论文部分内容阅读
长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)是一种可食用的,具有高营养价值的大型绿藻,它富含有多种人体所需的营养元素,在食品和医药等方面有着重要的经济价值。铁是人体所必需的微量元素之一,不仅在人体的细胞代谢中发挥着重要的生理作用,还是藻类光合、呼吸过程中的限制性因素。我国居民膳食补铁为最主要的补铁方式,作物铁元素强化也是研究的热点。目前生物强化主要在陆生植物方面,在大型海藻方面起步尚晚。因此本研究通过在长茎葡萄蕨藻培养过程中添加两种不同价态的无机铁(Fe2+、Fe3+)来对藻体的富铁量以及富铁后的生理生化变化进行探索并通过改变光质及添加锌、硒两种人体必需的微量元素进行交互实验,以期生产出高附加值的长茎葡萄蕨藻,为后续藻类对微量元素富集机制以及富铁功能海藻的开发提供一定的理论依据。本研究成果如下:1、Fe2+和Fe3+对长茎葡萄蕨藻生长、铁含量及生理特性的影响。结果表明,在0-12 mg/L范围内,经过7天培养,两种价态的无机铁对长茎葡萄蕨藻的生长、铁含量以及生理特性均有显著影响。当Fe2+浓度为3 mg/L,Fe3+浓度为6 mg/L时,藻体的SGR达到最大且与对照组相比显著提高(p<0.05)。无机铁主要对长茎葡萄蕨藻叶绿素a和类胡萝卜素的含量变化有显著影响(p<0.05),对叶绿素b含量影响不显著(p>0.05)。随着铁浓度的增加,藻体富铁量也增加。当添加浓度为12 mg/L时,藻体富铁量达到最大值,此时Fe2+处理下,最高富铁量为1522.540 μg/g,比对照组(103.62 μg/g)增幅 1369.34%;Fe3+处理下,最高富铁量为 1373.932 μg/L,增幅1225.92%。除3 mg/L的Fe3+外,添加两种无机铁可显著提高藻体T-SOD与CAT活力(p<0.05)。Fe2+能显著提高藻体的VC与可溶性糖含量,Fe3+仅对VC有显著促进作用(p<0.05)。两种价态的铁处理后,藻体总蛋白含量显著下降(p<0.05)。2、不同光质对长茎葡萄蕨藻生长、铁含量的影响。结果表明,在白光、红光和蓝光下,当采用三氯化铁(FeC13)作为铁源,设置浓度为6 mg/L,经过7天培养,三种不同光质对长茎葡萄蕨藻的SGR和光合色素含量均无显著影响(p>0.05),但对藻体的富铁量影响显著(p<0.05)。在白光处理下的藻体富铁量最高,为564.180μg/g;其次是红光,为335.555 μg/g;蓝光下藻体的富铁量最少,为252.625 μg/g。不同光质处理的富铁量由大到小顺序为白光>红光>蓝光。3、铁锌交互作用对长茎葡萄蕨藻生长、铁含量和锌含量的影响。结果表明,选用三氯化铁(FeC13)作为铁源,硫酸锌(ZnSO4)作为锌源,铁锌交互培养7天后,仅Fe1Zn2、Fe2Zn1与Fe3Zn1实验组的SGR与对照组Fe0Zn0(2.888%·d-1)相比有显著升高(p<0.05)。其中Fe3Zn1的SGR最高,为3.897%·d-1。铁锌交互作用对长茎葡萄蕨藻的光合色素含量变化影响不显著(p>0.05)。所有实验组的富铁量和富锌量均得到了显著性的提高(p<0.05)。铁浓度一定时,随着添加的锌浓度的增加,藻体的富铁量与富锌量均增加。最高的富铁组为Fe3Zn3,富集量为1049.194 μg/g,比对照组(54.167 μg/g)增加了 1836.97%;最高的富锌组为Fe1Zn3,富锌量为381.037 μg/g,比对照组(27.137 μg/g)增加 1304.12%。4、铁硒交互作用对长茎葡萄蕨藻生长、铁含量和硒含量的影响。结果表明,选用三氯化铁(FeC13)作为铁源,亚硒酸钠(Na2SeO3)作为硒源,铁硒交互培养7天后,除Fe1Se3和Fe2Se1所有实验组均能显著促进长茎葡萄蕨藻生长(p<0.05),Fe2Se3实验组的长茎葡萄蕨藻SGR最高,为3.470%·d-1,与对照组相比增长307%。铁硒交互作用对叶绿素b和类胡萝卜素影响显著,随着铁硒浓度升高,两种色素含量显著降低(p<0.05)。对于叶绿素a含量,在低铁浓度下(6 mg/L)铁硒含量变化对色素含量影响不大(p>0.05),在中铁(9 mg/L)和高铁(12 mg/L)时,随着铁硒浓度的升高,色素含量显著降低(p<0.05)。在铁硒交互培养后,所有实验组均能显著促进藻体对铁、硒的吸收(p<0.05)。在低铁(6 mg/L)条件下,随着硒浓度升高,藻体铁含量降低但仍高于对照组,藻体富硒量提高。在中铁(9 mg/L)和高铁(12mg/L)条件下,随着硒浓度的升高,藻体铁含量与硒含量均升高。其中Fe3Se2组富铁量最高,为1354.400 μg/g,比对照组(56.711 μg/g)增长2288%;最高组Fe3Se3的富硒量为30.658μg/g,比对照组(0.587 μg/g)增长5123%。5、铁锌硒交互对长茎葡萄蕨藻生长、元素富集量及酶活的影响。结果表明,选用三氯化铁(FeC13)作为铁源,硫酸锌(ZnSO4)作为锌源,亚硒酸钠(Na2SeO3)作为硒源,采用三因素三水平的正交实验方法,经过7天培养后,在Fe:12 mg/L,Zn:0.5 mg/L,Se:4 mg/L时,藻体SGR最大,且铁为SGR的决定因素。对于藻体的光合色素含量,锌对叶绿素的合成影响最大,硒则是主要影响类胡萝卜素的合成。当Fe:9 mg/L,Zn:0.5 mg/L,Se:1 mg/L时,藻体的叶绿素a和类胡萝卜素含量最高,当Fe:6 mg/L,Zn:0.5 mg/L,Se:1 mg/L时,藻体的叶绿素b含量最高。不同的组合对富集量的影响不同,富铁的最优的组合应为Fe:12 mg/L,Zn:2 mg/L,Se:2mg/L;富锌的最优的组合应为Fe:6 mg/L,Zn:2 mg/L,Se:2 mg/L;富硒的最优的组合应为Fe:6 mg/L,Zn:2 mg/L,Se:4 mg/L。对于总蛋白、T-SOD、CAT 以及 MDA 的含量最优组合也不相同,主要影响元素为硒元素。总蛋白最优的组合应为Fe:9 mg/L,Zn:2 mg/L,Se:2 mg/L;T-SOD 最优的组合应为 Fe:6 mg/L,Zn:0.5 mg/L,Se:1 mg/L;CAT最优的组合应为Fe:9 mg/L,Zn:1 mg/L,Se:4 mg/L;MDA的最优组合为Fe:9mg/L,Zn:2mg/L,Se:1mg/L。