排堿渠水中產(chǎn)油微藻分離鑒定及培養(yǎng)產(chǎn)油

李艷賓，童 旭，蔣 卉，張 琴，汪慧玲

（1. 安徽工程大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，蕪湖 241000； 2. 塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，阿拉爾 843300）

0 引 言

新疆為典型干旱荒漠地區(qū)，也是中國(guó)鹽堿化土壤集中分布區(qū)域，特別是南疆地區(qū)尤為嚴(yán)重，成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展及資源利用的主要制約因素[1]。鹽堿地治理改良有水利、化學(xué)、生物等多種措施[2-4]，但目前新疆地區(qū)主要農(nóng)作物耕作中，鹽堿化土壤改良仍以漫灌排水洗鹽方式為主[5]。然而，大量漫灌排水洗鹽排出的鹽堿水經(jīng)由排堿渠直接排放，不但造成水資源閑置浪費(fèi)，也給周邊土壤生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅[5]。排堿渠水體通常鹽堿度高，營(yíng)養(yǎng)匱乏，因此很少有利用微生物對(duì)排堿渠水進(jìn)行資源化利用的相關(guān)研究。

微藻種類多樣，廣泛存在于自然界，是一類極具應(yīng)用價(jià)值的可再生資源[6]。與其他能源作物相比，其具有光合效率高、生長(zhǎng)迅速、不與糧爭(zhēng)地、油脂含量高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[7-10]，因此被視為下一代生物質(zhì)能源原料而備受各國(guó)學(xué)者關(guān)注[11]。微藻有光合自養(yǎng)、異養(yǎng)、兼養(yǎng)等多種營(yíng)養(yǎng)模式[12]，既能只利用水和大氣中CO2培養(yǎng)，又可利用環(huán)境廢水中的少量養(yǎng)分進(jìn)行異養(yǎng)或兼養(yǎng)生長(zhǎng)[13]，能有效降低微藻培養(yǎng)的成本。因此，近年來利用荒漠和灘涂等不適于耕種的鹽堿地進(jìn)行產(chǎn)油微藻培養(yǎng)逐漸成為研究熱點(diǎn)，并得到一些對(duì)氯化鈉、碳酸氫鈉、溫度、強(qiáng)光等理化因子有良好耐受性的藻株[11,14-16]，但從排堿渠水中分離產(chǎn)油微藻并以排堿渠水為基質(zhì)進(jìn)行微藻培養(yǎng)尚未見報(bào)道。

微藻油脂含量受培養(yǎng)條件的影響，氮饑餓、高鹽濃度、pH值變化等脅迫條件能有效提高微藻油脂產(chǎn)量[17]，加之其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)模式，為微藻有效利用排堿渠水生長(zhǎng)產(chǎn)油提供了可能。因此，篩選適應(yīng)能力強(qiáng)、油脂產(chǎn)量高的微藻，并利用排堿渠水進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)提高排堿渠水資源的利用價(jià)值、降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)具有重要的意義。本研究以一株從新疆阿拉爾市墾區(qū)排堿渠水體中分離獲得的產(chǎn)油微藻為研究對(duì)象，對(duì)其在以排堿渠水為基質(zhì)的培養(yǎng)液中的生長(zhǎng)和油脂積累特性進(jìn)行了分析，建立了相關(guān)的動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)考察了該藻株的鹽耐受性和在半連續(xù)培養(yǎng)模式下的生長(zhǎng)與產(chǎn)油穩(wěn)定性，以期為實(shí)現(xiàn)排堿渠水的資源化利用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 排堿渠水樣采集及水質(zhì)分析

