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转hTNF-α基因聚球藻7002的培养与光合作用

作　者: 汪晶
导　师: 谭天伟；丛威
学　校: 北京化工大学
专　业: 生物化工
关键词: 转基因聚球藻培养条件混合培养光合作用有机碳源
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文以转 hTNF-α 基因聚球藻 7002 为研究对象,寻找其最佳培养方式与条件,以期为它的产业化奠定基础。本文首先通过摇瓶实验对影响转基因聚球藻生长的主要因素进行了较系统的研究,进而在2.5L光生物反应器中对其进行混合营养培养,并利用光合作用特性曲线对混合营养中光合作用与有机碳利用之间的关系进行了初步研究。本论文的主要工作包括:(1)在摇瓶实验中初步确定转基因聚球藻的培养条件。实验结果表明:转基因聚球藻生长的最适光强为 100μmol m-2s-1;最适生长温度是 35℃;最适 pH 值为 8.2;在氯化钠为 12g/L-24g/L 的盐度范围内生长良好;利于转基因聚球藻生长的无机氮源为硝酸盐,硝酸钠最佳浓度为 1.0g/L;有机碳源对藻的生长有促进作用,转基因聚球藻可以利用的有机碳源有葡萄糖、蔗糖、N-乙酰葡萄糖胺;同时补加无机碳和有机碳比单独添加有机碳对藻细胞生长的促进作用更显著。(2)在 2.5L 光生物反应器中进行转基因聚球藻的混合营养培养条件的研究。实验结果表明:适量配加 CO2是促进藻生长的有效手段,在本实验条件下添加 CO2的最佳比例为总通气量的 3%;即使在饱和的无机碳源下,有机碳源仍能对藻细胞生长起促进作用,其最大细胞密度可达到光自养下的 2.3 倍,其中 N-乙酰葡萄糖胺对细胞生长的 III<WP=6>促进作用比葡萄糖、蔗糖更显著,且因其不易被细菌利用,更适于作为转基因藻混合营养培养的有机碳源;适当的通气量可以加速细胞的生长及对有机碳源的利用;光强在转基因聚球藻培养液中的衰减可用下式表示:I = I0e?( ?0.0263+1.1909?OD750)?d(3)研究了转基因聚球藻的一些生理特性,主要是利用光合作用曲线分析探究混合营养中无机碳与有机碳代谢之间的关系。转基因聚球藻在 35℃时光合放氧活性最强;以不同 CO2为底物的光合放氧曲线表明适当地提高基质中 CO2(无机碳)的浓度,藻细胞的光合放氧活性增强;在混合培养中,有机碳的加入会抑制低 CO2浓度下生长的藻细胞的初时光合放氧,但经过一个对有机碳转运代谢系统的诱导、激活过程后,有机碳源对藻细胞的光合放氧速率有较强的促进作用;当有机碳源与无机碳同时加入时,藻的初时光合放氧速率大大提高,说明细胞利用无机碳和有机碳的机制之间存在某种相互作用。

全文目录

第 1 章文献综述  12-23
  1.1 蓝藻的生物学特性及基因工程  12-13
  1.2 转 hTNF-α 基因聚球藻 7002  13-14
  1.3 蓝藻生长的营养方式  14-15
  1.4 蓝藻生长的培养条件  15-17
    1.4.1 光照强度  15
    1.4.2 温度  15-16
    1.4.3 盐度与 pH  16
    1.4.4 碳源  16-17
    1.4.5 氮源  17
  1.5 蓝藻的光合作用  17-18
  1.6 蓝藻的碳代谢  18-21
    1.6.1 蓝藻的无机碳聚集机制  18-20
    1.6.2 蓝藻对有机碳源的同化作用  20
    1.6.3 蓝藻的混合营养体系中光自养代谢与异养代谢的关系  20-21
  1.7 微藻的培养系统  21-22
  1.8 本论文的主要内容  22-23
第 2 章材料与方法  23-31
  2.1 藻种  23
  2.2 培养方法  23-26
    2.2.1 培养基  23-24
    2.2.2 培养过程  24-25
      2.2.2.1 藻种的纯化  24
      2.2.2.2 藻种培养  24-25
      2.2.2.3 摇瓶培养  25
      2.2.2.4 2.5L 气升式光生物反应器的培养  25
    2.2.3 培养装置  25-26
      2.2.3.1 摇床  25
      2.2.3.2 2.5L 气升式光生物反应器  25-26
  2.3 分析方法  26-31
    2.3.1 细胞干重  26
    2.3.2 细胞密度  26-27
    2.3.3 细胞叶绿素浓度  27
    2.3.4 光合放氧测定  27-28
      2.3.4.1 氧电极  27
      2.3.4.2 样品的测定  27
      2.3.4.3 光合和呼吸速率曲线  27-28
    2.3.5 光强测定  28
    2.3.6 N-乙酰葡萄糖胺测定  28-29
      2.3.6.1 试剂  28
      2.3.6.2 操作  28-29
    2.3.7 光衰减的测量  29
    2.3.8 分析测试仪器  29-31
第 3 章转基因聚球藻 7002 的摇瓶培养  31-39
  3.1 光照强度对转基因聚球藻生长的影响  31-32
  3.2 培养温度对转基因聚球藻生长的影响  32-33
  3.3 盐浓度对转基因聚球藻生长的影响  33-34
  3.4 不同起始 pH 对转基因聚球藻生长的影响  34-35
  3.5 氮源对转基因聚球藻生长的影响  35-36
  3.6 有机碳源对转基因聚球藻生长的影响  36
  3.7 NaHCO3 对于添加有机碳源的藻细胞生长的影响  36-37
  3.8 小结  37-39
第 4 章转基因聚球藻 7002 在光生物反应器的混合营养培养  39-46
  4.1 CO2 浓度对转基因聚球藻生长的影响  39-40
  4.2 有机碳源对转基因聚球藻生长的影响  40-41
  4.3 不同通气量对转基因聚球藻生长的影响  41-42
  4.4 光在转基因聚球藻培养液中的衰减  42-45
  4.5 小结  45-46
第 5 章转基因聚球藻 7002 在不同培养情况下的光合作用  46-54
  5.1 转基因聚球藻的室温可见光吸收光谱  47-48
  5.2 转基因聚球藻在不同温度下的光合作用  48-49
  5.3 转基因聚球藻在不同 CO2 浓度下的光合作用  49-50
  5.4 转基因聚球藻在混合培养条件下的光合作用  50-52
    5.4.1 混合营养培养初始时转基因聚球藻的光合作用  50-51
    5.4.2 混合营养培养对数生长期转基因聚球藻的光合作用  51-52
    5.4.3 无机碳对藻细胞利用有机碳源的光合作用影响  52
  5.5 小结  52-54
第 6 章结论与展望  54-56
  6.1 结论  54-55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-63
致谢  63-64
附录  64-65
攻读学位期间发表的学术论文  65

转hTNF-α基因聚球藻7002的培养与光合作用

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