一、雨生红球藻712株营养需求及其培养条件(论文文献综述)
张宇飞[1](2021)在《海洋酸化条件下微拟球藻生理及分子调控机制的研究》文中进行了进一步梳理随着大气CO2的逐年增加,大量的CO2被海洋所吸收,造成海洋酸化(Ocean acidification,OA)现象的产生,改变了海水中的碳酸盐体系,对一系列的海洋生物产生影响,特别是其中的初级生产者海洋微藻。微拟球藻大洋种(Nannochloropsis oceanica)是真核单细胞微藻,属于不等鞭毛门(Stramenopiles),真眼点藻纲(Eustigmatophyceae),微拟球藻属(Nannochloropsis),直径大小在2~5μm,在全球C、N循环中扮演重要角色。目前大部分的实验室研究,只关注到了短期酸化对微藻的生理生化反应变化,缺少的在长期适应性上的实验论证以及通过组学手段对相关代谢路径的分子机制进行阐明。因此,本研究对海洋微拟球藻在长期酸化(LT)和短期酸化(ST)进行了生理生化及分子机制的预测分析,并且通过动物喂养实验评估可能引起的生态学效应,分析海洋酸化过程中微拟球藻的营养成分变化对食物链产生的影响。结果表明,升高CO2能提高藻细胞的叶绿素含量,从而促进光合固碳途径(Fv/Fm和固碳率),显着促进了微拟球藻的生长和光合作用。同时,ST和LT下C、N含量也显着增加,其C/N比率也显着提升,高碳下生长的微拟球藻提升了C/N比率来维持藻细胞处于稳态平衡。在短期的应急反应中,微拟球藻显着提高了可溶性碳水化合物含量,增加了蛋白含量,并且提升了细胞内的不饱和脂肪酸(Unsaturated fatty acids,USFAs)所占比例,但是总超氧化物歧化酶(Total superoxide dismutase,T-SOD)的活力下降。在长期的适应性中,微拟球藻显着增加了总酚含量但是总蛋白含量以及T-SOD活力显着降低,与正常培养条件下的微拟球藻相比脂肪酸谱发生了特异性改变,多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs)比重提升。通过结合转录组学和代谢组学的结果,分析表明短期酸化下微拟球藻的部分代谢通路的基因表达并不显着,只在卡尔文循环中发现大多数基因显着下调,但是生理生化结果显示ST的微拟球藻碳水化合物含量显着升高,可能是tkt A和PC基因共同上调表达所引起。而在长期酸化下,卡尔文循环、脂肪酸生物合成、甘油三酯合成以及氮同化通路均显着下调,但糖酵解通路中的PGAM(gene_9748)和PK(gene_4717)以及脂肪酸β-氧化通路显着上调。代谢组的结果显示,LT下微拟球藻的部分氨基酸含量显着增加,碳水化合物含量降低,并且显着提高了PUFAs所占比例,提高了LT的藻细胞营养品质(氨基酸和PUFAs)。为了适应长期酸化环境,微拟球藻改变了自身的代谢调控机制,通过糖酵解和β-氧化消耗糖类和脂肪酸为藻细胞提供大量能量,从而能在长期的高碳、低p H环境下保持稳定快速生长,形成了独特的适应性进化。将经过酸化诱导后与正常培养条件下的藻液分别喂养轮虫(Brachionus plicatilis)。通过分析发现在酸化条件下的轮虫生长缓慢,可能海洋酸化形成了较低的海水p H对轮虫的生长发育环境造成了胁迫,抑制了进食。将微拟球藻与轮虫的脂肪酸谱结合分析,表明酸化对微藻营养品质的改变将会通过营养级的传递转移到轮虫群体,特别是二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)含量均在LT和RL(喂食LT的轮虫)种群中显着升高,从而可能通过食物链的营养传递对生物地球化学循环产生影响。
陈苗[2](2021)在《基于智能解耦方法的光生物反应器控制系统研究》文中提出随着经济的发展,能源的消耗已经远远大于能源的生产,加上化石燃料不合理排放已经引发了一系列的环境问题。而微藻,生长周期短、成本小、油脂含量可达干重的30%~50%,被普遍认为是生产清洁能源的最佳原料。市面上将光生物反应器作为规模化培养微藻的主要设备,其中,温度、p H、CO2等是藻类生长的关键性因素。光生物反应器控制系统是一个多输入多输出的控制系统,学者对反应器中温度控制研究居多,其中对影响藻细胞生长的其他环境因子,如p H、CO2研究较少,且几乎没有考虑环境因子相互间的影响。事实上,在微藻自动培养装置中对某因素进行单一调节时,会对其它因素产生影响,如增加温度会加速光合作用,从而影响CO2和p H浓度;又如通入藻液中的CO2与水反应形成碳酸会降低p H值。因此,有必要提升光生物反应器的控制性能,从而提高微藻培养的效率和产量。本文的研究对象是光生物反应器控制系统,主要研究内容如下:首先,在光生物反应器控制研究的基础上,以光生物反应器控制系统中温度、p H值、CO2存在强耦合的现象为切入点,基于影响雨生红球藻生长的关键性因素,设计小型光生物反应器控制系统。在详细描述各个子系统后,应用实物采集环境因子数据,检验所设计系统的可靠性,为后期采集数据和建立模型奠定基础。其次,因为大时滞、非线性、强耦合是光生物反应器控制系统的特点,难以用机理法建立模型,所以不断完善实验方案、重复多次地进行实验、获取大量有效的数据,采用阶跃响应曲线法对光生物反应器的温度控制回路、p H控制回路、CO2控制回路建立数学模型,为后期系统仿真奠定基础。再次,以经典控制策略PID算法和自适应能力超强的神经网络算法为理论基础,提出一种适用于光生物反应器的神经网络PID解耦控制算法。神经网络拓扑图为6×9×3结构,核心之处在于将P、I、D控制融入到神经网络的三个隐含层和增加反馈作为输入,通过输入与输出间的误差不断反向传播来更新神经元之间的连接权值,最终实现温度、p H值、CO2的解耦。设计完神经网络PID解耦控制器的结构后,重点推导了权值迭代算法。最后,在分析温度控制回路、p H控制回路、CO2控制回路存在耦合性后,利用MATLAB软件分别对系统进行传统PID方法和神经网络PID策略的解耦控制仿真。通过仿真曲线对比分析,得出结论。对于相同的被控对象,本文设计的神经网络PID控制器能够减少光生物反应器中的耦合现象,这对规模化培养微藻提供了一定的参照依据。
杨晓宙[3](2020)在《雨生红球藻提取虾青素及其抗氧化研究》文中认为雨生红球藻(Haematococcus pluvias)是一种单细胞绿色淡水藻,在雨生红球藻的整个生命史中,分为游动的营养生长和不动的转化产虾青素两个阶段:在光照强度很弱、氮磷盐足够的情况下,游动的绿色营养细胞生长发育,在环境不适宜时,如高温、高盐、高光照或营养盐饥饿,会大量积累虾青素。虾青素(axanthin)作为一种脂溶性酮式类胡萝卜素,也被叫做变胞藻黄素或虾红素,被归为类胡萝卜素组中,具有极强的抗氧化特性。由于虾青素所具有的生理活性,所以越来越受到人们的关注。掌握雨生红球藻的生长特性及虾青素的转化条件,可以进一步推动虾青素的广泛应用。雨生红球藻对生长的条件极为苛刻,在培养过程中极易受到污染,要求整个试验操作都要在无菌条件下进行,做好杀菌、消毒、灭菌工作。雨生红球藻的生长条件和虾青素的积累条件不同,整个培养过程都需要在人工培养箱中培养。整个雨生红球藻的培养过程主要分为两个阶段:绿色阶段和红色阶段,绿色阶段主要是雨生红球藻的生长阶段,对雨生红球藻进行培养和扩大培养都是在此阶段进行;红色阶段是雨生红球藻积累虾青素的阶段,绿色的藻细胞在环境条件的改变下逐渐生成红色素变成红色的细胞。探究温度、光照强度、p H这三种因素对雨生红球藻生长的影响。单因素试验结果:温度24℃,光照强度2000lux,p H8.0条件下可以提高雨生红球藻的细胞密度。通过分析正交试验结果,得出最优水平组合:温度24℃,光照强度2000lux,p H8.0。对最优水平组合进行验证,得到雨生红球藻密度8.85×105个/m L,得到值基本与正交试验最大值持平(数据无显着性差异)。研究光照强度、转化温度、光照周期、转化时间、p H这五种单因素对雨生红球藻转化虾青素的影响。通过对单因素试验结果的分析,可以看出雨生红球藻对虾青素的转化条件十分苛刻,得出最佳单因素条件:光照强度为6500 lux,转化温度为30℃,光照周期12:12,转化时间为10 d,p H值为9.0。通过分析正交试验结果及极差分析表可以得出,在各影响因素中,影响效果光照强度>转化时间>温度,且光照强度和转化时间对虾青素转化的影响达到显着水平,温度未达到显着水平,因此,虾青素转化的最佳条件是光照强度6500 lux、转化时间10 d、转化温度30℃。通过对单因素试验的分析,采用二甲基亚砜与丙酮的混合溶剂作为提取溶剂,且体积比为4∶1时提取效果最好,温度为50℃、提取时间为40 min、料液比为1∶7,提取次数为4次时,对虾青素的提取效果明显要好。为进一步确定更加精确的最佳提取条件,对提取溶剂体积比、提取温度、料液比这三个影响虾青素提取的主要条件进行正交试验,在提取溶剂体积比4:1、温度50℃、料液比1:8时,虾青素可以达到最大提取量,此条件下提取量为39.87mg/L。通过对小鼠进行200mg/(kg·bw)计量的D-半乳糖溶液颈背部皮下注射,每天注射一次。同时分组加入提纯虾青素和雨生红球藻虾青素喂养小鼠,喂养六周。实验结束后,检测小鼠体重,血清和肝脏中SOD、GSH、MDA、CAT的含量,肝脏和血清中IL-1β、IL-6、TNF-α炎症因子的m RNA表达水平,研究虾青素对衰老小鼠的抗衰老作用。研究结果表明:虾青素可以降低小鼠肝脏中由D-半乳糖所引起的炎症因子的增加,对抗氧化应激失衡,保护小鼠肝脏,缓解小鼠衰老。
