用理化诱变的方法提高小球藻的生物量及油含量文献综述

 2023-01-12 04:01

开题报告内容:

综述:

大量使用石油燃料使得能源危机和环境问题日益突出,继续利用石油燃料被广泛认为是不可持续的,寻找可替代的新能源是科学家们正努力的方向。目前生物柴油主要来源于:含油植物、废油和动物脂肪,而这些来源生产的生物柴油远远不能满足现在燃料的需要[9]。微藻由于具有种类多样、光合作用效率高、生物产量高、生长繁殖快、生长周期短和自身合成油脂能力强的有利优点而被许多学者认为是制备生物柴油最佳的原料之一。而且经证实,微藻是唯一的可满足现在燃料需求的生物柴油来源[9]。

微藻生物柴油的价格高于石油燃料的价格,因此如何降低微藻生物柴油的成本是一个亟待解决的关键问题。其成本可以通过遗传改良以获得高含油微藻、改进生物炼油技术及光合生物反应器来降低。据统计,生物柴油制备成本的绝大部分在于其原料成本,改进微藻的产油能力才能从根本上解决问题,生物量及油脂含量高的藻株成为微藻生物柴油原料的较好选择。小球藻生长迅速,生物量大[1]。据众多的研究,批量培养小球藻时细胞数目达6.27107个/mL,细胞干重达23.647g/L[11]。其他一些研究也显示批量培养小球藻时细胞干重达22.3g/L[12]。故提高小球藻的细胞油脂含量是目前降低成本的关键。

常规的诱变育种方法主要为物理诱变育种和化学诱变育种。

菌种选育的方法:

1.物理诱变:物理诱变通常使用物理辐射中的各种射线,包括紫外线、X射线alpha;射线、beta;射线、gamma;射线、快中子、微波、超声波、电磁波、激光射线等。近年来,随着重离子束的获得,离子辐照诱变育种也成为诱变育种的1种新方法。

1.1紫外线。紫外线本身能够作为能量被物质吸收,所以广泛地用作微生物诱变剂。紫外诱变技术是诱变和筛选优良菌株的常规育种方法。其由于设备简单、诱变效率高、操作安全简便等,而被广泛应用。此外,紫外诱变在核酸中往往造成比较单一的损伤,所以在DNA的损伤与修复研究中也有一定的意义。

1.2激光。激光具有能量密度高、靶点小、单色性和方向性好、诱变当代即可出现遗传性突变等特点,因此,在工业微生物育种中得到广泛应用。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合作用,直接或间接地影响生物有机体,引起细胞DNA或RNA、质粒、染色体畸变效应,酶的激活或钝化,以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变[13]。

1.3gamma;射线。gamma;射线是1种高能电磁波,其诱发的突变率与射线剂量有直接关系,它能产生电离作用,直接或间接地改变DNA结构,直接的效应是导致碱基的化学键、脱氧核糖的化学键、糖-磷酸相连接的化学键断裂;间接的效应是电离辐射使水和有机分子产生自由基,自由基作用于DNA分子,特别是对嘧啶的作用较强,可引起缺失和损伤,造成基因突变,还可引起染色体断裂,引起倒位、缺失和易位等畸变,从而改变微生物遗传性状[14]。

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