影响杜氏盐藻β-胡萝卜素合成的因素

本文采用无菌藻株A1系统研究了盐浓度、碳源、氮源、磷酸盐等对杜氏盐藻生长和β-胡萝卜素合成调控的影响；比较了一次添加型、分次添加型、不完全更换型、完全更换型四种培养方式和中途补给NaHCO3对盐藻生长和累积β-胡萝卜素的影响；利用UV辐照处理盐藻研究藻液β-胡萝卜素含量变化规律。

培养基“老化”有利于盐藻生长,但不利于藻细胞积累β-胡萝卜素。每两天离心更换新鲜培养液,在第4,6,8,12,14天,盐藻细胞内β-胡萝卜素含量都大于对照组,在14d时,实验组单个藻细胞内β-胡萝卜素含量比对照组高27.2％。

NaCl浓度0.5mol/L最适宜盐藻生长,3mol/L时盐藻单细胞内的β-胡萝卜素含量最高。无机碳源NaHCO3在高浓度时既适合盐藻生长,又有利于藻细胞内β-胡萝卜素的积累,效果比蔗糖和葡萄糖好。和NaNO3、(NH4)2SO4相比,KNO3为最佳氮源,浓度2mmol/L时最适合盐藻生长,而0.5mmol/L有利于藻细胞内β-胡萝卜素的积累。KH2PO4浓度0.1mmol/L时单细胞内β-胡萝卜素含量最高,0.2mmol/L最适盐藻生长。正交实验结果证明藻细胞生长和β-胡萝卜素累积的最佳条件存在显著差异。

对于盐藻细胞生长来说,碳源的影响最大,然后是氮源、磷源,最适的C、N、P浓度分别为15、2.0、0.2mmol/L。而盐藻细胞积累β-胡萝卜素最主要受氮源的影响,其次是受磷源、碳源的影响,最适的C、N、P浓度分别为15、1.0、0.1mmol/L。

比较了一次添加型、分次添加型、不完全更换型和完全更换型4种培养方法对生长和累积β-胡萝卜素的影响,发现完全更换型培养方式有利于β-胡萝卜素的积累。另外,在盐藻生长后期(10d)加入少量0.5mol/L的NaHCO3浓溶液促进盐藻生长和β-胡萝卜素的积累；随着NaHCO3补给量的增加,培养液内的盐藻浓度持续增加；当补给量达到10mmol/L时,单个藻细胞内的β-胡萝卜素含量最高,是对照的1.43倍。

用UV对盐藻进行辐照处理,在60s的紫外辐照范围内,随着照射时间的延长,盐藻藻株的存活率显著下降。加入小鱼汤后,相同的紫外辐照时间,盐藻的存活率略有所上升；当盐藻存活率约为10％时,辐照时间为40s,加入小鱼汤后,辐照可延长至50s。

经过紫外辐照处理后,前几小时盐藻细胞内的β-胡萝卜素含量都有所上升,而后又缓慢下降。紫外强光辐射可以诱导盐藻增加β-胡萝卜素含量,并且藻细胞β-胡萝卜素含量提高的幅度及持续的时间显著受紫外辐照剂量影响。

在40s辐照时间内,照射时间短,盐藻细胞内β-胡萝卜素含量提高的幅度小,并且持续的时间短；辐照6h后β-胡萝卜素含量达最大值后缓慢下降；但照射60s的藻细胞β-胡萝卜素含量提高持续的时间最长,在辐照后14h达峰值才开始下降。