张然[4](2020)在《卵囊藻科的系统发育及富含多糖藻株的筛选》文中认为卵囊藻科(Oocystaceae)是一类十分重要的小型球状绿藻,大多数为浮游种类,常见于淡水水体如小型的湖泊和池塘中。卵囊藻科形态多样,结构体制丰富,但形态学变异程度较高,对其准确的分类鉴定存在着困难。如今分子系统发育学的兴起,可更有效的帮助我们结合形态学对卵囊藻科进行分类鉴定。卵囊藻科多糖含量丰富,具有提高机体免疫力、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和抗辐射等功能,在医药、食品等领域具有广阔的应用前景。本文采用形态学和分子系统发育学的研究方法,对采集的4株卵囊藻科藻株进行了分类鉴定,旨在发现新物种,解决原有的分类问题;随后对40株卵囊藻科藻株进行了生理测定及多糖的提取,旨在筛选出富含多糖的藻株,并探究多糖含量与物种和环境的相关性,为进一步的生产应用打下基础。研究结果如下:(1).藻株12和191分别采自天津市和云南省,两者具有十分相似的卵囊藻属的形态特征和完全相同的18S rDNA和rbcL cpDNA基因序列,为同一种的不同株系。形态学观察显示,相比于卵囊藻属的其它成员,该种具有独特的形态特征,即单片叶绿体中多数蛋白核且较深的叶绿体颜色;分子系统发育学显示,该种被定位于卵囊藻亚科(Oocystoideae)内,与马索卵囊藻具有最近的亲缘关系。但由于卵囊藻属的分类学问题还未解决,我们暂将其鉴定为卵囊藻属下一未定种,即Oocystis sp.12&191。(2).藻株14采自天津市,为淡水类群。形态学观察显示,该种与典型的卵囊藻属成员不同,无典型的群体形态;分子系统发育学显示,藻株14在三棵进化树中均被定位于卵囊藻亚科(Oocystoideae)主枝的基部,与另一支卵囊形未定种(Oocystis sp.CAUP H 1110,KY038331)组成独立支系,并与粒囊藻支系具有最近的亲缘关系。同样由于卵囊藻属的分类学问题还未解决,我们暂将其确定为卵囊藻科下一未定属种,即Oocystaceae sp.14。(3).藻株83采自云南省曲靖市罗平县内路旁喷泉池中,为淡水浮游类群。形态学观察显示,该种细胞有着卵囊藻科忽球藻属Neglectella的典型特征。但相比于该属的其他成员,藻株83具有十分独特的胶群体形态;系统发育学显示,忽球藻属成员分为两大支,即单生忽球藻(Neglectella solitaria)支系和佩氏忽球藻(Neglectella peisonis)支系,藻株83被定位在佩氏忽球藻支系。由于超微结构观察的缺乏,我们暂将其定为忽球藻属下一未定种,即Neglectella sp.83。(4).藻株LXD-1、LXD-5、LXD-25、LXD-33、LXD-41、LXD-44、LXD-50、LXD-103和LXD-128的叶绿素a含量较高;藻株LXD-128的叶绿素b含量较高;LXD-2、LXD-24、LXD-43、LXD-54和LXD-76的类胡萝卜素含量较高;藻株LXD-59、LXD-64、LXD-85、LXD-117、83的多糖含量较高。以上卵囊藻科藻株的色素积累和多糖含量可进行规模化的提取应用。
黄韵祺[5](2019)在《基于神经网络的藻液pH值控制系统研究》文中研究表明虾青素因其强抗氧化性被广泛应用于保健品、化妆品等领域,而雨生红球藻则是提取虾青素的最理想材料。随着市场对虾青素的需求量越来越大,提高虾青素的质量与产量成为了国内外的研究热点,藻液pH值作为影响雨生红球藻培养的环境因素之一也受到了广泛重视。雨生红球藻培养对藻液pH值有严格要求,藻液pH值的过高或过低都会抑制其生长,因此想要提高虾青素的产率,对藻液pH值控制系统进行研究至关重要。首先,本文对藻液pH值影响雨生红球藻培养的原因进行了解释,并根据pH值的中和特性以及酸碱中和反应过程中的电荷守恒定律对藻液pH值控制系统分别搭建了静态模型和动态模型;然后对神经网络的模型、结构进行简单概述,以BP神经网络为例,对其算法进行详细推导,并总结计算步骤。第二,分析BP神经网络在过程控制中存在的不足,针对不足,提出了附加动量项法、自适应学习速率法、拟牛顿法、共轭梯度法、LM算法5种对BP神经网络的改进方式;重点提出了动量因子和固定参数的自适应调整公式对LM算法进行优化,然后利用MATLAB软件对上述5种改进的BP神经网络算法进行自拟非线性函数的逼近能力仿真对比分析。仿真结果表明,改进的LM-BP神经网络算法收敛速度最快,非线性逼近能力最强。第三,利用MATLAB软件分别对本文设计的改进的LM-BP神经网络PID控制器和传统PID控制器进行仿真分析。仿真结果表明,本文设计的改进的LM-BP神经网络PID控制器调节时间更短、无系统振荡且超调量小以及抗干扰能力更强。最后,本文根据实验室前期在小环境培养雨生红球藻时对光照强度和藻液pH值的实验探究结果设计了适合本实验室研究使用的柱状光生物反应器,并将PID控制器和改进的LM-BP神经网络PID控制器应用于藻液pH控制系统,进行实验探究。实验结果表明,改进的LM-BP神经网络PID控制器调节时间更短,控制精度更高。
陈星宇[6](2019)在《藻菌共培养体系处理污水及产油耦合的初步研究》文中指出随着经济社会的不断发展以及资源能源短缺问题的日渐凸显,微藻生物技术在污水处理的可持续发展中发挥着越来越重要的作用。利用藻类能够吸收利用污水中的营养物质并将其转化为高附加值产品的特点,将微藻污水处理技术与生物柴油生产相结合,可以在实现污水资源循环利用的同时降低微藻的培养成本。但是在该技术的大规模推广运用过程中,保证系统的完全无菌是极其困难的,而某些细菌的存在被证实能够强化微藻在生物质积累和油脂生产等方面的优势。因此,本研究利用污水培养微藻并构建藻菌共培养体系,深入探究藻菌之间的相互作用关系,筛选脱氮除磷效率高、油脂产量大的藻菌组合,为进一步构建和推广稳定高效的藻菌共生体系提供理论依据。文献计量分析结果表明将藻菌污水处理与生物质能源生产相耦合的模式确实是目前该领域的研究热点与前沿趋势。分别构建微藻-恶臭假单胞菌和微藻-地衣芽孢杆菌共培养体系,结果表明在藻菌接种干重比为5:1的情况下,Scenedesmus sp.336+Pseudomonas putida体系的综合表现最佳,该体系所获得的总生物质干重达到910.33 mg/L,总脂含量为25.51%,对NH4+-N和COD的去除率分别达到98.65%和98.06%并能够实现对NO3--N、PO43--P的完全去除,且以上所有效果均显着优于微藻纯培养体系。此外,以藻菌接种干重比1:1构建微藻-活性污泥共培养体系,考察不同体系对人工市政污水的净化效果以及微藻油脂的积累情况,结果显示藻菌共生体系比纯藻体系更具优势。培养7天后,Scenedesmus sp.336+AS共生体系所获得的油脂产率最高(18.90 mg/L/d),系统中的NO3--N和COD能够被完全消耗,并且该体系对PO43--P和NH4+-N的去除率分别为99.82%和87.13%。通过测定总超氧化物歧化酶(SOD)活性,证明了氧化应激与微藻脂质积累之间的关系。将各体系中吲哚-3-乙酸(IAA)含量的检测结果与微生物群落结构与多样性分析结果相结合可知,一些优势植物促生菌确实能够分泌植物激素以增强藻类和细菌的相互作用,而活性污泥中存在的能够与微藻共存的反硝化细菌也提高了共培养体系对废水的处理效率。
