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蛋白核小球藻分类上属于绿藻门、绿球藻目、小球藻科、小球藻属，为单细胞植物。
小球藻可快速繁殖和生长，是地球上植物中唯一能在 20小时增长4倍的物种。小球藻营养价值高，其干粉的蛋白质含量在 50% 以上。
从表1可知,液体复合氨基酸对小球藻促生长作用效果显著(P<0.05),经统计分析小球藻的生长速度与时间也呈直线相关。
比较 RGR 值、G 值,小球藻的相对生长率随着复合氨基酸浓度的增加而增加,平均倍增时间随之缩短。
在液体复合氨基酸浓度达到 40 mg/L时,RGR 值最大，G值最小,随着复合氨基酸浓度继续增加,小球藻的生长速度开始下降。
在本试验设定的浓度梯度范围内,经过 12d的培养,当复合氨基酸浓度为 40 mg/L时,每天测得的小球藻细胞浓度均显著高于其他浓度组(P<0.05),促进作用最明显,第 2 天的细胞浓度是初始浓度的 3 倍之多,测定结果的细胞浓度比对照组提高了94.17%,相对生长率也较对照组增加了 81.58%,平均倍增时间缩短了 45.08%,生长率明显提高。
固体复合氨基酸对小球藻生长的影响
从表2可知,每个处理组的初始的吸光度随着固体复合氨基酸浓度的增加而增加,这是由于不同量的固体复合氨基酸溶于培养液后呈现的颜色,而每个处理组的小球藻的初始浓度是一致的。
经统计分析小球藻的生长速度与时间也呈直线相关,比较 RGR 值G值固体复合氨基酸在0.695~12.51 mg/L的浓度范围内对小球藻具有促生长作用,尤以 11.12 mg/L 为佳,每天测得的小球藻的细胞浓度均显著高于其他浓度组(P<0.05),促进作用最明显,相对生长率较对照增加了 17.31%,平均倍增时间缩短了 14.48%。
从表2可以看出,当固体复合氨基酸浓度达到 13.90 mg/L时,对小球藻的生长有抑制作用。
复合氨基酸对小球藻生理活性的影响
液体复合氨基酸对小球藻叶绿素和光合放氧量的影响
表3 结果显示,经液体复合氨基酸处理的小球菜叶绿素 a 含量和光合放氧量均高于对照组。
当液体复合氨基酸浓度为 40 mg/L时,其叶绿素 a含量和光合放氧量比对照组分别增加了(72.251.69)%和(38.05+2.58)%。
随着液体复合氨基酸浓度继续增加为 75 mg/L时,其叶绿素 a 含量和光合放氧量均有降低的趋势。
这与上述测定液体复合氨基酸各处理浓度对小球藻促进生长的结果相符。
这表明生长速度增加的原因可能是由于复合氨基酸增加了叶绿素含量,加强了光合作用,从而提高了光合作用效率,促进了小球藻生长。
此外,从表 3 中可以看到当复合氨基酸浓度为 27 mg/L 时,光合放氧量最大,比对照组增加了(39.78+2.12)%。
这说明光合放氧量的大小与藻体细胞密度有关,浓度为 40 mg/L 的复合氨基酸对小球藻促生长效果最佳,其细胞密度是最大的,但在小球藻细胞悬浮液中,细胞密度增大,光透入的强度随之而减弱,这对小球藻的光合作用有一定影响。
固体复合氨基酸对小球藻叶绿素和光合放氧量的影响
表4结果显示,经固体复合氨基酸处理的小球藻叶绿素 a 含量和光合放氧量均显著高于其它组(P<0.05)。
当固体复合氨基酸浓度为11.12 mg/L时,叶绿素a的含量是对照组的2倍多,显著高于对照组(P<0.05)。
从表2可以看出处理浓度为 11.12 mg/L时,测定结果的细胞浓度差不多是对照组的3倍尽管藻体细胞密度大,光的透入强度会受影响,但由于细胞迅速繁殖,参加光合作用的藻体数量会显著增多,光合放氧量也随之显著增加,因此,当复合氨基酸的浓度为 11.12 mg/L时的光合放氧量最大。