本研究分離微藻及配制培養(yǎng)液所用排堿渠水樣取自新疆阿拉爾市墾區(qū)，渠道兩邊農(nóng)田作物主要為棉花。經(jīng)測(cè)定該排堿渠水pH值為7.63，水中主要元素成分質(zhì)量濃度為（mg/L）：總有機(jī)碳30.0、總氮35.0、總磷0.086、Na+2 638.8、K+92.3、Ca2+168.9、Mg2+453.5、Fe3+0.65、Cu2+0.05、Pb2+0.35?？梢娫撍畼覰a+濃度高且有機(jī)C、N、P含量低，兼具高鹽和寡營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn)，生物可利用性較差。但對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的微藻來說，篩選到有較強(qiáng)鹽耐受性的產(chǎn)油藻株，并適當(dāng)補(bǔ)充N、P等必要的營(yíng)養(yǎng)元素，即可有效利用排堿渠水生長(zhǎng)產(chǎn)油。在混合營(yíng)養(yǎng)條件下，微藻可同時(shí)利用光和有機(jī)碳生長(zhǎng)[18]。隨著細(xì)胞密度增加，微藻存在光照受限的問題[19]，而添加適量有機(jī)碳源可促進(jìn)微藻生長(zhǎng)，提高生物量[20-21]。有研究表明，小球藻、斜綠藻等微藻可以利用葡萄糖等有機(jī)質(zhì)作為碳源快速生長(zhǎng)[20,22]，因此，在利用排堿渠水培養(yǎng)微藻時(shí)可考慮添加一定量的葡萄糖，以促進(jìn)微藻生長(zhǎng)與產(chǎn)油。

1.2 培養(yǎng)基

微藻分離純化及藻種活化采用本實(shí)驗(yàn)室改良的BG11培養(yǎng)基[23]。

根據(jù)水質(zhì)分析，設(shè)計(jì)排堿渠水培養(yǎng)基為：葡萄糖（用量根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定），KNO30.5 g，KH2PO40.7 g，K2HPO40.3 g，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.05 g，排堿渠水1 L，115 ℃滅菌20 min。

1.3 主要儀器設(shè)備

熒光顯微鏡，日本奧林巴斯；超聲波細(xì)胞破碎儀，西安比朗生物科技有限公司；離心機(jī)，上海菲恰爾分析儀器有限公司；光照培養(yǎng)箱，浙江托普儀器有限公司；鈉離子計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；UV-1100B紫外分光光度計(jì)，上海精密儀器儀表有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 產(chǎn)油微藻分離篩選

排堿渠水用浮游生物網(wǎng)（25#）濃縮收集，水樣離心處理（6 000 r/min、10 min）后取沉淀于液體培養(yǎng)基中富集培養(yǎng)3 d，然后取100μL于固體培養(yǎng)基上涂布分離，并挑取單藻反復(fù)劃線分離純化，直至鏡檢得到純?cè)逯辍Ｎ⒃迮囵B(yǎng)條件為溫度（28±1）℃，光照強(qiáng)度5 000 lx，光/暗周期14 h∶10 h。液體培養(yǎng)時(shí)每天震蕩混勻1次。

挑取培養(yǎng)6 d的微藻細(xì)胞，懸浮于生理鹽水中，用尼羅紅染色法進(jìn)行細(xì)胞油脂檢測(cè)，以此篩選出高產(chǎn)油脂藻株。染色方法沿用本實(shí)驗(yàn)室前期所用方法[23]，主要步驟為：200μL藻懸液，加入3μL尼羅紅染料、75μL DMSO（二甲基亞砜），混勻，于40 ℃恒溫處理10 min，離心（6 000 r/min、10 min）去掉上清液，再用無菌生理鹽水反復(fù)混勻、離心4次，熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞熒光強(qiáng)弱。

1.4.2 產(chǎn)油微藻鑒定[23]

取對(duì)數(shù)期藻液，離心后取100 mg藻泥用液氮研磨，使用EasyPureTM Plant Genomic DNA Kit（北京全式金生物技術(shù)有限公司）提取微藻總DNA，用ITS1/ITS4通用引物（ITS1：5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’和ITS4：5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’）PCR擴(kuò)增后，由上海生工生物工程有限公司測(cè)序。測(cè)序序列在GenBank進(jìn)行Blast比對(duì)分析，并采用MEGA6.05構(gòu)建進(jìn)化樹。

1.4.3 添加不同濃度碳源對(duì)微藻生長(zhǎng)及產(chǎn)油的影響

配制排堿渠水培養(yǎng)基，按每瓶30 mL分裝至150 mL玻璃瓶，設(shè)置葡萄糖0、1.25、2.50、3.75、5.00 g/L 5個(gè)處理，每處理3次重復(fù)。藻種活化培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期，以10%接種量接種于排堿渠水培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每天振蕩搖勻藻液1次，每2 d測(cè)定微藻生物量、油脂含量與產(chǎn)量。

