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该文以转人源胸腺素α1(Tα1)-泛素融合蛋白基因聚球藻7942这一新的转基因蓝藻光自养培养作为研究对象,对培养过程所涉及的Tα1检测方法、外源基因表达条件、培养基优化、光生物反应器培养工艺、动力学及代谢流等进行了较为深入的研究.利用由Tα1-小牛血清白蛋白融合蛋白免疫新西兰兔获得的抗体,建立了转基因聚球藻7942细胞内Tα1的ELISA测定方法;确定20 ml玻璃瓶中Tα1的诱导表达条件为:藻细胞OD<,730>0.6,诱导的红光光强3 kk,pH9.5,温度30℃,诱导时间3h.利用Plackett-Burman实验设计和中心组合旋转设计方法对BG-11培养基进行了优化,结果表明适合于转基因聚球藻7942光自养培养的培养基需用7.36g/L NaHCO<,3>取代BG-11培养基中的0.02g/L Na<,2>CO<,3>,同时将K<,2>HPO<,4>·3H<,2>O的浓度由BG-11培养基中的39 mg/L提高至69.8mg/L.摇瓶培养和1.5L气升式光生物反应器培养表明,优化后培养基中藻细胞浓度分别为BG-11培养基中的1.98倍和1.49倍,而Tα1表达能力分别比BG-11培养基中提高了90﹪和51﹪. 根据光合作用原理,在微藻光自养培养动力学研究中,引入光化学量子得率(ψ<,p>)的概念,获得了转基因聚球藻7942光自养生长的本征动力学参数Y<,max>和m,其值分别为1.21×10<-2> g/kJ和0.49 kJ/(g·h),且与代谢流分析得出的结果一致.因此较好地解决了迄今文献中所报道的微藻光自养生长的Y<,max>和m随培养时的入射光强变化而改变这一问题.在分批培养过程光传递和动力学分析基础上,建立并优化了转基因聚球藻7942光生物反应器高密度高表达培养工艺.将在1.5L气升式光生物反应器中培养8d的转基因聚球藻7942转入1.2L平板式光生物反应器中进行诱导表达,Tα1表达量为4.52 mg/L,藻细胞和Tα1的生产速率明显优于摇瓶培养;与相同入射光强下1.5L气升式光生物反应器培养相比,1.2L平板式光生物反应器培养能明显提高藻细胞和Tα1的生产速率;9klx光照条件下1.5L气升式光生物反应器中转基因聚球藻7942半连续培养表明,更新速率为培养液体积的60﹪和70﹪时,藻细胞和Tα1生产速率最大,分别为0.51 g/d和1.81 mg/d,是相同条件下1.5L气升式光生物反应器中转基因聚球藻7942分批培养的2.43倍和3.20倍,是以BG-11为培养基时250 ml摇瓶中培养的7.85倍和12.38倍.