雨生紅球藻ZL-1生長(zhǎng)和蝦青素積累條件優(yōu)化

李艷國, 楊柳, 徐年軍, 孫雪, 張琳

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雨生紅球藻ZL-1生長(zhǎng)和蝦青素積累條件優(yōu)化

李艷國, 楊柳, 徐年軍, 孫雪, 張琳*

寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 浙江省海洋生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 寧波 15211

分離鑒定了一株雨生紅球藻ZL-1, 比較了不同接種密度和吲哚乙酸濃度對(duì)其生長(zhǎng)的影響; 在此基礎(chǔ)上, 探究了不同濃度水楊酸和鹽度對(duì)雨生紅球藻蝦青素積累的影響。結(jié)果表明: (1)接種密度為2.00×104cell·mL–1時(shí), 雨生紅球藻生長(zhǎng)快速, 最終生物量達(dá)到最大值0.43 g·L–1; 不動(dòng)細(xì)胞比游動(dòng)細(xì)胞更快的積累蝦青素, 高光誘導(dǎo)不動(dòng)細(xì)胞得到最高蝦青素產(chǎn)量為8.44 mg·L–1; IAA終濃度為1.5 mg·L–1時(shí), 雨生紅球藻生長(zhǎng)速度最快, 最終細(xì)胞密度和干重分別比對(duì)照組提高了24.28%和27.11%; (2)水楊酸具有緩解高光脅迫和促進(jìn)蝦青素積累的雙重作用, 15和25 mg·L–1水楊酸誘導(dǎo)下, 雨生紅球藻生物量較高, 蝦青素產(chǎn)量分別比對(duì)照組提高了18.18%和18.94%; 使用4‰的鹽度脅迫雨生紅球藻, 蝦青素產(chǎn)量較對(duì)照組提高了17.42%, 但鹽度也會(huì)引起藻細(xì)胞的漂白、死亡, 導(dǎo)致生物量顯著降低。

雨生紅球藻; 接種密度; IAA; 水楊酸; 鹽度; 蝦青素

1 前言

蝦青素(Astaxanthin)屬于類胡蘿卜素類物質(zhì), 它不僅是抗氧化活性最高的天然產(chǎn)物, 還是優(yōu)良的天然著色劑[1]。蝦青素在醫(yī)藥、食品保健、化妝品等行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用; 亦用作觀賞魚、蝦等經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)動(dòng)物的飼料添加劑[2-3]。雨生紅球藻()是一種淡水單細(xì)胞綠藻, 因富含蝦青素而被稱為天然蝦青素的“濃縮品”, 是天然蝦青素最理想的來源之一[4]。雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素多采用兩步培養(yǎng)法：首先優(yōu)化培養(yǎng)條件以獲得較高的生物量; 然后利用高光等脅迫條件, 誘導(dǎo)蝦青素快速積累。

接種密度是影響微藻增殖速率和最終生物量的重要因素[5-6], 確定合適的接種密度是養(yǎng)殖雨生紅球藻的基礎(chǔ)。吲哚乙酸(IAA)分布廣泛, 具有促進(jìn)細(xì)胞分裂、增殖等作用[7]。研究表明, 適宜濃度IAA能促進(jìn)藻類細(xì)胞增殖, 影響其生化組成[8, 9]。據(jù)報(bào)道, 水楊酸參與雨生紅球藻蝦青素合成的信號(hào)調(diào)控, 適宜濃度水楊酸可提高雨生紅球藻類胡蘿卜素基因的表達(dá)量[10], 增加其抗氧化活性和蝦青素的積累量[10, 11]。鹽度脅迫也可誘導(dǎo)雨生紅球藻類胡蘿卜素基因的表達(dá)[13, 14], 促進(jìn)蝦青素快速積累[15, 16]。蔣霞敏等[17]研究表明, 在促進(jìn)雨生紅球藻蝦青素積累的方法中, 鹽度脅迫要優(yōu)于溫度和光照。李曉夢(mèng)等[18]使用乙酸鈉調(diào)節(jié)鹽度, 表明鹽度脅迫比高光更能有效地促進(jìn)蝦青素積累, 但不同培養(yǎng)條件及藻種所需的最適鹽度不同。本研究?jī)?yōu)化了促進(jìn)雨生紅球藻ZL-1生長(zhǎng)的最適接種密度及最適IAA濃度, 并在此基礎(chǔ)上探究了雨生紅球藻ZL-1對(duì)水楊酸誘導(dǎo)和鹽度脅迫的響應(yīng)情況, 為雨生紅球藻ZL-1藻株的研究及規(guī)?；B(yǎng)殖奠定基礎(chǔ)。