潘艳飞[7](2019)在《高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析》文中指出虾青素是一种类胡萝卜素含氧衍生物,天然虾青素具有很强的抗氧化性,在医药、保健品、化妆品,养殖等众多领域有着广泛的应用,雨生红球藻是天然虾青素的最好来源,利用雨生红球藻生产虾青素具有重要价值和广阔的发展前景,因此通过转录组挖掘与虾青素代谢相关的基因,提高雨生红球藻虾青素产量具有重要意义。本研究对FACHB712进行形态学与分子生物学鉴定,结果为雨生红球藻,通过涂布、划线法,毛细管显微分离法,再结合抗生素除菌方法,获得了无菌藻株,比较了液体、固-液双相保藏、低温甘油/二甲基亚砜保藏几种方法的保藏效果,固-液双相保藏效果最好,低温保藏最差,且低浓度保护剂保藏的细胞未能存活。光照、温度、氮、磷几种因素对雨生红球藻的胁迫结果显示,各胁迫因素均抑制了藻株的生长,甚至造成细胞的大量死亡,但对虾青素的积累具有明显促进作用。10000 Lux强光胁迫25 d,虾青素含量12.919 mg/g·dw,是对照组的22.80倍,25℃为虾青素积累的最适温度,最大值为7.183 mg/g·dw是对照组的8.87倍,氮、磷缺失胁迫,虾青素含量的最大值分别为7.419 mg/g·dw与4.780 mg/g·dw,同时期对照组的含量仅为0.638 mg/g·dw。对高光胁迫和对照组在不同时期的样品进行转录组测序,原始序列经质量评估、过滤、拼接等过程,得到41887个unigene,使用NR、NT、GO、KOG、eggNOG、Swiss Prot、UniProttrembl数据库进行注释。对高光胁迫5 d和15 d进行差异表达分析,结果显示上调表达基因2609个,下调表达基因10259个,高光胁迫15 d和对照组15 d差异表达分析,得到上调表达基因4703个,下调表达基因17197个,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。最后挖掘出与虾青素代谢相关的关键酶基因和转录因子,选取13个差异表达基因进行qRT-PCR验证,结果与测序分析的一致。经ARTP诱变得到4株突变株A21、A31、A34和A35,与原始株相比虾青素含量分别提高了61.71%、54.68%、56.24%和51.22%。
焦凯琳[8](2019)在《微藻合成花生四烯酸和生产生物丁醇的研究》文中研究表明微藻具有生长快、生产力高及不占用可耕地的特点,加上其相对较高的脂质、碳水化合物和蛋白质含量,在能源日趋紧张、环境问题日益突出的21世纪越来越受到关注。花生四烯酸(ARA,C20:4ω6)是一种长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA),它是脑膜磷脂的主要成分之一,也是众多类花生酸的前体,具有重要的营养价值。紫球藻(红藻)富含ARA,然而,其ARA的大量积累通常发生在不利于细胞生长的条件下,限制了微藻合成ARA的商业化生产。生物丁醇是一种非常有效的生物燃料,具有与汽油相似的特性,易于利用现有的石油和天然气基础设施实现普遍应用。然而,尽管利用微藻资源生产生物丁醇的想法早己被提出,但相关研究还远远不够。为打破当前微藻合成ARA的研究瓶颈以及推动微藻生物丁醇工艺的进一步发展,本研究开展了一系列针对性工作。首先,使用适当浓度的生长激素5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)刺激紫球藻的生长,以实现同时促进细胞生长和提高ARA产量的双重目的。结果显示,在培养基中添加20 mg L-1的5-ALA可同时提高紫球藻的生物量和ARA含量。在此条件下,ARA产量高达170.32 mg L-1,较对照组提高了 70.82%。根据培养期间脂肪酸组成、总脂质、总蛋白、总碳水化合物和光合色素含量的变化,推测5-ALA刺激下的ARA积累是以其他不饱和脂肪酸(UFA)和总蛋白为代价的,这可能与玉米黄素的减少有关。脂质组学分析显示,三酰甘油(TAG)占所有检测到的脂质的47.5±3.6%,其次是磷脂酰甘油(PG)和二甘脂酰甘油(DGDG)。由于5-ALA促进了 TAG的增加,且TAG支链中78.1±3.4%(按重量计)含有ARA,因此,ARA的增加主要来自于TAG的积累。本研究证明了引入少量5-ALA是同时提高紫球藻生物量和ARA产量的简单有效的策略,有助于了解植物激素对微藻代谢途径的影响,指导微藻生物制品的研发。其次,以葡萄糖、乙酸钠、甘油三种有机碳源为底物,探索了紫球藻的混合营养生长。此外,提出了一种新的基于性状的方法,并结合广义加性模型确定了每种有机碳源对提高细胞生物量或脂肪酸产量的最适添加剂量。结果显示,添加0.50%(w/v)的葡萄糖对紫球藻细胞生长的促进效果最好;乙酸钠可同时促进紫球藻的细胞生长以及ARA和EPA的产量;甘油对细胞生长的促进效果最好,且ARA:EPA 比值也最大。乙酸钠和甘油的最佳用量分别为0.25%(w/v)和0.38%(v/v)。以甘油的最佳剂量获得了 211.47 mg L-1的ARA产量,这是迄今为止报道的微藻合成ARA的最高产量。本研究结果表明,综合考虑多种性状,为选择经济、安全的微藻培养最佳剂量提供了一种非常有效的策略。本研究首次尝试了紫球藻的混合营养生长,证明了有机碳源可以提高紫球藻的生物量和ARA的产量,为微藻合成ARA的商业化生产提供了方向。随后,研究了氮限制诱导紫球藻合成ARA的潜力和分子机制。结果表明,氮限制显着增强了紫球藻ARA的合成,这种强化作用归因于Δ5-去饱和酶相关蛋白(Δ5-Des)的丰度上调。研究还发现,Δ5-去饱和酶相关基因(FADSD5)的表达随着细胞的生长而增加,显示了紫球藻中ARA生物合成的巨大潜力。本研究结果可为利用分子证据阐明脂肪酸的生物合成途径提供指导,且很有可能促使对紫球藻进行遗传修饰以定向增强ARA的合成成为可能。最后,介绍了以微藻为原料的工业规模生物丁醇生产装置的选择与设计,同时介绍了发酵生产生物丁醇的生物工艺技术和生物丁醇回收方法的研究进展,并以此设计了一套经济可行的生物丁醇生产工艺。此外,还讨论了生物丁醇与石油柴油、生物柴油的比较分析,以及生物丁醇兼脂类和甲烷的共同生产策略。该研究可为蓬勃发展的生物燃料行业提供急需的推动力,最终有助于应对全球能源危机和减少二氧化碳排放。
杨庆苒[9](2018)在《雨生红球藻的胁迫及其拉曼光谱研究》文中研究表明雨生红球藻是一种单细胞淡水藻类,这种藻类在一些极端胁迫条件下(强光照射、缺氮、高浓度盐等),会在细胞内大量积累虾青素。虾青素是天然已知的抗氧化性最强的物质之一,在食品药品及保健领域有着广阔的商业价值,并且,虾青素本身有较强的拉曼信号,这使得雨生红球藻成为一种很好的拉曼成像的模式生物。拉曼光谱以其可以提供待测样品的指纹图谱和不惧水干扰的优点,被广泛应用于生物分析和成像领域。本论文优化了雨生红球藻的培养条件以及拉曼光谱的测试条件,在这基础之上,利用盐胁迫和氮胁迫对藻类进行胁迫培养,并对于盐胁迫和氮胁迫不同时期的藻类分别进行拉曼成像,利用多组分分析技术,分别表征了盐胁迫和氮胁迫不同时期胞内不同色素的分布状况。本论文开展的具体工作如下:1.雨生红球藻培养条件优化及藻类不同阶段拉曼光谱表征。首先,优化了藻类的培养条件,我们研究了不同的pH值、硝酸盐浓度以及盐浓度等因素对于雨生红球藻的生长的影响,为后续的实验做准备。此外,优化雨生红球藻在倒置共聚焦拉曼光谱仪中的测试条件,优化了激发波长、激光强度、积分时间等因素对于测量结果的影响。为了减少玻璃载玻片对拉曼光谱的影响,设计制作了石英凹槽载玻片,并利用这种载玻片表征了藻类不同阶段的拉曼光谱特征。2.盐胁迫对于雨生红球藻内色素分布的影响。利用不同浓度的盐溶液对雨生红球藻进行胁迫培养,并对雨生红球藻在胁迫过程中拉曼光谱及细胞内的色素分布进行了研究。在第二章的优化培养和优化测试的条件之上,利用倒置共聚焦拉曼光谱仪获取了盐胁迫不同时间的藻类的拉曼光谱,并利用了多组分分析技术,将虾青素、叶绿素以及β-胡萝卜素等色素从总光谱中进行分离,并利用成像技术将不同色素在细胞内的分布状况以成像的方式显现出来。结果表明,盐胁迫过程中,虾青素的含量较对照组有了显着提高,而β-胡萝卜素的含量有些许下降,叶绿素的含量也有一定程度的降低。3.氮胁迫对于雨生红球藻细胞内色素分布的影响。利用不同浓度的氮元素对于雨生红球藻进行胁迫培养,研究了在氮元素缺乏条件下的雨生红球藻细胞内的色素分布情况。利用倒置共聚焦拉曼光谱仪采集氮胁迫不同时间下的藻类细胞的拉曼光谱,并利用多组分分析技术将常见的色素从获取的总光谱中分离出来,最后以图像的方式将各种色素在细胞内的分布状况呈现出来。从色素的含量变化上来看,其结果与盐胁迫基本相似,这也在一定程度上证明了盐胁迫与氮胁迫在机理上存在一定的相似性。