油脂提取采用氯仿甲醇法[23]。按每1 g鮮藻體加入4 mol/L鹽酸10 mL，混勻后室溫放置一定時(shí)間，再沸水浴3～5 min，立即轉(zhuǎn)移至-20 ℃迅速冷卻。冷卻后加入甲醇10 mL，振蕩2 min，再加入氯仿10 mL振蕩混合。離心后收集氯仿層，加入等體積0.15%氯化鈉溶液，混勻，再次離心，用接收瓶收集氯仿層溶液，旋蒸儀除去氯仿后放置80 ℃烘箱烘至質(zhì)量恒定，稱量。另取等體積藻液離心，收集藻體烘干稱量微藻干質(zhì)量。按以下公式計(jì)算微藻生物量及油脂產(chǎn)量

1.4.4 微藻生長(zhǎng)及產(chǎn)油動(dòng)力學(xué)模型分析

根據(jù)1.4.3試驗(yàn)結(jié)果，分別用Logistic模型、Gaden生長(zhǎng)相關(guān)模型[24]對(duì)微藻生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和油脂生成動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，確定模型參數(shù)，以此探求微藻生長(zhǎng)、油脂生產(chǎn)與培養(yǎng)基中碳源添加濃度及培養(yǎng)時(shí)間之間的關(guān)系，為后期實(shí)現(xiàn)排堿渠水高效培養(yǎng)產(chǎn)油微藻的工藝優(yōu)化、控制奠定基礎(chǔ)。

Logistic模型方程為

式中X為微藻生物量，g/L；X0為微藻接種生物量，g/L；Xmax為微藻最大生物量，g/L；μm為最大比生長(zhǎng)速率，d-1，t為時(shí)間，d。

Gaden模型方程為

式中P為微藻油脂產(chǎn)量，g/L；Yp/x為基于微藻生物量的油脂得率，g/g；P0為接種初始油脂產(chǎn)量，g/L。

1.4.5 微藻鹽耐受性分析

配制2.50 g/L葡萄糖的排堿渠水培養(yǎng)基，添加不同量NaCl使培養(yǎng)基中Na+分別為5、10、15、20 g/L，另設(shè)不加NaCl的排堿渠水原液處理，按1.4.3所述方法接種微藻培養(yǎng)。每處理3次重復(fù)，培養(yǎng)10 d后測(cè)定微藻生物量和油脂產(chǎn)量。

1.4.6 排堿渠水半連續(xù)培養(yǎng)微藻的穩(wěn)定性試驗(yàn)

配制2.50 g/L葡萄糖的排堿渠水培養(yǎng)基，按1.4.3所述方法接種微藻。培養(yǎng)10 d后取樣測(cè)定生物量與油脂產(chǎn)量，同時(shí)培養(yǎng)瓶中余留3 mL藻液，加入27 mL新鮮培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，10 d后再次測(cè)定生物量與油脂產(chǎn)量，并補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)基培養(yǎng)，如此3個(gè)周期（分別記為T1、T2、T3）。排堿渠水濃縮2倍后配制新鮮培養(yǎng)基，補(bǔ)充至T3周期余留的藻液中繼續(xù)培養(yǎng)3個(gè)周期（分別記為TC1、TC2、TC3），以此檢驗(yàn)微藻在半連續(xù)培養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)與產(chǎn)油穩(wěn)定性。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用Origin8.5軟件進(jìn)行圖表繪制和動(dòng)力學(xué)模型擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 排堿渠水中產(chǎn)油微藻分離與鑒定

共從排堿渠水中分離得到8株藻株，根據(jù)《中國(guó)淡水藻類—系統(tǒng)、分類及生態(tài)》和《中國(guó)常見淡水浮游藻類圖譜》對(duì)比藻株顯微形態(tài)，初步判定該8株藻均為綠藻。尼羅紅染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有5株藻（編號(hào)分別為WY202、WY204、WY205、WY206、WY207）能觀察到明顯的紅色熒光，其中WY205的熒光相對(duì)最強(qiáng)烈（圖1），表明其胞內(nèi)油脂含量最高，因此選擇藻株WY205開展后續(xù)研究。

提取對(duì)數(shù)期的微藻WY205基因組DNA，PCR擴(kuò)增其ITS序列并測(cè)序，從GenBank挑選部分微藻序列與所得序列進(jìn)行Blast比對(duì)，并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（圖2）。結(jié)果顯示，WY205與Chlorellasp. Rys（MH010858）、Chlorella sorokinianaEAKI（MH220049）高度相似（＞99%），其中與Chlorellasp. Rys（MH010858）的部分片段相似度達(dá)99.72%。因此，經(jīng)分子生物學(xué)鑒定該藻屬于小球藻，將其命名為Chlorellasp. WY205，GenBank登錄號(hào)MT921587。