2 材料與方法

2.1 藻種分離、鑒定及培養(yǎng)條件

雨生紅球藻藻種由寧波大學(xué)微藻種質(zhì)庫提供。經(jīng)多次平板純化后挑取單克隆, 利用抗生素除菌得到純種雨生紅球藻。離心收集生長(zhǎng)旺盛的藻細(xì)胞, 提取基因組DNA, 利用引物(Forward:5'-ACCTGG-TTGATCCTGCCAG-3'; Recverse:5'-CCTTGTTAC-GACTTCTCCTTCCTCT-3')擴(kuò)增序列并測(cè)序, 將擴(kuò)增序列與NCBI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)分析, 使用MEGA 7.0構(gòu)建分子進(jìn)化樹, 結(jié)合藻細(xì)胞形態(tài)特征, 鑒定藻種。

經(jīng)篩選, 使用NMB3#[19]作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基, 高壓滅菌后使用。使用光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)雨生紅球藻, 培養(yǎng)溫度為24 ℃, 光暗比為12 h:12 h, 光照強(qiáng)度為30 μmol·m–2·s–1。每天搖瓶數(shù)次, 保證受光均勻。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.2.1 接種密度

以對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的雨生紅球藻為接種原液(細(xì)胞密度為4×104cell·mL–1), 分別取10 mL、25 mL、50 mL、75 mL和100 mL原液至新鮮培養(yǎng)基, 至終體積均為150 mL, 最終接種密度分別為0.27、0.67、1.33、2.00、2.67×104cell·mL–1, 培養(yǎng)期間監(jiān)測(cè)藻細(xì)胞形態(tài)及密度變化。培養(yǎng)13 d后, 轉(zhuǎn)移藻液至70 μmol·m–2·s–1光強(qiáng)下誘導(dǎo)20 d, 收集藻液測(cè)定最終干重和蝦青素含量。

2.2.2 吲哚乙酸濃度

將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的雨生紅球藻接種至新鮮培養(yǎng)基中, 接種密度為2.00×104cell·mL–1, 終體積為150 mL。分別添加IAA至終濃度為：0、0.1、0.5、1、1.5、2.5和5 mg·L–1。藻液共培養(yǎng)13 d, 培養(yǎng)期間監(jiān)測(cè)藻細(xì)胞形態(tài)及密度變化。

2.2.3 水楊酸誘導(dǎo)及鹽度脅迫

將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的雨生紅球藻接種至新鮮培養(yǎng)基中, 接種密度為2.00×104cell·mL–1, 終體積為150 mL, 添加IAA至終濃度為1.5 mg·L–1。培養(yǎng)13 d后, 分別進(jìn)行水楊酸誘導(dǎo)及鹽度脅迫實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)分別設(shè)置水楊酸濃度梯度為0、5、15、25、50 mg·L–1; 使用氯化鈉調(diào)節(jié)鹽度至0、2、4、6、8‰。誘導(dǎo)同時(shí), 將藻液轉(zhuǎn)移至70 μmol·m–2·s–1光強(qiáng)下, 培養(yǎng)期間觀察藻液顏色及細(xì)胞形態(tài)變化, 誘導(dǎo)5 d后測(cè)定最終干重及蝦青素含量。

2.3 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

使用浮游生物計(jì)數(shù)框測(cè)定雨生紅球藻細(xì)胞密度; 藻液經(jīng)離心、冷凍干燥后稱重, 并計(jì)算干重; 細(xì)胞形態(tài)使用400倍光學(xué)顯微鏡觀察。

2.4 蝦青素含量測(cè)定

蝦青素含量測(cè)定根據(jù)Boussiba等[20]方法改進(jìn)：移取10 mL藻液(V), 8000 r·min-1離心5 min收集藻細(xì)胞, 加入3 mL CH3OH/KOH溶液(30% CH3OH和5% KOH混合液), 渦旋混勻后置于70 °C恒溫水浴鍋中溫浴5 min, 8000 r·min-1離心5 min, 除去上清液; 加入3 mL含少量冰醋酸的二甲基亞砜(DMSO), 70 ℃溫浴5 min, 離心收集上清液即為蝦青素溶液; 重復(fù)提取, 直到藻渣透明為止。使用DMSO將蝦青素溶液定容至體積V, 492 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度A。

