[发明专利]一种利用植物激素水杨酸促进斜生栅藻生长产脂的方法

说明书

本发明属微藻培养技术领域，为解决目前微藻生产中，无法同时提高生物量以及油脂含量的问题，提供一种利用植物激素水杨酸促进斜生栅藻生长产脂的方法，斜生栅藻接种于加有水杨酸溶液的BG11液体培养基中，培养基中水杨酸的浓度为20‑40mg/L；培养至微藻稳定期；培养好的藻液用有机溶剂提取藻细胞中的油脂。无需添加碳源，节约成本。水杨酸可以人工合成，无需从植物体内提炼，且对环境无污染。没有损耗微藻生物量，大幅度提高了斜生栅藻油脂含量及产率，油脂含量最大提高到48%接近微藻自身干重的一半，油脂产率超过20mg/L·d^‑1。

技术领域

本发明属于微藻培养技术领域，具体涉及一种利用植物激素水杨酸促进斜生栅藻生长产脂的方法。

背景技术

据《BP世界能源统计年鉴》2021统计，化石能源仍是2020年能源消费领域的绝对霸主，占比高达83.1%。化石能源的使用造成CO₂等大量温室气体排放，从而导致全球气温升高、冰川融化、物种灭绝等一系列重大灾难。同时，石油价格一方面不断攀升，另一方面其资源具有有限性，寻找一种可以替代石油能源的新能源已经迫在眉睫。

生物质能是唯一可以替代石油能源的无污染能源。生物质能通过植物的光合作用可以再生，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物能源通过自主生产燃料，可以抑制进口石油价格，并减少进口石油费用，使更多的资金能用于改善人民生活和经济的持续发展，从根本上解决能源危机和粮食危机。

由于原料的限制，生物质能源在过去的几十年内并未被大众广泛的应用。如今，作为第三代生物柴油的原料来源—微藻，因其有许多不可替代的优点逐渐进入大众视野，得到重视并进行研究开发。其优点有：（1）来源广、易于培养、周期短；（2）与其他的油料作物相比，微藻的油脂含量及生物质产能都比较高；（3）以微藻为原料制得的生物柴油不含硫，具有碳中性的特点；（4）微藻具有顽强的生命力，在恶劣的环境下也可以生存；（5）微藻能够降解污水中的有机物并回收利用氮磷及吸附去除重金属离子。

国内外有研究通过对微藻施加浓度、种类不同的植物激素，从而改变微藻的性能，提高微藻自身的抗性，诱导微藻产出目标物，如虾青素、叶黄素、DHA等；提高微藻生物量、油脂含量；增强微藻对温度、光强、pH等环境因素的抗性等。国内外学者围绕微藻细胞高密度培养和油脂积累特性方面进行了大量研究，表明营养条件和培养模式对微藻生物量和油脂含量有显著影响。尤其在不利的营养条件(如缺氮、高光、高盐)胁迫下，藻细胞中的碳流会倾向高能产物储存的方向流动从而提高油脂含量，但是胁迫条件下往往会造成微藻生物量的锐减。因此，选择一种能够同时提高生物量及油脂含量的方法是目前的重要任务。

水杨酸是植物体内的一种内源性植物激素，参与调节植物体的种子萌发、细胞生长、光合作用、固氮和衰老等生理过程，同时诱导植物对非生物胁迫（低温、盐度和重金属等）产生抗性，对植物体产生保护作用。此外，水杨酸也可以通过调整氮代谢、氨基酸代谢、糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸代谢等相关酶的转录，促进碳水化合物和蛋白降解，使碳流更多地分配到脂肪酸合成途径，从而促进微藻脂质积累。目前，水杨酸的应用主要在于医药、化妆品、食品等领域，但是，将水杨酸应用于微藻培养，以促进油脂积累的生物质能源方面应用的研究尚未报道。

发明内容

本发明为了解决目前微藻培养过程中生物量以及油脂含量无法兼顾的问题，提供了一种利用植物激素水杨酸促进斜生栅藻生长产脂的方法。在不损耗生物量的同时诱导微藻提高油脂含量，提高微藻油脂产率，最终实现生物柴油的优质优量生产。

本发明由如下技术方案实现的：一种利用植物激素水杨酸促进斜生栅藻生长产脂的方法，斜生栅藻接种于加有水杨酸溶液的BG11液体培养基中，培养基中水杨酸的浓度为20-40mg/L；培养至微藻稳定期，收集藻种，制成藻粉，提取油脂。

具体包括如下步骤：