开题报告内容:
TAP培养基作为微藻通用培养基的可行性探索
- 选题的目的与意义:
对于不同的用途的藻类我们需要将其筛选鉴别出来。虽然高通量排序已被应用到大规模藻株的筛选,然而,在世界各地,这种方法仍然仅被几个有限的设备齐全的实验室。造成这样现象的原因之一是该工作对昂贵的分拣设备以及熟练的技术人员的要求过于苛刻。另一个原因是大量的藻种虽然很容易排序,但是优化它们的生长条件依旧是一个耗时的过程。在这样的情况下,是否有一种培养基可以支持许多或者绝大多数的藻类的正常生长就成了我们要探讨的主要问题。
在藻类的培养过程中,由于不同的藻类有不同的生长环境,需要的一些营养物质不同,所以不同的微藻需要有不同的培养基。目前已知的微藻有50000种,并且并不是所有的微藻都被研究者们所研究。所以还有很多微藻的生长条件是我们所不知道的。盲目的去配置一些培养基可能并不适宜这些藻类的生长,在探索这些藻类的生长条件的时候我们往往需要耗费大量的时间去配置这些培养基,这既耗时又耗力。在自然界中,一个湖泊或池塘里往往有多种不同的藻类来一起混合生长,混合的藻类也不容易分离。但是在一个生态系统中总会存在一些优势种和劣势种。所以我们可以考虑以这个优势种作为样本对其进行培养基的配置。既然这些物种都可以在同样的环境下成长,那么在优势种的培养基中应该也可以成长。经过一些调查,可以发现存在衣藻的生物系统中,衣藻总能在一群藻类中间以优势种存在。现在培养衣藻的常用培养基是TAP培养基,因此我们可以尝试用TAP培养基进行微藻通用培养基的探索。
迄今文献报道,有大量的人工培养基被研制来培养藻类。其中,TAP培养基在1965年首先由戈尔曼和莱文发表。该培养基配方的在其名字上已有体现,包括tris、醋酸、磷酸盐、氨、镁钾、钙等微量元素。该配方已被广泛应用于多种藻类物种生长支持,然而在大多数情况下其限制于对衣藻的培养。醋酸,也许连同tris,提供藻类异养生长的有机碳源。当有机碳源和无机碳源同时存在时,藻类相比于无机碳源的二氧化碳更喜欢利用有机碳源。在磷酸一氢根和磷酸二氢根两种磷酸根离子的缓冲下,该溶液的PH在7.2左右。该配方中的无机离子也可以支持藻类利用光合二氧化碳进行光合生长。综上所述,tap培养基可能是一个良好的藻类生长的培养基。因此本实验以tap培养基作为微藻通用培养基的可行性进行探索。
- 文献综述
藻类是一大群具有光合作用的原核和真核生物,许多微藻以单细胞的形式存在。它们是地球上最早的生物物种,对生存环境有很强的适应性。它们可以有效地利用光合作用将二氧化碳和无机盐类转化为有机产物和氧气,广泛的分布在海洋淡水湖泊等水域,为地球物种的起源提供了必要的氧气和有机资源[1]。据研究表明,藻类不仅仅富含了蛋白质,脂质和碳水化合物等人体生命活动所必备的营养物质,还含有多种氨基酸、维生素、可燃性油类等生物活性物质,是人类发展海洋资源的一个重要组成部分[2]。
据估计,自然界中藻类的最大数量超过1000万。然而至今,微藻的数量至今仍然不多。据文献资料记载,已知的微藻有50000多种,但是大约只有30000多种微藻被研究和分析[3]。微藻是按照藻体大小划分的,微藻通常是指那些在显微镜下才能分辨其形态的微小的藻类群体,通常是微米级。
长期以来,人们仅仅把微藻当做水产品的活饵料,并没有重视微藻的价值。近些年来,随着陆地资源开发速度减缓,微藻生物活性物质的研究和开发渐渐被人类重视起来。微藻的研究始于18世纪末,随着人类对微藻研究的逐渐深入,微藻中许多结构独特的生物活性物质被人类所发现[4]。这些生物活性物质有许多具有药理活性,在医药和保健品开发行业具有极大的潜力。微藻和微藻产品也越来越受人们的重视。目前,从藻类当中提取色素、多不饱和脂肪酸、微藻油脂和微藻多糖等已取得很好的成就。微藻生物工程也取得了一定的成就。
天然beta;-胡萝卜素具有预防癌症、抑制肿瘤抗氧化、抗衰老、增加免疫力等作用,现已开发出天然胡萝卜素口服液、冲剂等产品。藻蓝蛋白是一种荧光分子探针,他与一些其他特定配体分子结合后,可以用于标记许多生物大分子,被用做生物分子试剂。目前藻蓝蛋白已有商业化生产的厂商。
当前研究较多的多不饱和脂肪酸一般是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,即EPA和DHA。DHA具有预防心脑血管疾病,提高记忆力,预防癌症等功效。人们对富含多不饱和脂肪酸的藻种进行了分析筛选,确认了不少富含多不饱和脂肪酸的微藻[5]。国际上已有许多公司用微藻培养生产多不饱和脂肪酸,开发了许多保健产品。