計(jì)算雨生紅球藻蝦青素含量C(mg·L–1):

公式中：V為藻液體積;V為提取液體積;A為吸光度值。

2.5 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)置三組平行, 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用one-way ANOVA進(jìn)行差異顯著性分析(＜0.05), 采用Duncan test進(jìn)行多重比較并分析組間差異, 數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)的形式表示。

3 結(jié)果與討論

3.1 雨生紅球藻的鑒定及進(jìn)化分析

PCR擴(kuò)增得到序列, 與NCBI數(shù)據(jù)庫比對(duì)后, 使用最大似然法(Maximum Likelihood Method)構(gòu)建分子進(jìn)化樹。如圖1所示, 本藻株ZL-1與其他兩株親緣關(guān)系最近。藻株ZL-1在游動(dòng)細(xì)胞階段時(shí), 藻細(xì)胞近似球形或橢圓形, 具有兩條鞭毛, 細(xì)胞壁與原生質(zhì)體分離形成明顯的周質(zhì)空間, 并有輻射狀原生質(zhì)絲貫穿其中。在高光誘導(dǎo)下, 藻細(xì)胞鞭毛脫落, 細(xì)胞內(nèi)部逐漸出現(xiàn)微紅色或橘色, 僅極少數(shù)細(xì)胞仍進(jìn)行增殖, 表明游動(dòng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為不動(dòng)細(xì)胞, 并開始積累蝦青素; 隨著誘導(dǎo)時(shí)間的增加, 細(xì)胞體積逐漸增大, 細(xì)胞壁明顯加厚, 細(xì)胞內(nèi)部紅色不斷加深(蝦青素積累), 最終充滿整個(gè)細(xì)胞, 以上形態(tài)特征與莊惠如等[21]描述的雨生紅球藻超微結(jié)構(gòu)類似。綜上所述, 確定ZL-1為雨生紅球藻, 命名為ZL-1。

3.2 接種密度對(duì)雨生紅球藻生長(zhǎng)及蝦青素產(chǎn)量的影響

不同接種密度下, 雨生紅球藻的生長(zhǎng)曲線如圖2所示。接種密度為2.67×104cell·mL–1的組分在前9 d始終保持較高的細(xì)胞密度, 隨后則進(jìn)入平穩(wěn)期; 顯微觀察發(fā)現(xiàn), 9 d后細(xì)胞鞭毛逐漸脫落, 游動(dòng)細(xì)胞逐漸轉(zhuǎn)為不動(dòng)細(xì)胞, 藻細(xì)胞出現(xiàn)下沉、聚集現(xiàn)象。在整個(gè)培養(yǎng)過程中, 接種密度為0.27、0.67、1.33、2.00×104cell·mL–1的組分藻液狀態(tài)均一, 細(xì)胞密度持續(xù)增長(zhǎng); 培養(yǎng)至第13 d, 2.00×104cell·mL–1的組分細(xì)胞密度高于其他組分, 達(dá)到26.52×104cell·mL–1, 藻細(xì)胞仍處于游動(dòng)細(xì)胞期。結(jié)果表明：接種密度較低細(xì)胞密度增長(zhǎng)緩慢, 較高則會(huì)縮短對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期, 2.00×104cell·mL–1為最佳接種密度。沈淵等[22]使用20 L光生物反應(yīng)器通氣培養(yǎng)雨生紅球藻, 結(jié)果表明, 最佳接種濃度為2.3×104cell·mL–1, 最高細(xì)胞密度為30.40×104cell·mL–1。WANG等[6]使用3.6 L氣升式光生物反應(yīng)器培養(yǎng)雨生紅球藻, 其接種密度為2.00×104cell·mL–1, 效果良好。本研究中, 培養(yǎng)體積雖遠(yuǎn)低于光生物反應(yīng)器, 但最佳接種密度(2.00×104cell·mL–1)與之相近, 表明雨生紅球藻在不同培養(yǎng)體積下, 具有相近的最佳接種密度。

圖1 雨生紅球藻ZL-1分子進(jìn)化樹(最大似然法)