王晓丹,张璐,程蔚兰,赵熙宁,史飞飞,季春丽,李润植[10](2018)在《氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响》文中研究表明【背景】雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞能合成积累具有超强抗氧化活性的虾青素,是生产高值天然虾青素的优异藻种。【目的】解析不同氮源对雨生红球藻生长的效应,以期建立优化氮素营养提高雨生红球藻生物量和虾青素产量的技术体系。【方法】选用Na NO3和NH4Cl为氮源、辅以pH缓冲液Hepes,培养雨生红球藻藻株797,测试2种不同氮源对雨生红球藻藻液pH、营养生长期(绿色生长期)藻细胞生长、叶绿素含量和生物量等的影响。【结果】以Na NO3为氮源培养的雨生红球藻细胞的比生长速率、生物量、叶绿素a和叶绿素b含量均高于以NH4Cl为氮源培养的藻细胞。不同氮源对雨生红球藻培养液的pH值有显着影响,NH4Cl氮源导致培养液pH值降低,然而Na NO3氮源则导致培养液pH值上升。添加pH缓冲液Hepes能有效稳定培养液的pH值,并促进雨生红球藻的生长,尤以NH4Cl为氮源添加Hepes的效果更显着。不同氮源导致雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量等差异主要源于不同氮源引起藻液pH的变化。【结论】添加pH缓冲液Hepes可有效控制藻液pH,进而显着促进以Na NO3和NH4Cl为氮源的雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量积累。
二、雨生红球藻712株营养需求及其培养条件(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、雨生红球藻712株营养需求及其培养条件(论文提纲范文)
(1)海洋酸化条件下微拟球藻生理及分子调控机制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 海洋酸化背景 |
1.1.1 海洋酸化产生的原因 |
1.1.2 海洋碳酸盐系统 |
1.2 海洋酸化对动物的影响 |
1.2.1 海洋酸化对珊瑚的影响 |
1.2.2 海洋酸化对翼足目的影响 |
1.2.3 海洋酸化对有孔虫的影响 |
1.3 海洋酸化对微藻的影响 |
1.3.1 海洋酸化对微藻光合固碳的影响 |
1.3.2 海洋酸化对微藻生理生化的影响 |
1.3.3 海洋酸化对微藻分子调控机制的影响 |
1.4 海洋酸化与其它环境因子联合作用对微藻的影响 |
1.4.1 海洋酸化与变暖联合作用对微藻的影响 |
1.4.2 海洋酸化与太阳辐射(PAR,UVR)协同作用对微藻的影响 |
1.4.3 海洋酸化与酸化时间耦合作用对微藻的影响 |
1.5 海洋酸化对营养级传递的影响 |
1.6 微拟球藻应对海洋酸化的研究进展 |
1.6.1 微拟球藻简介 |
1.6.2 微拟球藻应对海洋酸化的研究进展 |
1.7 课题研究技术路线与目的意义 |
1.7.1 选题依据 |
1.7.2 研究内容 |
1.7.3 技术路线 |
1.7.4 研究目的与意义 |
第二章 微拟球藻应对海洋酸化的生理生化响应 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 藻种来源 |
2.1.2 实验器材 |
2.1.3 藻种的纯化与培养 |
2.1.4 藻种的培养条件 |
2.1.4.1 CO_2浓度的设定 |
2.1.4.2 充气装置的连接 |
2.1.4.3 正常培养(CK) |
2.1.4.4 短期酸化(ST) |
2.1.4.5 长期酸化(LT) |
2.1.4.6 碳酸盐系统 |
2.1.5 微拟球藻的生长和碳固定率的测定 |
2.1.6 叶绿素荧光参数测定 |
2.1.7 色素含量测定 |
2.1.8 生化组成的测定 |
2.1.8.1 碳氮含量的测定 |
2.1.8.2 总可溶性碳水化合物含量的测定 |
2.1.8.3 总蛋白含量的测定 |
2.1.8.4 总酚含量的测定 |
2.1.8.5 总超氧化物歧化酶活力的测定 |
2.1.8.6 脂肪酸谱检测 |
2.1.9 细胞表面pH的变化 |
2.1.10 统计分析 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 海洋酸化对微拟球藻生长的影响 |
2.2.2 海洋酸化对微拟球藻色素含量的影响 |
2.2.3 海洋酸化对微拟球藻光合固碳的影响 |
2.2.4 海洋酸化对微拟球藻生化组成的影响 |
2.2.4.1 C/N |
2.2.4.2 总可溶性碳水化合物含量 |
2.2.4.3 总蛋白含量 |
2.2.4.4 总酚含量 |
2.2.4.5 总超氧化物歧化酶活力 |
2.2.4.6 脂肪酸组成 |
2.2.5 微拟球藻细胞表面pH的变化 |
2.3 小结 |
第三章 微拟球藻应对海洋酸化的分子调控机制 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 藻种来源 |
3.1.2 实验器材 |
3.1.3 藻种的培养条件 |
3.1.4 RNA提取、cDNA文库制备及测序 |
3.1.4.1 RNA提取 |
3.1.4.2 RNA质量检测 |
3.1.4.3 cDNA文库的制备及测序 |
3.1.5 序列比对到参考基因组 |
3.1.6 表达量估计和差异表达分析 |
3.1.7 GO和 KEGG差异表达富集分析 |
3.1.8 代谢物提取 |
3.1.9 LC-MS/MS分析 |
3.1.9.1 色谱分离 |
3.1.9.2 质谱采集 |
3.1.10 显着差异代谢物的鉴定 |
3.1.11 统计分析 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 转录组文库的构建及功能分析 |
3.2.2 海洋酸化条件下的差异表达基因 |
3.2.3 差异表达基因的功能分析 |
3.2.4 海洋酸化条件下的代谢组分析 |
3.2.5 光合作用和碳固定 |
3.2.6 糖酵解/糖异生和TCA循环 |
3.2.7 脂类代谢 |
3.2.8 氮代谢 |
3.3 小结 |
第四章 喂食不同酸化条件的微拟球藻对轮虫的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 藻种和轮虫来源 |
4.1.2 实验器材 |
4.1.3 藻种的培养条件 |
4.1.4 轮虫的喂养实验 |
4.1.5 轮虫的脂肪酸谱检测 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 轮虫的生长和脂肪酸谱的影响 |
4.3 小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(2)基于智能解耦方法的光生物反应器控制系统研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 光生物反应器控制的研究现状 |
1.2.2 解耦控制的研究现状 |
1.3 研究内容和结构安排 |
第2章 小型光生物反应器系统设计 |
2.1 雨生红球藻生长关键性因素的分析 |
2.2 小型光生物反应器的设计 |
2.2.1 反应器总体设计 |
2.2.2 反应器机械结构设计 |
2.2.3 光照系统设计 |
2.2.4 温度控制系统设计 |
2.2.5 pH控制系统设计 |
