如何加快产油高藻类的生长速度?

目前研究显示,布朗葡萄藻的含油量非常高,能够用6天左右的时间增殖1倍,而近期日本发现的Aurantiochytrium仅用4个小时就能增殖1倍。

日本的彼谷教授等正在研究的是结合利用布朗葡萄藻和Aurantiochytrium两者的“混合繁殖”。提取油分之后的布朗葡萄藻“残渣”,以及布朗葡萄藻繁殖过程中分泌出的糖分会成为Aurantiochytrium的养分。也就是利用布朗葡萄藻的繁殖进行Aurantiochytrium的繁殖。

虽然存在如何提供繁殖所需“营养”的问题,但夜间也可繁殖的藻类的存在,为全面大量生产燃料提供了更多的可能性。”由于这种藻类繁殖速度非常快,因此如果能够以低成本提供养分,便可实现燃料的低成本化及大量生产系统。甚至考虑到利用下水污泥和食品工厂废水等含有有机物的废弃物,大部分都能成为Aurantiochytrium的营养。

 

附注:

http://etds.lib.ncku.edu.tw/etdservice/view_metadata?etdun=U0026-1808201219055900

来自北台湾之海洋异营性微藻分离株:Aurantiochytrium sp. strain BL10之生物特性研究(作者:苏昱铭)

BL10是一个来自台湾北部河口的异营性微藻分离株,具有许多异於其他微细藻类的特性:1. 广盐性 (euryhaline),在2 – 35 ppt的盐度范围内有最佳的生长速率。2. 嗜糖性 (saccharophilic),其生长不受高浓度葡萄糖 (140 gL-1) 的抑制。3. 油脂性 (oleaginous),含油量可达乾重的80%。4. 容易培养,以0.01gL-1接种,培养72小时後,可达120 gL-1的生物量。5. 有别於标准路径的长链不饱和脂肪酸生合成路径。6. 特殊的生活史,除了营养细胞 (vegetative cell) 外,尚能产生具有游动能力的游走孢子 (zoospore) 以及爬行能力的阿米巴细胞 (amoeboid cell)。因此,或许能将BL10建立为新型的模式生物,用以研究微藻的渗透压调节、油脂产生及堆积、长链不饱和脂肪酸的生合成路径、以及细胞迁徙等生命现象。然而欲以其为模式生物,必先了解其属於哪种藻、能否取得全基因体的资料,以及是否容易进行基因操作。
因此,本研究的目的,在於确认BL10的分类地位、评估与分析基因体大小及染色体核型 (karyotype),以及研拟全基因体定序及基因操作的策略。首先以18S rDNA的序列与已知Aurantiochytrium以及其他破囊壶菌品系进行亲缘关系分析时,发现BL10会与已知的Aurantiochytrium品系形成单系类群 (monophyletic group) 同时和A. limacinum的type species SR21,而非A. mangrovei的type species RCC893有较近似的亲缘关系。BL10容易观察到阿米巴细胞,以及阿米巴细胞在停止移动後不会立即形成游走孢子的形态特徵也和A. limacinum近似,然而BL10不会形成孢子囊,以及单一营养细胞形成孢子囊的特徵与A. limacinum迥异。因此本研究仍暂时将BL10定名为Aurantiochytrium sp.。
此外,我们利用添加0.2% Triton X-100的方法,证明阿米巴细胞为BL10的三种细胞中 (另两种为游走孢子及营养细胞) 细胞壁最薄 (或唯一缺乏细胞壁) 的一种,同时在特定培养条件 (例如於培养基内添加0.9%硫酸钠取代海水的作法) 以及特定培养时间 (对数生长期;接种12小时前後) 有较高比例的阿米巴细胞出现 (占总细胞之16%),可作为利用电穿孔法,将外来基因或双股RNA送入BL10的胜任细胞来使用。
後续以流式细胞仪,搭配基因体12 Mbp的酵母菌 (Saccharomyces cerevisiae strain W303-1A) 作为内标准,以DNA的相对萤光强度,换算所得之BL10基因体大小为40.5 Mbp,仅为Chlamydomonas (现行微藻模式生物) 的1/3。并以萤光显微镜观察细胞分裂中期细胞的染色体,发现BL10具有3条染色体的核型,并以萤光原位杂交证实为其单套生物体,说明有机会能利用次世代的定序仪,完成BL10全基因组的定序。

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