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丛粒藻(Botrycoccus braunii)能够大量合成并积累烃类物质,总烃含量一般可占细胞干重的25%~40%,最高可达76%,其组分和结构与石油十分接近,燃烧后产热值高。因此,丛粒藻是一种具有潜在应用价值的能源微藻。
本文对3株采集自不同地点的丛粒藻(AGB-Bb01、AGB-Bb02和AGB-Bb03)进行了显微结构和亚显微结构观测,研究了不同藻株间的形态变化。PCR扩增了18S rDNA、1TS和rbcL基因序列,并结合GenBank数据库中已登录的丛粒藻相应序列比较分析了16株丛粒藻藻株的遗传距离和序列相似性,重建了系统发生树。结果表明:采集自不同地理位点的丛粒藻藻株在细胞大小、聚落大小和聚落细胞数目方面存在较明显的差异,亚显微结构显示不同藻株的杯状鞘厚度及细胞的包埋程度也存在差异;不同地理株间具有较高的遗传多样性,系统发生树显示所有藻株可分成2个簇群和4个亚群,存在一定程度的地理隔离。研究证明了18S rDNA和ITS区基因序列是进行丛粒藻基因分型和遗传多样性研究的良好位点,而通过分析3株丛粒藻与分类归属地位有争议的不同目的微藻rbcL基因序列发现,采用邻接法、最小进化法、最大简约法和非加权组平均法构建的系统树均显示,该藻与衣藻目的亲缘关系较近且,这与日本学者用18S rDNA研究的结果相一致,为系统了解丛粒藻的遗传多样性和开展优良藻株选育工作奠定了基础。
要实现丛粒藻产烃的工厂规模化生产,优良藻株的选育和培养条件优化必不可少,总烃、总脂含量高和生长速度快的藻株是筛选的首要目标。分别选取丛粒藻藻株AGB-Bb01、AGB-Bb02和AGB-Bb03处于延滞期、对数生长前期、对数生长后期和稳定期的藻细胞,分别采用正己烷法和索氏提取法进行总烃含量及总脂含量的测定,发现3株丛粒藻在不同的生长时期总烃、总脂含量不同,最高值出现在对数生长后期。丛粒藻在Chu10、Chu13、BG11和BBM这4种培养基中的生长适应情况不同,3株实验微藻在不同培养基中的生长速率、生物量、总烃和总脂含量表现出差别。结果表明:AGB-Bb01在Chu13培养基中的生物量最高,AGB-Bb02和AGB-Bb03在BG11培养基中的生物量最高;AGB-Bb01和AGB-Bb02在Chu10培养基中总烃及总脂含量较高,AGB-Bb03在Chu13培养基中总烃及总脂含量最高,为丛粒藻烃类最佳收获期的选择和工业化大规模养殖提供实验基础。