高光誘導(dǎo)處理后最終生物量及蝦青素含量如表2所示。接種密度為2.00×104cell·mL–1的組分最終生物量達(dá)到最大0.43 g·L–1, 2.67×104cell·mL–1次之, 兩組無顯著差異。高光誘導(dǎo)時(shí), 接種密度為2.67×104cell·mL–1的組分處于不動(dòng)細(xì)胞期, 誘導(dǎo)20 d后, 其蝦青素產(chǎn)量達(dá)到最大值8.44±0.32 mg·L–1, 但與接種密度為2.00×104cell·mL–1的組分無顯著差異, 而兩組蝦青素占干重比例差異顯著。結(jié)果表明, 蝦青素產(chǎn)量不僅與生物量、誘導(dǎo)時(shí)間有關(guān), 還與誘導(dǎo)之初藻細(xì)胞的狀態(tài)有關(guān), 不動(dòng)細(xì)胞比游動(dòng)細(xì)胞更快的積累蝦青素。與大多研究者相同, 本研究選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻細(xì)胞作為研究對(duì)象, 此時(shí)細(xì)胞處于游動(dòng)細(xì)胞期, 細(xì)胞狀態(tài)最佳, 具代表性, 但抗逆性較弱[10–15]。在大規(guī)模養(yǎng)殖過程中, 若選擇處于不動(dòng)細(xì)胞期的雨生紅球藻作為誘導(dǎo)對(duì)象, 有利于減少生物量的損失, 促進(jìn)蝦青素快速積累, 縮短誘導(dǎo)時(shí)間。LV等[23]在研究中使用80 μmol·m–2·s–1的光強(qiáng)誘導(dǎo)處于游動(dòng)細(xì)胞期的雨生紅球藻, 21 d后蝦青素含量約占干重1.2%, 低于本研究結(jié)果, 表明本藻種具有較好的應(yīng)用潛力。

3.3 吲哚乙酸對(duì)雨生紅球藻生長(zhǎng)的影響

本研究表明IAA對(duì)雨生紅球藻ZL-1的生長(zhǎng)促進(jìn)效果顯著, 結(jié)果如圖3、圖4所示。隨著IAA濃度的升高, 細(xì)胞密度和干重均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì), IAA濃度為1.5 mg·L–1時(shí)效果最好, 其細(xì)胞密度始終保持最大, 最終干重也高于其他濃度處理, 與對(duì)照組相比, 分別提高了24.28%和27.11%; 超過適宜濃度后, IAA對(duì)雨生紅球藻的生長(zhǎng)不利, 當(dāng)IAA達(dá)到5 mg·L–1時(shí), 藻細(xì)胞基本處于停滯生長(zhǎng)的狀態(tài)。IAA具有調(diào)節(jié)微藻生長(zhǎng)代謝的作用。有研究表明, 0.1—0.5 mg·L–1IAA可促進(jìn)微擬球藻生長(zhǎng), 繼續(xù)提高IAA濃度則產(chǎn)生抑制效果[8]; 同樣, 在小球藻[24]、紫菜[25]等的研究中, IAA對(duì)生長(zhǎng)代謝的影響均呈現(xiàn)低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的特點(diǎn)。本研究表明, 1.5 mg·L–1IAA對(duì)雨生紅球藻的生長(zhǎng)促進(jìn)效果最佳, 過高濃度則產(chǎn)生抑制作用, 與IAA對(duì)其他微藻的作用相同。IAA憑借其成本低、微量高效等特性, 在微藻規(guī)?；B(yǎng)殖中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

圖2 不同接種密度下雨生紅球藻的生長(zhǎng)曲線

表1 不同接種密度下雨生紅球藻的生物量及蝦青素產(chǎn)量

圖3 不同濃度IAA處理下雨生紅球藻的生長(zhǎng)曲線

圖4 不同濃度IAA作用下雨生紅球藻的最終生物量

3.4 水楊酸對(duì)雨生紅球藻生物量及蝦青素產(chǎn)量的影響

水楊酸誘導(dǎo)3 d后藻液呈現(xiàn)不同程度的黃綠色, 顯微觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞多處于不動(dòng)狀態(tài), 胞漿微紅; 培養(yǎng)5 d后, 藻液顏色變化更加明顯, 周質(zhì)空間基本消失, 細(xì)胞壁有所加厚。5 d后收集藻細(xì)胞測(cè)定干重及蝦青素產(chǎn)量。結(jié)果如表3所示, 誘導(dǎo)5 d后, 對(duì)照組生物量低于3.3部分的處理結(jié)果, 表明高光導(dǎo)致雨生紅球藻生物量下降[26]。隨著水楊酸濃度升高, 生物量呈先上升后下降的趨勢(shì), 15 mg·L–1時(shí)達(dá)到最大值, 推測(cè)適宜濃度水楊酸可誘導(dǎo)細(xì)胞增強(qiáng)抗逆能力[27, 28], 從而緩解了高光對(duì)雨生紅球藻的脅迫作用, 但水楊酸濃度過高時(shí)效果下降。