2.2 添加不同濃度碳源對(duì)微藻WY205生長(zhǎng)與產(chǎn)油的影響

根據(jù)排堿渠水水質(zhì)特點(diǎn)（表1），在5 g/L范圍內(nèi)考察了添加不同濃度葡萄糖對(duì)微藻WY205生長(zhǎng)與產(chǎn)油的影響，結(jié)果如圖3所示。從圖3a可以看出，相比未添加葡萄糖的處理（0 g/L），排堿渠水培養(yǎng)基中添加不同濃度葡萄糖，均能有效促進(jìn)微藻生長(zhǎng)。在0～4 d，不添加葡萄糖處理中微藻的生物量增加相對(duì)緩慢，可視為延滯期，此后4～8 d期間進(jìn)入對(duì)數(shù)期，而后8～14 d到達(dá)穩(wěn)定期。添加葡萄糖各處理微藻的生長(zhǎng)趨勢(shì)與之相似，但普遍延滯期不明顯，自第2天起微藻生物量即迅速增加進(jìn)入對(duì)數(shù)期，至第8天時(shí)生長(zhǎng)趨于平緩。以上說明補(bǔ)充適量有機(jī)碳源能夠增強(qiáng)微藻的環(huán)境適應(yīng)能力，縮短延滯期，提高生長(zhǎng)速率，這與已有的類似研究結(jié)論一致[20-21]。

有報(bào)道高濃度有機(jī)碳也有可能對(duì)微藻生長(zhǎng)造成抑制[25]，此外，增加碳供應(yīng)將提高廢水中的碳氮比，達(dá)到一定限度后，碳源的供給將不再成為微藻生長(zhǎng)的限制因素，取而代之的或是氮源濃度等其他因素的影響[20]。從本研究結(jié)果來看（圖3a），在2.50 g/L葡萄糖添加范圍內(nèi)，微藻的生長(zhǎng)隨著糖濃度增加而增加，但添加3.75、5.00 g/L葡萄糖時(shí)，微藻生物量不再顯著增長(zhǎng)，甚至在到達(dá)穩(wěn)定期前有較大幅度的降低。

圖3b為不同葡萄糖濃度下微藻WY205的油脂產(chǎn)量變化情況。圖中顯示，各處理微藻油脂產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與其生長(zhǎng)趨勢(shì)大體相同，補(bǔ)充有機(jī)碳源有效提高了微藻的油脂產(chǎn)量，均顯著高于不加糖處理。對(duì)比圖3a和3b來看，各處理微藻油脂積累與細(xì)胞生長(zhǎng)基本同步，這與其它類似研究報(bào)道結(jié)果相同[26-27]。由此可推斷，該微藻油脂合成過程屬于生長(zhǎng)偶聯(lián)型。其中添加2.50 g/L葡萄糖處理的油脂產(chǎn)量最高，在培養(yǎng)10 d時(shí)測(cè)得油脂產(chǎn)量為1.20 g/L，此時(shí)胞內(nèi)油脂含量40.18%。而糖濃度大于或小于2.50 g/L，油脂產(chǎn)量均有所降低。

大量研究表明，微藻具有較好的去除廢水中營(yíng)養(yǎng)物及微量元素的能力[28-29]。Bohutskyi等[30]發(fā)現(xiàn)，在小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)階段，培養(yǎng)基質(zhì)中氮迅速消耗，且Cu、Mg、Fe等微量元素去除率達(dá)到87%～99%。此外，在較高鹽濃度環(huán)境下，一些微藻還具有清除Na+等鹽離子的能力[31-32]。本研究在添加2.50 g/L葡萄糖處理培養(yǎng)結(jié)束后，對(duì)培養(yǎng)液中的主要化學(xué)元素進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，培養(yǎng)液中C、N、P等主要營(yíng)養(yǎng)元素消耗較大，利用率均在88%以上（表 1），說明排堿渠水培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分可被微藻有效利用。其余金屬離子濃度絕大部分有不同程度的降低，特別是Na+濃度從2 638.8降為2 174.9 mg/L，降幅17.6%，表明微藻WY205可利用或富集部分Na+等離子，表現(xiàn)出一定的清除水中鹽離子的能力。