当固体氨基酸浓度继续增至为 20.85 mg/L时其叶绿素a含量和光合放氧量均有降低的趋势。
当固体基酸浓度为0.695 mg/L和20.85 mg/L时,小球叶绿素a含量和光合放氧量与对照组 CK 无显著性差异(P>0.05)。
固体复合氨基酸能增加小球藻叶绿素含量,加强光合作用,提高光合作用效率,促进了小球藻的生长。
复合氨基酸能促进植物的生长,改善作物品质,提高蛋白质、维生素的含量,刺激植物生长,提高农作物的产量,且对某些作物的病害有很好的防治作用。
通过本研究证明了两种复合氨基酸对小球藻的生长和增殖均具有促进作用,尽管两种复合氨基酸对小球藻生长效率影响不同,但都能减少平均倍增时间,可缩短延缓期是藻类细胞迅速生长繁殖。
试验证明,液体复合氨基酸和固体复合氨基酸对小球藻促生长的最佳质量浓度分别为 40 mg/L 和11.12 mg/L,2种复合氨基酸在最佳质量浓度下对小球藻促生长效果有一定差别,经液体复合氨基酸处理的小球藻相对生长率比固体复合氨基酸增加 13.11%,平均倍增时间缩短 12.30%,表明液体复合基酸对小球藻促进生长效果较好。
试验还表明,固体复合氨基酸的浓度过高则表现出抑制作用,如当质量浓度在 13.90 mg/L时,小球藻的相对生长率比对照组降低了 7.69%,平均倍增时间比对照组增加了9.14%;使用浓度过低,其促进作用也不明显。
而对液体复合氨基酸而言,使用浓度范围很大,从 5~75mg/L对小球藻生长均有显著促进作用,以 40 mg/L的浓度为小球藻最适宜的生长浓度。
由于复合氨基酸中含有多种微量元素和氨基酸,刘思俭等[IJ研究指出适量的微量元素对促进孢子萌发是有一定的效果的,因此微量元素对藻类生长有一定的影响。
而氨基酸可促进小球藻对不同氮源的利用,刘学铭和梁世中[3]指出谷氨酸可明显促进小球藻对盐的利用,促进小球藻生物量增加和叶绿素合成;在以硝酸盐为氮源时,谷氨酸可增加小球藻的生物量,对叶绿素含量无明显影响。
在本试验中,2 种复合氨基酸的浓度不同,影响小球藻生长效果也不同,这也许与它们所含的微量元素和氨基酸的种类和含量不同有关,因而造成对小球藻生长效果的不同差别,关于这点还需要进一步研究和验证。
1材料与方法
1.1 材料
供试材料:蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoides),引自中国科学院水生生物研究所藻种室;液体复合氨基酸氨态氮含量:7720.2 mg/100mL;固体复合基酸氨态含量278 mg/100g。
1.2 方法
培养基:小球藻采用SE培养基:培养方法均采用250 mL三角瓶装培养液 200 mL接种时将藻液摇匀,接种至已灭菌的培养液中。
每个梯度均设置3 个重复组,每日定时3 次振荡通气并随机交换各瓶位置以减少光照误差。
光暗循环周期为 12 h:12 h,光强 2000~ 2200 lx,温度(25±0.5)℃。
1.3 测定项目与统计分析
藻类细胞生长的测定：采用常规血球计数板计数,隔日一次。自接种当日起,隔日在同一时间(10:00am)测定吸光度值。
用722型分光光度计测定在波长为650nm时的吸光度(OD)值,用OD650nm表示;
叶绿素a含量的测定：应用可见吸收光谱法测定 85%丙酮提取液中叶绿素 a 的含量;
光放氧量的测定：碘量法:采用 Excel 软件对数据进行线性回归分析和单因素方差分析,多重比较采用Duncan 氏检验方法。