水楊酸具有誘導(dǎo)β-胡蘿卜素酮化酶(bkt基因表達(dá)的作用[29], GAO等[10, 30]使用熒光定量PCR及比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)分析了25 mg·L–1水楊酸對(duì)雨生紅球藻基因表達(dá)的影響, 表明水楊酸可提高蝦青素合成相關(guān)基因的表達(dá), 推測(cè)水楊酸參與蝦青素合成過程的信號(hào)調(diào)控。本研究發(fā)現(xiàn), 水楊酸處理組蝦青素產(chǎn)量均高于對(duì)照組, 即適宜濃度水楊酸可誘導(dǎo)蝦青素積累。當(dāng)水楊酸濃度為15和25 mg·L–1時(shí), 蝦青素產(chǎn)量最高, 分別達(dá)到3.12±0.02和3.14±0.10 mg·L–1, 較對(duì)照組提高了18.18%和18.94%; 當(dāng)水楊酸濃度為50 mg·L–1時(shí), 蝦青素產(chǎn)量下降, 表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)高濃度抑制的雙重作用。李梓楠等[12]研究表明, 12 mg·L–1水楊酸可顯著促進(jìn)蝦青素合成, 但未做更高濃度的研究(>12 mg·L–1); 本研究擴(kuò)大了水楊酸的濃度范圍, 表明15—25 mg·L–1水楊酸誘導(dǎo)蝦青素積累效果最佳, 實(shí)際養(yǎng)殖中使用15 mg·L–1水楊酸即可得到較高生物量和蝦青素產(chǎn)量, 節(jié)省成本。

3.5 鹽度對(duì)雨生紅球藻生物量及蝦青素產(chǎn)量的影響

培養(yǎng)3 d后, 鹽度處理組藻液顏色明顯轉(zhuǎn)變, 鹽度越高變化越明顯。顯微觀察發(fā)現(xiàn), 除對(duì)照組外, 各處理組均出現(xiàn)不同程度的藻細(xì)胞漂白、死亡現(xiàn)象, 鹽度為8‰時(shí)最為嚴(yán)重。最終干重及蝦青素產(chǎn)量如表4所示, 隨著鹽度升高, 生物量顯著下降; 蝦青素產(chǎn)量則呈先上升后下降的趨勢(shì), 在鹽度為4‰時(shí), 蝦青素產(chǎn)量達(dá)到最大值3.10 mg·L–1, 較對(duì)照組提高了17.42%。

雨生紅球藻是淡水微藻, 施加鹽度會(huì)增加細(xì)胞滲透壓, 影響其生長(zhǎng)及代謝。GAO等[14]使用10‰的鹽度和50 μmol·m–2·s–1光照處理三株雨生紅球藻, 10 d后蝦青素占干重比例最高為1.77%, 蝦青素合成相關(guān)基因表達(dá)量上調(diào), 該研究也發(fā)現(xiàn)鹽度脅迫會(huì)造成藻細(xì)胞大量漂白、死亡。李曉夢(mèng)等[18]使用乙酸鈉調(diào)節(jié)鹽度至2%, 發(fā)現(xiàn)鹽脅迫能有效地促進(jìn)蝦青素積累, 但蝦青素積累量?jī)H為1.33 mg·L–1。Vidhya-vathi等[31]使用營養(yǎng)脅迫、17 mM氯化鈉、4.4 mM乙酸鈉和60 μmol·m–2·s–1光照共同誘導(dǎo)雨生紅球藻蝦青素積累, 6 d后蝦青素占干重比例2.45%,表明鹽度與其他誘導(dǎo)條件結(jié)合效果更佳。本研究結(jié)果表明, 4‰鹽度誘導(dǎo)效果最好, 所得到的蝦青素產(chǎn)量較高, 但也會(huì)導(dǎo)致生物量的減少, 今后還應(yīng)探索鹽度脅迫與其他誘導(dǎo)條件相結(jié)合, 以降低氯化鈉的使用, 使之既能維持較高的生物量, 又能促進(jìn)蝦青素快速積累。

