摘要

为探究不同营养方式对微藻生长、生理代谢和细胞超微结构的影响,以普通小球藻(Chlorella vulgaris FACHB 31)为实验材料,设置光合自养、混合营养和异养三种营养方式,分析其细胞干重浓度和生化组分含量的变化,并采用透射电镜技术观察其细胞超微结构变化。结果显示,相比于光合自养,采用混合营养和异养方式可显著促进普通小球藻的生长、油脂及糖类物质的合成,而抑制了蛋白质的合成。而从微藻生物量生产和储能物质(油脂、糖类)合成角度考虑,混合营养方式更具有规模化生产上的优势。透射电镜观测结果表明,营养方式的转变对普通小球藻细胞大小、细胞器结构和内含物积累呈现出不同程度的影响。在混合营养和异养模式下,小球藻细胞会发生一定程度的质壁分离;细胞核出现核膜模糊、染色质凝集的现象;叶绿体均完整,但其基粒片层的排列随淀粉粒和蛋白核的大小而变;线粒体在培养后期出现轻微肿胀、内嵴溶解消失。与光合自养相比,混养和异养处理使藻细胞中的淀粉粒和脂滴显著膨大并融合聚集。研究表明,通过控制葡萄糖和光照使小球藻处于混合营养和异养生长模式,可导致其碳代谢、光合作用和呼吸作用发生变化,进而影响其生长、细胞超微结构和胞内物质的合成,有利于藻细胞的高密度培养和油脂与碳水化合物等储能物质的生物合成。研究为进一步认识微藻的混合营养和异养生长机理提供了细胞形态学证据,为采用混合营养和异养模式高细胞密度、高目标物含量生产微藻生物质原料提供了理论依据。