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目的:本研究从新疆沙漠沙样中已经分离出的18株沙漠微藻中筛选出一株具有产油潜力的微藻,并对其生长的培养基进行响应面优化。设计一种户外规模培养沙漠微藻的管式光生物反应器,并进行实际加工组装。户外条件下,在三角瓶和所设计的管式光生物反应器中对所筛选出的一株具有产油潜力的微藻进行培养实验,以期为今后微藻的工业化培养生产奠定一定的理论基础。方法:运用称重法测定了18株沙漠微藻的生物量,用氯仿-甲醇法和磷酸香草醛法测定了18株沙漠微藻的总脂含量和总脂浓度,并计算了总脂收获量。运用响应面法优化微藻生长的培养基,以微藻生物量和总脂浓度为响应值,进行了Plackett-Burman筛选实验和Central Composite Design优化实验。运用Auto CAD 2008制图软件绘制了所设计户外培养沙漠微藻管式光生物反应器的主体结构图和安装的支架和立架图,并实际加工。在户外自然温度和光照强度不可控的条件下,以所筛选出的具有产油潜力的微藻为实验藻,在三角瓶和所设计加工的管式光生物反应器中进行了相关的培养实验研究。运用Design-Expert8.0软件及origin8.0软件进行数据统计处理和作图。结果与结论:1.在18株沙漠微藻中筛选出一株具有产油潜力的微藻。通过生物量测定结果比较分析,表明藻株TLD2A1(650 mg/L)、TLD7B-5(600mg/L)、GTD3a-5(580mg/L)、GTD8A1(560mg/L)GTD9c-2(550mg/L)五株生物量较大。通过总脂含量和总脂浓度测定结果比较分析表明藻株GTD3a-5的总脂含量(33%)和总脂浓度(186mg/L)最高。综上,从18株沙漠微藻中筛选出了一株具有产油潜力的微藻藻株GTD3a-5。2.以GTD3a-5为实验藻株,优化其生长的培养条件。通过响应面设计,以生物量和总脂浓度为响应值,通过Plackett-Burman筛选实验得到了影响藻株GTD3a-5的生物量和总脂浓度的三个主要影响因子(Na NO3、Ca Cl2.2H2O、EDTA),并以这三个主要影响因子进一步进行了Central Composite Design优化实验,最终分别建立了藻株GTD3a-5生物量和总脂浓度的二次多项式数学回归模型。通过响应面法分析了两者模型各因素之间的交互作用,得到了当培养基中Na NO3浓度为150 mg/L、Ca Cl2.2H2O浓度为18 mg/L、EDTA浓度为20 mg/L时,可获得藻株GTD3a-5的最大生物量,当培养基中Na NO3浓度为50 mg/L、Ca Cl2.2H2O浓度为18 mg/L、EDTA浓度为20 mg/L时,可获得藻株GTD3a-5的最大总脂浓度。3.根据微藻细胞的生长特性和环境要求设计加工了一套在户外条件下培养沙漠微藻的气升管式光生物反应器,主要由光反应管道、气升管道、配气装置及附属元件等组成。并在户外条件下,以GTD3a-5为实验藻,进行了藻株在三角瓶中的预实验和与光生物反应器中的培养对照实验。实验结果表明:通过遮阴网的遮光处理可保证沙漠微藻在户外自然温度和光照强度不可控的条件下,在光生物反应器中能够正常连续生长七天,且微藻GTD3a-5在光生物反应器中的生长几乎是在三角瓶中生长的2倍。