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为了探讨微藻生产多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)的最适条件,本文以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和等鞭金藻(Isochrysis galbana)为材料,研究了不同培养条件下两种微藻的生长和PUFAs含量变化。 三角褐指藻的最适生长温度为20℃,当培养温度超过25℃时,其生长受到明显的抑制。等鞭金藻适宜的温度范围为25~30℃,温度低于15℃,生长缓慢。降低培养温度提高了三角褐指藻EPA(eicosapentaenoic acid)和PUFAs含量,10℃时,EPA和PUFAs的含量分别比25℃时提高了90%和50%。等鞭金藻细胞中的DHA(docosahexaenoic acid)含量变化也表现出相同的趋势,但其PUFAs含量在20℃达到最大。在一定光强范围内,两种微藻比生长速率随着光强增加而增加。两种微藻在光强为80μmol m-2s(-1)时,比生长速率最大,分别为0.86和0.81d-1。随着光强的增加,三角褐指藻EPA和PUFAs的含量下降,而等鞭金藻DHA和PUFAs含量则表现相反的趋势,130μmol m-2s(-1)时二者的含量分别比30μmol m(-2)s-1时增加了110%和16%,在210μmol m(-2)s(-1)出现下降。 氮源的种类和浓度均影响三角褐指藻和等鞭金藻的生长与PUFAs的合成。氮浓度低于1.80mM时,三角褐指藻以NH4+为氮源生长最快;氮浓度高于3.50mM时,以NH2CONH2为氮源生长最快。等鞭金藻以NH2CONH2为氮源生长最快,对NH4+比较敏感,当NH4+浓度高于0.90mM时,其生长就受到抑制。无论是哪种氮源,三角褐指藻EPA含量均随着氮浓度的增加而升高。PUFAs含量随着NO3-浓度增加而降低,随着NH2CONH2浓度增加而上升,而几乎不受NH4+浓度的影响。以NH4+或NH2CONH2为氮源,等鞭金藻DHA含量在1.80mM时达到最高;以NO3-为氮源,在3.50mM时最高。氮浓度为0.01mM时,EPA或DHA合成受阻,从而导致三角褐指藻中C18:2(n-6)、C18:3(n-6)和等鞭金藻中C18:2(n-6)积累。 随着磷浓度的增加,三角褐指藻比生长速率增加;对等鞭金藻来说,当磷浓度高于39μM时,其比生长速率呈下降趋势。磷浓度越高,三角褐指藻EPA和PUFAs含量越低。虽然磷浓度为3μM时,二者含量最高,但生物量最低。等鞭金藻DHA含量随磷浓度的增加而上升,75μM时达到最大,但PUFAs含量随磷浓度的增加而下降。 Fe3+缺乏,对两种微藻的生长具有不同程度的限制作用。当Fe3+浓度高于24.5μM时,对三角褐指藻的生长表现出抑制作用,但对等鞭金藻的生长没有影响。随着Fe3+浓度的增加,三角褐指藻的EPA和PUFAS含量逐渐下降。等鞭金藻DHA和PU队s含量随Fe3+浓度的增加先上升后下降,二者达到最大时的Fe3+浓度分别为60.5林M和24.5抖MO 高co:浓度能显著地促进两种微藻的生长。高co:浓度(20000 ppmv,2%)条件下,三角褐指藻EPA和PUFAs含量分别比对照(350 ppmv)提高了1 .3和1 .9倍;等鞭金藻在高CO:浓度下,DHA含量比对照下降了29%,但PUFAS含量比对照提高了35%。可见,提高CO:浓度可有效的调控微藻多不饱和脂肪酸的合成。 从生产的角度来看,三角褐指藻培养在150c,光强为80林molm一“S一,,以7.00 mM的NHZe州H:为氮源,75林M的N出ZPo;为磷源;Fe3+浓度为12.5林M并加富eoZ可以获得最高的EPA和PuFAs产量。等鞭金藻在200c,光强为130林molm一S一,,以1.somM的NHZeoNH:为氮源,39oM的NaHZPo;为磷源;Fe,+浓度为24.5协M并加富CO,可以获得最高的DHA和PUFAs产量。