表1 添加2.5 g·L-1葡萄糖處理培養(yǎng)前后培養(yǎng)液中化學(xué)元素分析Table 1 Analysis of chemical elements in the liquid medium in pre- and post-culture treated with addition of 2.5 g·L-1 glucose

2.3 微藻WY205的生長(zhǎng)與產(chǎn)油動(dòng)力學(xué)分析

為更好地探討微藻WY205的生長(zhǎng)與產(chǎn)油過程規(guī)律，以助于實(shí)現(xiàn)排堿渠水高效培養(yǎng)微藻產(chǎn)油過程的預(yù)測(cè)和控制，根據(jù)圖3試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同處理微藻的生長(zhǎng)和油脂生成過程分別用Logistic方程和Gaden生長(zhǎng)相關(guān)模型方程[24]進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合，并求解出相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)果如表2所示。

表2 不同葡萄糖濃度處理中微藻WY205生長(zhǎng)與產(chǎn)油的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)值Table 2 Dynamical parameters of growth and lipid production of microalga WY205 treated with different glucose concentrations

由表2可知，Logistic模型能夠較好地描述微藻WY205在排堿渠水中的生長(zhǎng)情況，曲線擬合R2值基本都在0.9以上（3.75 g/L葡萄糖處理為0.898 6）。所有添加葡萄糖處理的Xmax值均大于不加糖處理，2.50 g/L、5.00 g/L糖濃度處理的μmax值大于不加糖處理，也再次說明補(bǔ)充適量有機(jī)碳源能夠促進(jìn)排堿渠水中微藻的生長(zhǎng)。其中添加2.50 g/L葡萄糖，其μmax、Xmax預(yù)測(cè)分別達(dá)到0.61 d-1、3.03 g/L，分別是不加糖處理的1.05倍、1.35倍。

Gaden生長(zhǎng)相關(guān)模型同樣能較好描述微藻WY205的油脂生成情況。從表中可見，加糖的各處理，其基于生物量的油脂得率Yp/x均要高于不加糖處理，其中添加2.50 g/L葡萄糖處理的Yp/x達(dá)到0.42 g/g，也即每增加1 g的微藻生物量，有0.42 g的油脂生成，據(jù)此得到該處理的最大油脂產(chǎn)量為1.26 g/L，是不加糖處理的2.21倍。

綜上分析，排堿渠水培養(yǎng)微藻WY205的最適葡萄糖添加濃度為2.50 g/L，后續(xù)研究選擇此糖濃度進(jìn)行。

2.4 微藻WY205鹽耐受性分析

鹽脅迫通常作為促進(jìn)微藻積累油脂的有效手段之一[17,33]。由于Na+是研究所用排堿渠水的主要鹽離子，濃度約為2.64 g/L，為探明微藻WY205的鹽適應(yīng)性，考察了在2.64（排堿渠水原液）、5、10、15、20 g/L的Na+濃度下該藻的生長(zhǎng)產(chǎn)油情況，結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，隨著Na+濃度增加，微藻生物量呈逐步下降趨勢(shì)（P＜0.01）。當(dāng)Na+濃度達(dá)15 g/L以上時(shí)，微藻生物量幾乎沒有增加，此時(shí)折合NaCl的濃度約為38.15 g/L，說明高于此鹽濃度，微藻的生長(zhǎng)產(chǎn)油過程將受到嚴(yán)重抑制。另一方面，一定程度鹽脅迫增強(qiáng)了微藻油脂合成能力，其中Na+濃度為5 g/L時(shí)（折合NaCl 12.72 g/L），微藻胞內(nèi)油脂含量達(dá)44.90%，油脂產(chǎn)量達(dá)到最高，比排堿渠水原液處理（Na+濃度2.64 g/L）中的油脂產(chǎn)量提高了21.69%。繼續(xù)增加Na+濃度至10 g/L（折合NaCl 25.43 g/L），微藻胞內(nèi)油脂含量達(dá)到59.71%，但由于生物量的大幅降低，油脂產(chǎn)量也開始降低，然而相對(duì)排堿渠水原液處理，油脂產(chǎn)量依然高出10.84%，表現(xiàn)出微藻WY205具有良好的鹽耐受能力。

2.5 排堿渠水半連續(xù)培養(yǎng)微藻WY205的穩(wěn)定性試驗(yàn)