2.2.6 CO_2控制系统设计 |
2.2.7 搅拌系统设计 |
2.3 光生物反应器控制系统实物验证 |
2.3.1 光生物反应器的环境因子数据采集 |
2.3.2 雨生红球藻细胞活性检测 |
2.4 本章小结 |
第3章 光生物反应器数学模型建立 |
3.1 建模概述 |
3.2 阶跃响应建模方法 |
3.2.1 阶跃响应建模原理阐述 |
3.2.2 阶跃响应建模参数计算 |
3.2.3 适用于光生物反应器控制系统的MATLAB辨识法 |
3.3 光生物反应器控制系统模型建立 |
3.3.1 光生物反应器温度控制通道的实验建模 |
3.3.2 光生物反应器CO_2控制通道的实验建模 |
3.3.3 光生物反应器pH控制通道的实验建模 |
第4章 适用于光生物反应器的神经网络PID解耦控制器设计 |
4.1 PID控制原理简介 |
4.2 神经网络算法简介 |
4.2.1 人工神经元模型介绍 |
4.2.2 BP神经网络模型概述 |
4.3 适用于光生物反应器的神经网络PID解耦控制器设计 |
4.3.1 适用于光生物反应器的神经网络PID结构设计 |
4.3.2 适用于光生物反应器的神经网络PID前向算法推导 |
4.3.3 适用于光生物反应器的神经网络PID反传算法推导 |
4.4 本章小结 |
第5章 系统仿真设计 |
5.1 系统耦合性分析 |
5.2 仿真实验 |
5.2.1 PID控制仿真 |
5.2.2 神经网络PID解耦控制仿真 |
5.3 对比分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
(3)雨生红球藻提取虾青素及其抗氧化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 雨生红球藻概述 |
1.1.1 雨生红球藻生长特征 |
1.1.2 不同环境条件下对雨生红球藻生长的影响 |
1.1.2.1 光照 |
1.1.2.2 温度 |
1.1.2.3 pH值 |
1.1.2.4 营养盐 |
1.1.2.5 其它方面 |
1.1.3 不同环境对雨生红球藻中虾青素积累的影响 |
1.1.3.1 光照 |
1.1.3.2 温度 |
1.1.3.3 pH |
1.1.3.4 盐胁迫 |
1.2 虾青素概述 |
1.2.1 虾青素的理化特性 |
1.2.2 虾青素的来源 |
1.2.2.1 人工合成法 |
1.2.2.2 化学提取法 |
1.2.2.3 微生物培养 |
1.2.2.4 微藻培养 |
1.2.3 虾青素的功能活性 |
1.2.3.1 虾青素的抗氧化活性 |
1.2.3.2 虾青素的抗炎活性 |
1.2.3.3 虾青素的抗凋亡活性 |
1.2.3.4 虾青素的抗癌活性 |
1.2.3.5 虾青素的抗肥胖作用 |
1.2.3.6 虾青素对皮肤的保护作用 |
1.2.3.7 虾青素对心血管的保护作用 |
1.2.3.8 虾青素对眼睛的保护作用 |
1.2.3.9 虾青素对增强运动能力的作用 |
1.2.3.10 虾青素的其它生理作用 |
1.2.4 虾青素的应用 |
1.2.4.1 在水产养殖中的应用 |
1.2.4.2 在制药及食品工业中的应用 |
1.2.4.3 在化妆品行业中的应用 |
1.3 雨生红球藻生产天然虾青素的优势 |
1.4 雨生红球藻中提取虾青素的研究进展 |
1.4.1 有机溶剂萃取法 |
1.4.2 超声波辅助萃取法 |
1.4.3 超临界流体CO_2萃取法 |
1.4.4 超分子溶剂萃取法 |
1.4.5 酶水解法 |
1.4.6 磁辅助萃取法 |
1.4.7 其它萃取方法 |
1.5 本文研究目的和意义 |
第2章 雨生红球藻扩培优化 |
2.1 材料及实验方法 |
2.1.1 雨生红球藻藻种 |
2.1.2 试验试剂 |
2.1.3 试验设备 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 无菌化处理 |
2.2.2 培养基的配制 |
2.2.3 雨生红球藻的复壮与扩培 |
2.3 检测方法 |
2.3.1 细胞密度的测定 |
2.3.2 雨生红球藻生产过程中生长曲线测定 |
2.3.3 相对生长量与细胞密度关系曲线图 |
2.4 不同单因素条件对雨生红球生长的影响 |
2.4.1 培养温度对雨生红球藻生长的影响 |
2.4.2 光照强度对雨生红球藻生长的影响 |
2.4.3 pH对雨生红球藻生长的影响 |
2.5 正交试验优化 |
2.6 数据统计 |
2.7 结果与分析 |
2.7.1 藻液相对生长量与藻体细胞密度的关系图 |
2.7.2 雨生红球藻的培养生长曲线 |
2.7.3 温度对雨生红球藻生长的影响 |
2.7.4 光照强度对雨生红球藻生长的影响 |
2.7.5 pH对雨生红球藻生长的影响 |
2.7.6 正交试验的结果与分析 |
2.8 小结 |
第3章 雨生红球藻积累虾青素的条件优化研究 |
3.1 试验材料及设备 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 雨生红球藻绿色细胞的培养 |
3.2.2 雨生红球藻红色细胞的培养 |
3.2.3 培养基的配制 |
3.2.4 检测方法 |
3.2.4.1 细胞形态的观察 |
3.2.4.2 测定虾青素含量 |
3.2.5 雨生红球藻积累虾青素的单因素试验 |
3.2.5.1 温度对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.2 光照强度对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.3 光照周期对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.4 pH值对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.5 转化时间对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.6 高盐胁迫对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.2.5.7 正交试验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 温度对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.2 光照强度对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.3 光照周期对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.4 pH值对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.5 转化时间对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.6 高盐胁迫对雨生红球藻积累虾青素含量的影响 |
3.3.7 正交试验结果与分析 |
3.4 小结 |
第4章 虾青素的提取试验 |
4.1 试验材料 |
4.2 试验试剂 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 细胞破碎 |
4.3.2 虾青素含量的测定 |
4.3.3 单因素试验 |
4.3.3.1 提取溶剂体积比对虾青素提取效果的影响 |
4.3.3.2 温度对虾青素提取效果的影响 |
4.3.3.3 时间对虾青素提取效果的影响 |
4.3.3.4 提取次数对虾青素提取效果的影响 |
4.3.3.5 料液比对虾青素提取效果的影响 |
4.3.4 正交试验优化 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 单因素试验 |
4.4.1.1 确定雨生红球藻虾青素的提取溶剂 |
4.4.1.2 温度对雨生红球藻虾青素提取效果的影响 |
4.4.1.3 时间对雨生红球藻虾青素提取效果的影响 |
4.4.1.4 提取次数对雨生红球藻虾青素提取效果的影响 |
