻作为生产生物质的原料变得经济可行。微拟球藻(Nannochloropsis)是一类属于真眼点藻纲(Eustigmatophyceae)、球形或近似球形的单细胞真核生物，具有较高的光合作用效率、生物量和油脂含量【4】。目前，对有些微拟球藻株已建立了成熟的大规模封闭式光生物反应器和开放池的户外培养体系，多个藻株的全基因组序列业已公布，遗传转化体系也已建立【5】。因而，该属的种类被认为是最有潜力的工业产油的模式研究藻种【4】。该属有6个已定种l，其中仅有一个种类为淡水类型[m】。尽管利用海洋种类作为微藻生物质原料的生产有许多优势，然而，从污水处理角度考虑利用淡水种类更为合适。迄今，尚未见对淡水湖泊微拟球藻(Mlimnetica)产油特性的报道，也没有关于其对碳耐受及不同氮源利用效率的研究。本文以湖泊微拟球藻为对象，分析在不同浓度CO下，其对不同类型氮源的利用及油脂与脂肪酸含量，为利用淡水微拟球藻生产生物能源的同时进行污水及废气中氮去除的应用潜力提供理论依据。1材料与方法1．1藻株和培养湖泊微拟球藻∽limneticaKR1998／3)由德国淡水生态和内陆渔业研究所(InstituteofFreshwaterEcologyandInlandFisheries，Neuglobs0w)LotharKrienitz教授提供，经稀释涂平板纯化后得到无菌藻落。常规培养使用BG11培养基，在温度为22~C、光强为60gmolphotons／(m2．s)的连续光照下进行。三种氮源实验分别用1mmol／L的NH4C1、NaNO2或NaNO3替代BG11培养基中的NaNO3。培养使用内径为3cm，长为60cm的柱状玻璃管。接种起始730=0．15，培收稿日期：2014．04-30；修订日期：2014—08—23基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2011CB200901)资助作者简介：李凤娟(1982一)，女；黑龙江哈尔滨人；博士研究生；主要从事环境生物学研究。E—mail：lifj_hit@163．tom通信作者：胡晗华，E—mail：hanhuahu@ihb．ac．cn2期李凤娟等：不同氮源及COz浓度下湖泊微拟球藻的生长及产油特性分析439表1不同氮源下湖泊微拟球藻在通空气(A)与2％C02(B)条件下总脂含量(占藻细胞干重)及其脂肪酸组成(摩尔百分E)Tab．1Totallipid(％drycellweight)co