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产油微藻Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341对镉胁迫的生理响应及抗性机理

杨金水  孔祥雪  李金玉  袁红莉  
【摘要】:【背景】重金属镉(Cd)污染问题日益严峻。微藻是一种良好的生物吸附剂。目前研究多关注于微藻对Cd的去除率及吸附性能方面,对其抗Cd机理的研究比较少。【目的】以产油微藻Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341为材料,研究Cd胁迫对UTEX 2341生理性状、抗性机理及产油的影响。【方法】测定微藻在0-5mmol/LCd胁迫下的生长产油情况,并进一步分析2mmol/LCd胁迫下藻体中色素、可溶性蛋白和油脂含量的变化,以及藻体亚显微结构、抗氧化酶和抗氧化剂、脂肪酸组分的改变情况。【结果】Auxenochlorella protothecoides UTEX 2341能够耐受2 mmol/L Cd胁迫,虽然其生物量和叶绿素含量在Cd胁迫下略有降低,但油脂产量显著增加,胁迫168 h时为1.60 g/L,是对照的1.77倍。此外,高浓度Cd引起了胞内活性氧的积累。抗性机理分析表明高Cd胁迫显著抑制了微藻体内的抗氧化酶活性,但非酶抗氧化剂类胡萝卜素和还原性谷胱甘肽的含量显著增加,分别是对照的1.42倍和4.5倍,从而缓解高浓度Cd对微藻细胞造成的氧化损伤,减轻Cd的毒性。脂肪酸组分分析结果表明,Cd胁迫下油酸(C18:1)含量增加,且脂肪酸成分中C16-C18的含量达96%-98%,符合生物柴油的生产标准。【结论】该研究为揭示微藻抗Cd的机理以及Cd胁迫下微藻柴油合成的调控机理提供了一定的研究基础。

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