4.4.1.5 料液比对雨生红球藻虾青素提取效果的影响 |
4.4.2 正交试验结果与分析 |
4.5 小结 |
第5章 虾青素抗氧化作用的研究 |
5.1 试验材料及设备 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 主要试剂 |
5.1.3 主要仪器设备 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 小鼠的饲养 |
5.2.2 衰老模型的建立 |
5.2.3 小鼠血清的提取与保存 |
5.2.4 小鼠肝脏的取材与保存 |
5.3 指标检测及方法 |
5.3.1 小鼠体重变化 |
5.3.2 血清和肝脏中SOD、GSH、MDA和 CAT水平的检测 |
5.3.3 RNA逆转录成c DNA |
5.3.4 实时荧光定量PCR分析 |
5.4 统计学处理 |
5.5 结果与分析 |
5.5.1 雨生红球藻虾青素对衰老模型小鼠体重的影响 |
5.5.2 雨生红球藻虾青素对衰老模型小鼠血清中氧化应激的影响 |
5.5.3 雨生红球藻虾青素对衰老小鼠模型肝脏氧化应激的影响 |
5.5.4 雨生红球藻虾青素对小鼠衰老模型肝脏炎症因子的影响 |
5.5.5 雨生红球藻虾青素对小鼠衰老模型血清中炎症因子的影响 |
5.6 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(4)卵囊藻科的系统发育及富含多糖藻株的筛选(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 综述 |
1.1 卵囊藻科简介 |
1.1.1 卵囊藻科的分类地位及分布 |
1.1.2 卵囊藻科的系统发育 |
1.1.3 卵囊藻科的工业应用 |
1.2 卵囊藻科多糖及其功能 |
1.2.1 藻多糖的调节免疫作用 |
1.2.2 藻多糖的抗病毒和抗肿瘤作用 |
1.2.3 藻多糖的降血糖和血脂作用 |
1.2.4 藻多糖的抗氧化、抗衰老及抗辐射作用 |
1.3 卵囊藻科粗多糖的提取方法 |
1.3.1 溶剂提取法 |
1.3.2 超声波辅助提取法 |
1.3.3 微波辅助提取法 |
1.3.4 酶辅助提取法 |
1.4 卵囊藻科的研究现状 |
1.5 本研究的内容、目的及意义 |
1.6 本研究的技术路线 |
第二章 4株卵囊藻科藻株的形态分类学研究 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 样品的采集 |
2.2.2 样品的形态观察 |
2.2.3 藻株的分离纯化 |
2.3 研究结果 |
2.4 讨论 |
第三章 4株卵囊藻科藻株的系统发育学研究 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 藻株及其培养条件 |
3.1.2 主要实验仪器 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 DNA的提取 |
3.2.2 PCR扩增 |
3.2.3 系统发育分析 |
3.3 研究结果 |
3.3.1 基于核18S rDNA的卵囊藻科系统发育分析 |
3.3.2 基于叶绿体rbcL序列的卵囊藻科系统发育分析 |
3.3.3 基于核18S rDNA和叶绿体rbcL序列联合的卵囊藻科系统发育分析 |
3.4 讨论 |
第四章 40株卵囊藻科藻株的生理测定及其多糖的提取 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 藻株及其培养条件 |
4.1.2 主要实验仪器 |
4.2 生理指标及多糖含量的测定方法 |
4.2.1 生长曲线的测定 |
4.2.2 叶绿素含量的测定 |
4.2.3 叶绿素荧光参数的测定 |
4.2.4 卵囊藻科藻粉的制作 |
4.2.5 标准曲线的绘制 |
4.2.6 样品的测定 |
4.3 研究结果与分析 |
4.3.1 不同生长时期卵囊藻科藻株生长曲线检测 |
4.3.2 卵囊藻科藻株色素含量的分析 |
4.3.3 卵囊藻科藻株叶绿素荧光特征的分析 |
4.3.4 葡萄糖标准曲线的绘制 |
4.3.5 卵囊藻科多糖的提取率 |
4.4 讨论 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
(5)基于神经网络的藻液pH值控制系统研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.1.1 虾青素 |
1.1.2 雨生红球藻 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 利用雨生红球藻提取虾青素 |
1.2.2 pH值对雨生红球藻培养的影响 |
1.2.3 雨生红球藻培养系统 |
1.2.4 神经网络算法 |
1.3 研究意义 |
1.4 研究内容和结构安排 |
第2章 藻液PH控制系统模型建立 |
2.1 PH值的概念 |
2.2 PH值中和特性分析 |
2.3 PH值控制难点 |
2.4 藻液PH值控制系统的机理模型 |
2.4.1 静态模型 |
2.4.2 动态模型 |
2.5 本章小结 |
第3章 BP神经网络算法及改进 |
3.1 神经网络概述 |
3.1.1 神经元模型 |
3.1.2 神经网络结构 |
3.2 BP神经网络及结构 |
3.3 BP神经网络学习算法 |
3.3.1 信号的前向传播 |
3.3.2 误差的反向传播 |
3.4 BP算法的缺点 |
3.5 BP神经网络的改进 |
3.5.1 附加动量项法 |
3.5.2 自适应学习速率法 |
3.5.3 拟牛顿法 |
3.5.4 共轭梯度法 |
3.6 改进的LM算法 |
3.6.1 LM算法 |
3.6.2 改进的LM算法 |
3.7 改进方法仿真研究 |
3.8 本章小结 |
第4章 藻液PH控制系统仿真研究 |
4.1 常规PID控制 |
4.1.1 PID控制原理 |
4.1.2 增量式PID控制算法 |
4.2 改进的LM-BP神经网络PID控制器设计 |
4.2.1 BP神经网络PID控制 |
4.2.2 改进的LM-BP神经网络PID控制 |
4.3 仿真探究 |
4.4 本章小结 |
第5章 光生物反应器的设计与研究 |
5.1 适宜生长条件实验探究 |
5.1.1 光照强度实验探究 |
5.1.2 藻液pH值实验探究 |
5.2 柱状光生物反应器设计 |
5.2.1 反应器总体设计 |
5.2.2 反应器主体 |
5.2.3 光照强度控制系统 |
5.2.4 温度控制系统 |
5.2.5 pH控制系统 |
5.2.6 搅拌系统 |
5.3 藻液PH控制实验研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
(6)藻菌共培养体系处理污水及产油耦合的初步研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 市政污水现状与水处理方法概述 |
1.1.2 微藻生物技术在污水处理中的应用 |
1.2 微藻-细菌共生体系 |
1.2.1 藻菌共生体系的提出与形成 |
1.2.2 共生体系中微藻与细菌之间的相互作用关系 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 藻-藻共培养体系 |
1.3.2 微藻-细菌共培养体系 |
1.3.3 微藻-真菌共培养体系 |
1.3.4 微藻-活性污泥共培养体系 |
1.4 论文研究目的及意义 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 论文研究目的与意义 |
1.5 本课题研究内容与技术路线 |
1.5.1 主要研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第2章 基于文献计量的藻菌共培养污水处理技术相关研究分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 文献计量分析 |
2.2.3 可视化分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 藻菌共培养污水处理技术相关研究的总体概况 |
