[发明专利]一种利用褪黑素促进高光缺氮胁迫下微藻油脂积累的方法

说明书

本发明涉及一种利用褪黑素促进高光缺氮胁迫下微藻油脂积累的方法，属于微藻生物技术领域。本发明在温度为24～26℃条件下，以10g/L葡萄糖为碳源的BG‑11基础培养基异养培养单针藻，待单针藻生长至对数生长期后期收集藻细胞，用缺氮的BG‑11培养基稀释重悬浮藻细胞至0.7g/L作为诱导藻液；用无水乙醇配制10mmol/L的褪黑素母液，将褪黑素母液添加诱导藻液中稀释褪黑素浓度为10‑80μmol/L，并置于温度为24～26℃、100～120μmol m^‑2s^‑1光照强度下诱导培养；利用有机溶剂提取藻细胞内的油脂。本发明方法操作简单，能够缩短藻细胞诱导的周期，提高油脂含量，保证微藻生长，可解决微藻产业化诱导过程中存在的生物量降低和油脂含量低等问题。

技术领域

本发明涉及微藻生物技术领域，具体涉及一种利用褪黑素促进高光缺氮胁迫下微藻油脂积累的方法。

背景技术

微藻对非生物胁迫具有一定的耐受性，可积累高价值次级代谢物，包括油脂、虾青素、藻蓝蛋白等。又因其可以进行光合作用，能有效利用太阳能将水、CO₂和无机盐转化为有机物。因此，微藻生物质作为替代陆生植物生产生物燃料的原料。

在异养条件下微藻利用葡萄糖等有机碳源可快速积累生物质，大大缩短了藻细胞生长周期，提高了细胞生物量产率，但异养条件下培养的藻细胞品质较差，一般获得的藻细胞油脂含量较低，因此异养阶段一般不适于积累油脂。而采用两阶段法诱导微藻积累油脂成为当今研究的热点，Zhao等利用“异养-光化学诱导”大幅度提高了微藻中油脂含量(Zhao,Y.,Li,D.,Ding,K.,Che,R.,Xu,J.W.,Zhao,P.,Li,T.,Ma,H.,Yu,X.2016.Production of biomass and lipids by the oleaginous microalgaeMonoraphidium sp.QLY-1through heterotrophic cultivation and photo-chemicalmodulator induction.Bioresour Technol,211,669-76.)；此外，高光照、缺氮均是常见的诱导微藻积累次级代谢产物的方式，但高光照和缺氮胁迫下通常会抑制藻细胞的生长，从而降低了微藻生物量产率，进而增加微藻生产生物柴油的成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用褪黑素促进高光缺氮胁迫下微藻油脂积累的方法，本发明方法采用可异养的微藻，进行藻种异养的培养使藻细胞在短时间内快速生长，随后稀释至适量的浓度进行光自养缺氮培养，同时结合褪黑素诱导藻细胞大量积累油脂，并利用有机溶剂提取藻细胞内油脂；本发明操作简单，能够缩短藻细胞的生长周期，提高油脂的产率。

一种利用褪黑素促进高光缺氮胁迫下微藻油脂积累的方法，具体步骤如下：

(1)诱导藻液的制备：在温度为24～26℃条件下，以10g/L葡萄糖为碳源的BG-11基础培养基异养培养单针藻，待单针藻生长至对数生长期后期收集藻细胞，用缺氮的BG-11培养基稀释重悬浮藻细胞至0.7g/L作为诱导藻液；

(2)诱导藻细胞积累油脂：用无水乙醇配制10mmol/L的褪黑素母液，将褪黑素母液添加到步骤(1)的诱导藻液中稀释褪黑素浓度为10～80μmol/L，并置于温度为24～26℃诱导培养；

(3)利用有机溶剂提取步骤(2)藻细胞内的油脂；

进一步的，所述单针藻为单针藻菌株Monoraphidium sp.QLY-1(NCBI：KM199735)；

进一步的，所述步骤(2)中光照强度为100～120μmol·m^-2·s^-1；

进一步的，所述步骤(3)中有机溶剂为氯仿-甲醇溶液；

进一步的，所述氯仿-甲醇溶液中氯仿与甲醇的体积比为1:2；