[发明专利]一种缺氮联合独脚金内酯促进单针藻积累油脂的方法

说明书

本发明公开了一种缺氮联合独脚金内酯促进单针藻积累油脂的方法。通过两阶段培养单针藻，包括以下步骤：先利用葡萄糖作为有机碳源异养培养单针藻至对数生长期后期时收集藻细胞；再将自养缺氮的BG‑11作为第二阶段的诱导培养基重新悬浮藻细胞，作为诱导藻液；用丙酮配制1mmol/L独脚金内酯(SLs)母液，将独脚金内酯(SLs)母液添加到诱导藻液中稀释独脚金内酯(SLs)母液至终浓度为1μmol/L，并将藻液置于摇床中光照培养；将培养到稳定期的藻细胞用离心分离法富集，提取油脂，甲酯化制备得到生物柴油。本发明简单易行、能大幅缩短产油单针藻的培养时间，并显著增加油脂产量，从而大大提高了微藻生产生物柴油的效率。

技术领域

本发明属于生物柴油技术领域，具体涉及一种缺氮联合独脚金内酯促进单针藻积累油脂的方法。

背景技术

近年来，化石能源过度使用导致的环境污染、能源短缺等问题日益严重，生物柴油作为化石能源的理想替代品引起了人们广泛的关注，它可以通过动植物油的转酯反应来制备，其性能指标好控制，稳定性好。生物柴油(Biodiesel)，即脂肪酸甲酯，是一种含氧清洁燃料，由菜籽油、大豆油、回收烹饪油、动物油、微生物油脂等可再生油脂与短链醇类经转酯化而形成的混合脂类。生物柴油作为优质的柴油代用品，是一种可再生、生物可降解、稳定性好和无毒的燃料,属环境友好型绿色燃料,具有深远的经济效益与社会效益。

微藻作为生产生物柴油的一种可再生原料，具有分布广、生物量大、光合效率高、环境适应能力强、生长周期短、油脂含量高和环境友好等优点已被广泛研究，有望破解后石油时代的能源危机。因此，利用微藻生产生物柴油具有广阔的发展前景。微藻的生长模式有自养、异养、兼养。现在主要采用的是自养培养，但是该培养方式微藻具有藻细胞生长周期过长、产率低、易染菌和采收成本高等原因，导致不能大规模的应用；同时，在微藻培养过程中，除培养方式影响以外，光照、温度、金属离子、非生物胁迫和植物激素等也同样对生长和油脂积累有显著性影响。单针藻属于一种单细胞绿色微藻，有研究表明在非生物胁迫条件下，比如在氮缺陷条件下，会引发藻细胞的氧化损伤，进而促进了细胞内脱落酸(AbscisicAcid,ABA)和吲哚乙酸(Indole acetic acid,IAA)的合成，ABA和IAA可以与活性氧(Reactive oxygen species,ROS)相互作用，减缓由氮缺陷引起的细胞氧化损伤，进而促进油脂的大量积累。植物激素作为微藻新陈代谢过程中的信使，可以调控微藻的生长和代谢物的积累。有研究指出，在赤霉素作用下，破囊壶菌的生物量和油脂含量相比对照分别提高了14.4％和43.6％；在黄腐酸的作用下，维持细胞生物量稳定的情况下，促进了单针藻油脂含量的积累。独脚金内酯(Strigolactones，SLs)是一类类胡萝素衍生物，不仅广泛存在于植物体内，还存在于苔藓、轮藻及绿藻内。最新研究证明独脚金内酯是一种可调控植物株型发育的新型植物激素，能够调控侧芽伸长,株高,叶片形状,衰老,种子萌发,侧根生长等发育过程。可作为一种长距离信号分子参与生长素和细胞分裂素共同调控植物侧枝的生长而维持植物的株型。同时是介导植物寄主与其寄生或共生生物互作的一种信号分子。在调控细胞与细胞及细胞与环境的相互作用中起着至关重要的作用。目前,独脚金内酯已成为国际研究热点。独脚金内酯(SLs)作为一种植物激素可以对植物在非生物胁迫条件下，发挥关键的调节作用；缺氮联合独脚金内酯(SLs)作用，与第二信使NO一样，独脚金内酯(SLs)作为信号分子，当外界环境产生胁迫，独脚金内酯(SLs)接收胁迫信号并与Ca²⁺、ABA和CK等发生关联，从而有利于油脂含量的积累。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缺氮联合独脚金内酯促进单针藻积累油脂的方法，该方法为两阶段培养，具体为第一阶段利用异养BG-11基础培养基培养微藻至对数生长后期；第二阶段利用自养的缺氮BG-11联合独脚金内酯(SLs)培养微藻油脂积累的方法；同时促进微藻生物量和油脂含量的增加，该方法过程简单。具体包括以下步骤：

a、以葡萄糖为碳源的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；