2.3.2 藻菌共培养污水处理技术相关研究的具体学术表现 |
2.3.3 研究热点与前沿 |
2.4 本章小结 |
第3章 微藻-恶臭假单胞菌共培养体系处理污水及产油耦合系统的初步研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 藻种、菌种来源及其培养条件 |
3.2.2 实验仪器和药品 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 实验方案设计 |
3.3.2 分析测定方法 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 生物质干重-吸光度标准曲线的测定 |
3.4.2 藻菌共培养体系接种比例的确定 |
3.4.3 微藻-恶臭假单胞菌共培养体系中的生物量变化情况 |
3.4.4 微藻-恶臭假单胞菌共培养体系中的水质变化情况 |
3.4.5 微藻-恶臭假单胞菌共培养体系中的油脂积累情况 |
3.5 本章小结 |
第4章 微藻-地衣芽孢杆菌共培养体系处理污水及产油耦合系统的初步研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 藻种、菌种来源及其培养条件 |
4.2.2 实验仪器和药品 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 实验方案设计 |
4.3.2 分析测定方法 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 细菌生物质干重-吸光度标准曲线的测定 |
4.4.2 微藻-地衣芽孢杆菌共培养体系中的生物量变化情况 |
4.4.3 微藻-地衣芽孢杆菌共培养体系中的水质变化情况 |
4.4.4 微藻-地衣芽孢杆菌共培养体系中的油脂积累情况 |
4.5 本章小结 |
第5章 微藻-活性污泥共培养体系处理污水及产油耦合系统的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 藻种、菌种来源 |
5.2.2 实验仪器和药品 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 实验方案设计 |
5.3.2 分析测定方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 微藻-活性污泥共培养体系中的生物量变化情况 |
5.4.2 微藻-活性污泥共培养体系中水质的变化情况 |
5.4.3 微藻-活性污泥共培养体系中的总脂产量 |
5.4.4 共培养体系中微藻与细菌之间的相互作用关系 |
5.4.5 共培养体系中的微生物群落结构与多样性分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 创新点 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
绪论 |
1.1 雨生红球藻简介 |
1.2 雨生红球藻积累虾青素的影响因素 |
1.2.1 光照 |
1.2.2 温度 |
1.2.3 氮源 |
1.2.4 磷源 |
1.3 虾青素 |
1.3.1 虾青素的结构与性质 |
1.3.2 虾青素合成途径 |
1.3.3 虾青素的来源 |
1.3.4 虾青素的作用 |
1.4 雨生红球藻转录组研究现状 |
1.5 雨生红球诱变育种研究现状 |
1.6 研究意义 |
1.7 研究内容 |
1.8 技术路线 |
第一章 雨生红球藻鉴定、保藏及无菌化 |
1.1 材料与仪器 |
1.1.1 藻种 |
1.1.2 主要试剂 |
1.1.3 主要仪器 |
1.2 实验方法 |
1.2.1 藻种培养 |
1.2.2 藻种鉴定 |
1.2.3 藻种保藏 |
1.2.4 藻种无菌化 |
1.3 结果与分析 |
1.3.1 形态学鉴定 |
1.3.2 分子生物学鉴定 |
1.3.3 藻种保藏 |
1.3.4 藻种无菌化 |
1.4 小结与讨论 |
第二章 环境因素与营养元素对雨生红球藻的影响 |
2.1 材料与仪器 |
2.1.1 主要试剂 |
2.1.2 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 光照强度对藻生长和虾青素积累的影响 |
2.2.2 温度对藻生长和虾青素积累的影响 |
2.2.3 氮、磷胁迫对藻生长和虾青素积累的影响 |
2.2.4 虾青素的提取与检测 |
2.2.5 细胞密度检测 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 虾青素定量分析 |
2.3.2 光照强度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响 |
2.3.3 温度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响 |
2.3.4 氮、磷胁迫对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响 |
2.4 小结与讨论 |
第三章 雨生红球藻高光胁迫下转录组测序 |
3.1 材料与仪器 |
3.1.1 主要试剂 |
3.1.2 主要仪器 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 藻种处理与样品准备 |
3.2.2 虾青素的检测 |
3.2.3 RNA提取与c DNA文库构建 |
3.2.4 数据质控与组装 |
3.2.5 基因功能注释与差异表达分析 |
3.2.6 差异表达基因验证 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 高光胁迫对藻株生长和虾青素含量的影响 |
3.3.2 RNA提取与检测结果 |
3.3.3 测序数据质量评估 |
3.3.4 转录本拼接及长度分布 |
3.3.5 基因功能注释 |
3.3.6 高光胁迫条件下差异表达分析 |
3.3.7 正常培养和高光胁迫培养条件下差异表达分析 |
3.3.8 差异表达分析 |
3.3.9 荧光定量RT-PCR验证差异表达基因 |
3.4 小结与讨论 |
第四章 雨生红球藻ARTP诱变育种 |
4.1 材料与仪器 |
4.1.1 主要试剂 |
4.1.2 主要仪器 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 藻种准备 |
4.2.2 致死率计算 |
4.2.3 诱变藻株筛选 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 致死率统计 |
4.3.2 突变株筛选结果 |
4.4 小结与讨论 |
第五章 结论与展望 |
附录1 荧光定量RT-PCR引物 |
参考文献 |
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
个人简历 |
(8)微藻合成花生四烯酸和生产生物丁醇的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 微藻 |
1.3 微藻生物技术 |
1.4 微藻营养成分 |
1.4.1 氨基酸和蛋白质 |
1.4.2 糖类和碳水化合物 |
1.4.3 脂质和脂肪酸 |
1.5 花生四烯酸 |
1.5.1 花生四烯酸的价值 |
1.5.2 花生四烯酸的来源 |
1.5.3 花生四烯酸的生物合成途径 |
1.6 培养条件对微藻脂质和脂肪酸组成的影响 |
1.6.1 批次培养收获时间的影响 |
1.6.2 半连续和连续培养 |
1.6.3 光强和光照周期的影响 |
1.6.4 生长温度的影响 |
1.6.5 营养盐或培养基组分的影响 |
1.7 微藻生物燃料 |
1.7.1 生物柴油 |
1.7.2 生物乙醇 |
1.7.3 生物甲烷 |
1.7.4 生物丁醇 |
1.8 本论文的选题意义和研究内容 |
1.8.1 本论文的选题意义 |
1.8.2 本论文的研究内容 |
