6种不同激素对杜氏盐藻生长的影响

杜氏盐藻(Dunaliella salina)属绿藻门绿藻纲团藻目杜氏藻科杜氏藻属[1]。盐藻是一种在食品、医药保健、化工和养殖业中有独特经济价值的微藻。在一定的生长条件下,藻体细胞内能合成并积累β-胡萝卜素,其含量最高可达干重的14%[2]。在饱和盐水中,盐藻细胞内甘油积累可达其干重的80%以上。甘油是优质的化妆品原料,同时也是化工和医药工业中广泛应用的有机化合物。一些研究发现,吲哚乙酸可以促进单细胞和多细胞藻的生长和分裂,赤霉素可增加大型海藻的生长速率,细胞激动素可以促进藻类的生长,加速细胞分裂,增加蛋白质和叶绿素的含量,并可调节藻类的形态和再生[3-4]。笔者向培养基中添加不同的激素,以期提高盐藻的生长速率和β-胡萝卜含量,为杜氏盐藻的大面积养殖提供参考。

作者简介　赵良侠(1981- ),女,安徽蚌埠人, 安徽农业大学生命科学学院,助教,从事海洋藻类生理遗传学研究。

1　材料与方法

1.1　材料

1.1.1　藻种。杜氏盐藻(Dunaliella Salina)由中国科学院青岛海洋研究所提供,用前纯化。

1.1.2　主要仪器。光照培养箱,血球计数板,7220分光光度计,OLYMPUS相差显微镜,PB203-N电子天平,1800紫外可见分光光度计,SW-CJ-IC双人单面超净工作台,LS-501立式圆形压力蒸汽灭菌器。

1.2　方法

1.2.1　杜氏盐藻培养

把对数期的藻液,按10%接种量接种到装有90ml Johnson培养基的150ml三角瓶中,添加激素,培养温度25℃左右,以日光灯为光源,光照强度2 500～2 800lx,光暗周期14/10 h,定期摇瓶3次/d,培养周期15 d左右。

1.2.2　6种激素的单因子试验

在培养液中分别添加6种不同的激素,每种激素最终浓度设置5个梯度:0.1、0.5、1.0、2.0和5.0μg/ml,连续培养12 d,隔1 d取样1次进行生物量

测定。

1.2.3　激素的正交试验

通过6种激素的单因子试验,确定促进效果比较明显的激素及其最佳浓度,进行正交试验,每组设3个平行。连续培养12 d,隔1 d取样1次进行生物量和β-胡萝卜素含量的测定。

1.2.4　生物量测定

生物量采用光度法测定,用7220型分光光度计和光径1.0 cm的比色皿测定波长为450 nm处藻液的OD值。

1.2.5 B-胡萝卜素含量的测定

取一定量藻液4 000 rpm离心5 min,弃去上清液,用90%丙酮B甲醇(5B1)提取液多次萃取至藻体呈白色。合并萃取液,适当稀释后测定450 nm处的吸光值,计算总胡萝卜素含量:C=(D*V*f*10)/2 500,

式中:C为类胡萝卜素含量(mg/L);D为藻色素提取液在450nm处的吸光度;V为藻色素提取液体积;f为稀释因子;2 500,色素平均消光系数。由上式算得的C值除以离心时所取藻液体积(L),即得藻液的胡萝卜素含量(mg/L)。

1.2.6 数据分析。采用SAS软件。

2 结果与分析

2.1 6种激素的单因子试验

2.1.1  2,4-D对盐藻生长影响。盐藻培养到第4天时,与对照相比,添加了2,4-D的盐藻的OD值明显大于对照,可以认为2,4-D使盐藻提前进入了对数期,即缩短了盐藻的延滞期。1.0Lg/ml 2,4-D对盐藻生长的影响最明显,培养12 d时加入该浓度2,4-D的藻液的OD值是0.073,代时是3.88 d,对照OD值是0.066,代时是4.127 d。1.0Lg/ml的2,4-D对杜氏盐藻生长的影响见图1。

2.1.2  6-BA对盐藻生长影响。盐藻培养到第4天时,添加了6-BA的盐藻的OD值与对照相比明显增加,可以认为6-BA使盐藻提前进入了对数期,即缩短了盐藻的延滞期。1.0Lg/ml 6-BA对盐藻生长的影响最明显,培养12 d时加入该浓度的藻液的OD值是0.073,代时是3.88 d,对照OD值是0.066,代时是4.127 d。1.0Lg/ml的6-BA对杜氏盐藻生长的影响见图2。

2.1.3 GA对盐藻生长影响。盐藻培养到第4天时,添加了GA的盐藻的OD值与对照相比有很大提高,可以认为GA缩短了盐藻的延滞期。0.5Lg/ml GA对盐藻生长的影响最明显,培养到12 d时加入该浓度GA的藻液的OD值是0.075,代时是3.84 d,对照OD值是0.066,代时是4.127 d。0.5Lg/ml的GA对杜氏盐藻生长的影响见图3。

2.1.4 NAA对盐藻生长影响。试验结果表明,5.0Lg/mlNAA对盐藻生长的影响最明显,培养12 d时加入该浓度NAA的藻液的OD值是0.078,代时是3.653 d,对照OD值是0.070,代时是3.835 d。5.0Lg/ml的NAA对杜氏盐藻生长的影响见图4。