為探討利用排堿渠水持續(xù)培養(yǎng)微藻的可行性，檢驗(yàn)了微藻WY205在排堿渠水中半連續(xù)培養(yǎng)的生長(zhǎng)與產(chǎn)油穩(wěn)定性。考慮到荒漠地區(qū)水分蒸發(fā)快的因素，設(shè)置了排堿渠水原液培養(yǎng)3個(gè)周期后，再以排堿渠水2倍濃縮液培養(yǎng)3個(gè)周期的模式，結(jié)果如圖5所示。

從圖5a可以看出，T1～T3處理（分別為3個(gè)原液培養(yǎng)周期）的微藻生物量總體要略高于TC1～TC3處理（分別為3個(gè)濃縮排堿渠水培養(yǎng)周期），T3處理的生物量為最高。從T3轉(zhuǎn)到TC1，由于培養(yǎng)環(huán)境的改變，特別是排堿渠水中Na+濃度增高，導(dǎo)致微藻生物量有較為明顯的降低，但一定范圍內(nèi)Na+濃度的增加反而有利于胞內(nèi)油脂積累，此條件下微藻胞內(nèi)油脂含量達(dá)到48.93%，為所有培養(yǎng)周期中最高，因此TC1處理獲得了最大的油脂產(chǎn)量（圖 5b），這對(duì)因蒸發(fā)量大而有鹽堿持續(xù)加重現(xiàn)象的排堿渠水等荒漠水體的資源利用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。而從TC1到TC3，微藻生物量有逐步增大的趨勢(shì)，說明該藻能較好的適應(yīng)新環(huán)境。

本研究共進(jìn)行了6個(gè)周期共60 d的微藻培養(yǎng)，經(jīng)方差分析，每周期微藻的生物量與油脂產(chǎn)量變化均無顯著性差異，微藻胞內(nèi)油脂含量均在30%以上，說明微藻WY205在排堿渠水中具有良好的生長(zhǎng)與產(chǎn)油穩(wěn)定性，也初步驗(yàn)證該藻利用排堿渠水持續(xù)生長(zhǎng)產(chǎn)油具有可行性，可為排堿渠水的資源化利用提供參考。但需要注意的是，從T1到T3、TC1到TC3，油脂產(chǎn)量均有逐步下降的趨勢(shì)（圖5b），因此隨著培養(yǎng)周期的進(jìn)一步增加，微藻油脂產(chǎn)量是否會(huì)有更大幅度的降低，還需今后進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

3 結(jié) 論

1）從排堿渠水中分離得到一株油脂含量高的微藻WY205，經(jīng)分子鑒定為小球藻Chlorellasp.。該藻株具有自養(yǎng)和異（兼）養(yǎng)能力，在以排堿渠水為培養(yǎng)基時(shí)，補(bǔ)充適量有機(jī)碳源可縮短其延滯期，提高生長(zhǎng)速率和油脂產(chǎn)量。對(duì)微藻的生長(zhǎng)和產(chǎn)油過程動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，分別建立了Logistic方程和Gaden生長(zhǎng)相關(guān)模型方程，可較好地描述微藻WY205在排堿渠水中的生長(zhǎng)與產(chǎn)油過程。經(jīng)分析，排堿渠水培養(yǎng)基中葡萄糖的最適添加濃度為2.50 g/L。

2）微藻WY205具有較高的鹽耐受能力，培養(yǎng)基中Na+濃度添加至5 g/L（約合NaCl 12.72 g/L）時(shí)可獲得最高油脂產(chǎn)量，比排堿渠水原液（Na+濃度2.64 g/L）處理提高了21.69%。添加Na+濃度至10 g/L（約合NaCl 25.43 g/L），雖然微藻生物量及油脂產(chǎn)量均開始降低，但比排堿渠水原液處理的油脂產(chǎn)量依然高出10.84%。

3）在3個(gè)周期排堿渠原液加上3個(gè)周期排堿渠水2倍濃縮液的半連續(xù)培養(yǎng)中，微藻WY205表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，每個(gè)周期的生物量與油脂產(chǎn)量變化不顯著，說明利用排堿渠水持續(xù)培養(yǎng)產(chǎn)油微藻具有可行性。后續(xù)研究可對(duì)該微藻的培養(yǎng)條件做進(jìn)一步優(yōu)化，并擴(kuò)大培養(yǎng)規(guī)模進(jìn)行檢驗(yàn)。