第二章 5-氨基乙酰丙酸对紫球藻合成花生四烯酸的影响 |
2.1 引言 |
2.2 材料和方法 |
2.2.1 藻种及其培养条件 |
2.2.2 藻细胞浓度的测量 |
2.2.3 脂质和脂肪酸分析 |
2.2.4 FTIR分析化合物组分 |
2.2.5 光合色素的测定 |
2.2.6 LC-mass/mass法分析脂质组成 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 5-ALA对紫球藻细胞生长的影响 |
2.3.2 5-ALA对紫球藻脂肪酸的影响 |
2.3.3 5-ALA对总化合物含量的影响 |
2.3.4 5-ALA对紫球藻光合色素的影响 |
2.3.5 甘油脂的定量分析 |
2.4 本章结论 |
第三章 有机碳对紫球藻合成花生四烯酸的作用效果研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料和方法 |
3.2.1 微藻培养体系 |
3.2.2 紫球藻细胞生物量的测定 |
3.2.3 有机碳含量的测定 |
3.2.4 脂质和脂肪酸分析 |
3.2.5 GAMs建模 |
3.2.6 性状的量化计算 |
3.2.7 其他分析 |
3.3 结果 |
3.3.1 有机碳源对紫球藻细胞生长的影响 |
3.3.2 有机碳源对紫球藻脂肪酸的影响 |
3.4 讨论 |
3.4.1 有机碳源对紫球藻细胞生物量和ARA产量的影响 |
3.4.2 性状生态学方法在优化培养条件中的作用 |
3.5 本章结论 |
第四章 氮限制对紫球藻合成花生四烯酸的作用效果研究 |
4.1 引言 |
4.2 材料和方法 |
4.2.1 微藻培养系统和生理参数测定 |
4.2.2 FADSD5的分离和定量以及Δ5-Des的定量 |
4.2.3 统计分析 |
4.3 结果 |
4.3.1 紫球藻基本生理参数对氮限制的响应 |
4.3.2 紫球藻脂肪酸的合成对氮限制的响应 |
4.3.3 紫球藻假定去饱和酶相关基因和相关蛋白对氮限制的响应 |
4.3.4 生理参数与分子参数之间的关系 |
4.4 讨论 |
4.5 本章结论 |
第五章 微藻生物丁醇工艺设计—技术评估和经济分析 |
5.1 引言 |
5.2 微藻原料生产 |
5.2.1 应用生物工程筛选微藻 |
5.2.2 微藻培养 |
5.2.3 收获和脱水方法 |
5.3 生物丁醇生产 |
5.3.1 细菌的筛选 |
5.3.2 ABE发酵生产生物丁醇 |
5.3.3 生物丁醇的分离和纯化 |
5.4 生物丁醇、石油柴油和生物柴油的比较分析 |
5.4.1 生物丁醇与石油柴油的比较 |
5.4.2 生物丁醇与生物柴油的比较 |
5.5 微藻生物量与其它原料生产生物丁醇的LCA分析 |
5.6 微藻同时生产生物丁醇、油脂和气体 |
5.6.1 单一生物丁醇生产与生物丁醇兼油脂生产的比较 |
5.6.2 单一生物丁醇生产与生物丁醇兼甲烷生产的比较 |
5.7 本章结论 |
第六章 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 本论文的创新之处 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(9)雨生红球藻的胁迫及其拉曼光谱研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 雨生红球藻的特性和常用的胁迫培养条件 |
1.2.1 雨生红球藻的特性 |
1.2.2 胁迫雨生红球藻的常见因素 |
1.3 拉曼光谱在成像中研究 |
1.3.1 拉曼散射简介 |
1.3.2 拉曼成像的应用 |
1.3.3 其他技术与拉曼光谱技术的结合 |
1.4 拉曼成像在藻类细胞研究中的应用 |
1.4.1 色素 |
1.4.2 脂类 |
1.5 本论文的研究目的和主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 雨生红球藻的培养和表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂和材料 |
2.2.2 仪器和设备 |
2.2.3 雨生红球藻的培养 |
2.2.4 培养条件的优化 |
2.2.5 雨生红球藻的表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 雨生红球藻的培养 |
2.3.2 pH对于雨生红球藻生长的影响 |
2.3.3 硝酸盐浓度对于雨生红球藻生长的影响 |
2.3.4 雨生红球藻拉曼光谱测试条件的优化及表征 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 盐胁迫对于雨生红球藻的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂和材料 |
3.2.2 仪器和设备 |
3.2.3 雨生红球藻的盐胁迫研究 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 盐胁迫不同时间藻类拉曼光谱的变化 |
3.3.2 盐胁迫过程中的拉曼成像及数据处理 |
3.3.3 不同色素在细胞内的分布成像 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 氮胁迫对于雨生红球藻的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂和材料 |
4.2.2 仪器和设备 |
4.2.3 雨生红球藻的氮胁迫研究 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 氮胁迫对于藻类拉曼光谱的影响 |
4.3.2 藻类拉曼成像及数据处理 |
4.3.3 不同色素在细胞内的分布成像 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文总结 |
5.2 后续工作和展望 |
硕士期间发表文章 |
致谢 |
(10)氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 藻种 |
1.2 培养基及配置 |
1.3 主要试剂和仪器 |
1.4 雨生红球藻培养条件 |
1.5 雨生红球藻细胞比生长速率的测定 |
1.6 雨生红球藻生物量的测定 |
1.7 藻液叶绿素含量的测定 |
1.8 统计分析 |
2 结果与分析 |
2.1 不同氮源对雨生红球藻细胞生长的影响 |
2.2 不同氮源培养雨生红球藻的藻液p H值变化 |
2.3 不同氮源对雨生红球藻细胞叶绿素含量的影响 |
3 讨论与结论 |
四、雨生红球藻712株营养需求及其培养条件(论文参考文献)
- [1]海洋酸化条件下微拟球藻生理及分子调控机制的研究[D]. 张宇飞. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]基于智能解耦方法的光生物反应器控制系统研究[D]. 陈苗. 天津职业技术师范大学, 2021(06)
- [3]雨生红球藻提取虾青素及其抗氧化研究[D]. 杨晓宙. 齐鲁工业大学, 2020(02)
- [4]卵囊藻科的系统发育及富含多糖藻株的筛选[D]. 张然. 山西大学, 2020
- [5]基于神经网络的藻液pH值控制系统研究[D]. 黄韵祺. 天津职业技术师范大学, 2019(06)
- [6]藻菌共培养体系处理污水及产油耦合的初步研究[D]. 陈星宇. 天津大学, 2019(01)
- [7]高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析[D]. 潘艳飞. 福建师范大学, 2019(12)
- [8]微藻合成花生四烯酸和生产生物丁醇的研究[D]. 焦凯琳. 厦门大学, 2019
- [9]雨生红球藻的胁迫及其拉曼光谱研究[D]. 杨庆苒. 东南大学, 2018(05)
- [10]氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响[J]. 王晓丹,张璐,程蔚兰,赵熙宁,史飞飞,季春丽,李润植. 微生物学通报, 2018(05)