2.1.5 IBA对盐藻生长影响。试验结果表明,0.5Lg/ml IBA对盐藻生长的影响最明显,培养12 d时加入该浓度IBA的藻液的OD值是0.082,代时是3.653 d,对照OD值是0.070,代时是3.835 d。IBA浓度为0.5Lg/ml IBA对杜氏盐藻影响见图5。

2.1.6 IAA对盐藻生长影响。试验结果表明0.5Lg/ml IAA对盐藻生长的影响最明显,培养12 d时加入该浓度IBA的藻液的OD值是0.080,代时是3.612 d,对照OD值是0.070,代时是3.835 d。IAA浓度0.5Lg/ml的IAA对杜氏盐藻生长的影响见图6。

2.2 不同激素对盐藻生长影响的比较

6种激素的单因子试验结果表明,2,4-D、6-BA、GA、NAA、IBA和IAA 6种激素最佳浓度分别为:1.0、1.0、0.5、5.0、0.5和0.5Lg/ml。在最佳浓度下不同激素对盐藻代时的影响见表1。从表1可看出,不同激素对盐藻的促长能力不一样,2,4-D、6-BA、GA、NAA、IBA和IAA6种激素在最佳浓度下,盐藻的代时与对照相比分别缩短了5.89%、5.89%、6.91%、4.75%、6.81%和5.81%

表明其对盐藻的促长作用强弱次序为GA>IBA>2,4-D>6-BA>IAA>NAA。

2.3 激素的正交试验

2.3.1 激素的正交试验。通过比较6种激素对盐藻生长的影响,挑选出对盐藻生长促进效果较明显的4种激素IBA、2,4-D、6-BA、GA,以其最佳浓度进行4因素3水平正交试验(表2)。

2.3.2 以盐藻的B-胡萝卜素含量为指标的试验结果。以盐藻的B-胡萝卜素含量为指标的激素正交试验结果表3、表4表明:总效应和B效应均达到1%的极显著水平,说明培养液中B浓度的高低对杜氏盐藻B-胡萝卜素含量的影响极大,A,D对杜氏盐藻B胡萝卜素含量大小影响也较显著(p<0.05)。对B各水平间的多重比较,发现各水平两两间的差异皆达5%的显著水平。其中以0.5Lg/ml最好,其次为1.0Lg/ml,表4。由于B为主要因素,故最优组合中必选B1。A,D也达到显著水平,其中A3,D2最好,C对杜氏盐藻B-胡萝卜素含量的影响没有达到显著水平(p>0.05),各水平间的差异也不显著,故C因素的3个水平任选一就可以。因此,各因素的最优组合为B1A3D2Cx,即以盐藻的B-胡萝卜素含量为指标的最优组合为2,4-D 0.5Lg/ml、IBA 1.0Lg/ml、6-BA 1.0Lg/ml和GA0.05~0.5Lg/ml。

2.3.3 以杜氏盐藻生物量为指标的试验结果。以杜氏盐藻生物量的大小为指标的激素正交试验结果表5、表6表明:总效应和各单因素效应均达到1%的极显著水平,说明培养液中4种因素的浓度高低均对杜氏盐藻生物量影响极大。采用对B-胡萝卜素含量相同的分析方法,得到各因素的最优组合为B1A3C1D3,即以盐藻的生物量大小为指标的最佳组合为2,4-D0.5Lg/ml、IBA1.0Lg/ml、GA0.05Lg/ml和6-BA2.0Lg/ml。

3 小结与讨论

(1)通过激素的单因子试验,得出2,4-D、6-BA、GA、NAA、IBA、IAA分别以1.0、1.0、0.5、5.0、0.5、0.5Lg/ml的浓度添加到藻液中时,对盐藻的促进作用最显著。选取对盐藻生长影响最明显的4种激素A(IBA)、B(2,4-D)、C(6-BA)、D(GA)做正交试验,获得最高B-胡萝卜素含量的4种激素的最优组合为B1A3D2Cx,即2,4-D 0.5Lg/ml、IBA 1.0Lg/ml、6-BA 1.0Lg/ml和GA0.1Lg/ml;获得最大生物量的4种激素的最优组合为B1A3C1D3,即2,4-D 0.5Lg/ml、IBA1.0Lg/ml、GA0.05Lg/ml和6-BA2.0Lg/ml。

(2)激素是调节植物生长发育的微量有机物质,在代谢、生长、形态建成以及基因调控等各个方面均起着十分重要的作用,可能通过在某些酶促反应中起调节作用因子的供应而起作用,包括对ATP或ADP的激素控制;也可能增加一些酶反应中重要金属离子的可利用性;还可能其本身就是辅酶。藻类的形态结构比高等植物要简单得多,但多数藻的发育过程与高等植物有相似的特性。据报道,细胞激动素可以促进藻类的生长,加速细胞分裂,提高蛋白质和叶绿素含量;赤霉素的促长包括促进细胞分裂和细胞扩大2方面,可能促进RNA和蛋白质合成,也可能使细胞壁酸化或消除细胞壁中Ca,而使细胞延长;6-BA可促进RNA转录,加速翻译速度,从而促进蛋白质的生物合成。萘乙酸是一种人工合成的生长素类有机化合物,能促进植物新陈代谢和光合作用,刺激生长。然而,在盐藻中这些机制是如何起调节作用的尚待进一步深入研究。此外,有报道认为海藻特别是大型藻存在内源激素。盐藻作为一种微藻,是否也存在内源激素也是值得藻类研究者探讨的课题。

全文下载>>>6种不同激素对杜氏盐藻生长的影响<<<解压密码：www.yanzao360.com