表2 水楊酸對(duì)雨生紅球藻最終干重及蝦青素產(chǎn)量的影響

表3 鹽度對(duì)雨生紅球藻最終干重及蝦青素產(chǎn)量的影響

4 結(jié)論

隨著醫(yī)療保健、水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)的快速發(fā)展, 蝦青素的市場(chǎng)需求日益增加, 利用雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素一直是研究的熱點(diǎn), 但因藻種、培養(yǎng)及誘導(dǎo)方法的不同, 仍有很多問題亟待解決。本研究分離鑒定了一株雨生紅球藻ZL-1, 研究發(fā)現(xiàn)接種密度為2.00×104cell·mL–1能夠保持細(xì)胞旺盛生長(zhǎng), 提高生物量; 相同誘導(dǎo)條件下, 不動(dòng)細(xì)胞比游動(dòng)細(xì)胞更快的積累蝦青素, 適合大規(guī)模養(yǎng)殖時(shí)作為誘導(dǎo)對(duì)象。IAA濃度為1.5 mg·L–1時(shí), 雨生紅球藻生長(zhǎng)速度最快, 最終細(xì)胞密度和干重都有大幅提高, 而過高濃度IAA則產(chǎn)生抑制作用。15和25 mg·L–1的水楊酸及4‰的鹽度均可顯著提高蝦青素的產(chǎn)量, 但水楊酸還具有緩解脅迫的作用, 鹽度處理則導(dǎo)致細(xì)胞大量漂白、死亡, 生物量顯著降低。本藻株在優(yōu)化的細(xì)胞密度和IAA濃度下可快速生長(zhǎng), 在高光條件下, 水楊酸和鹽度可促進(jìn)蝦青素快速積累, 具有一定的應(yīng)用潛力, 后續(xù)研究將進(jìn)一步研究雨生紅球藻高密度養(yǎng)殖技術(shù)和促進(jìn)雨生紅球藻蝦青素快速積累的方法。

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Optimization of growth and astaxanthin accumulation ofZL-1

LI Yanguo, YANG Liu, XU Nianjun, SUN Xue, ZHANG Lin*

School of Marine Sciences,Key Laboratory of Marine Biotechnology, Ningbo University, Ningbo 315211, China

has received much attention as its high astaxanthin content under various stress conditions. Anovel strainZL-1wasisolated and identified; the effect of initial density and indole-3-acetic acid(IAA) on growth ofwas explored; then, salicylic acid and salinity were used to induce astaxanthin accumulation. Results showed that the final biomass with initial density of 2.00×104cell·mL–1was the largest(0.43 g·L–1).The accumulation of astaxanthin in non-motile cells which reached up to 8.44 mg·L–1, higher than that of the motile cells. IAA with the final concentration of 1.5 mg·L–1played the most significant role in promotinggrowth,and the cell concentration and dry weight were respectively improved by 24.28% and 27.11% compared with the control. Salicylic acid had the dual effects of alleviating high light stress and inducing the accumulation of astaxanthin. The biomass of groups with 15 mg·L–1and 25 mg·L–1salicylic acid was higher than others, and the astaxanthin yields were improved by 18.18% and 18.94% respectively than the control group. The proper salinity to induce astaxanthin was 4‰, which improved the astaxanthin yield by 17.42%.However, salinity could lead to bleach and death of algal cells, resulting in a significant decrease in biomass.

;initial density; indole-3-acetic acid; salicylic acid; salinity; astaxanthin

Q945.78

A

1008-8873(2018)01-020-07

2017-03-16;

2017-06-13

國家自然科學(xué)基金(31572638); 浙江省科技廳公益性項(xiàng)目(2015C32021); 寧波市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015A610265); 寧波市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014C10023); 寧波大學(xué)學(xué)科項(xiàng)目(xkl1526); 浙江省新苗人才計(jì)劃(2016R405078)

李艷國(1992—), 男,河南三門峽人, 研究生, 主要從事藻類生物學(xué)研究, E-mail: 807573212@qq.com

張琳(1985—), 女, 博士, 講師, 主要從事藻類分子生物學(xué)研究, E-mail:315308497@qq.com

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.01.003

李艷國, 楊柳, 徐年軍, 等. 雨生紅球藻ZL-1生長(zhǎng)和蝦青素積累條件優(yōu)化[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(1): 20-26.

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