本发明专利技术公开了一株利用高浓度CO2表现出异养生长特性的淡水小球藻，其分类命名为小球藻(Chlorella sorokiniana)，菌株号CS-1，菌种保藏登记号为CGMCC No.9215，保藏日期为2014年5月5日。本发明专利技术还公开了上述小球藻在生产油脂中的应用。本发明专利技术可以高效固定废气环境中高浓度CO2从而降低微藻油脂的生产成本，为生物柴油制备提供了一株优良生产藻种。小球藻细胞在以高浓度CO2为底物时光能转化率增加并接近于化能转化率，使细胞呈现出部分异养生长特性，表现为通入高浓度CO2时小球藻比生长速率、油脂合成速率及能量利用效率显著增加，与小球藻在异养培养条件下时接近。
【技术实现步骤摘要】
一株利用高浓度CO2表现出异养生长特性的淡水小球藻
本专利技术属于微生物
，涉及一种微藻，具体涉及一株利用高浓度CO2表现出部分异养生长特性的淡水小球藻。
技术介绍
地球表面的光辐射密度约为985.7W/m2，而高等植物通过光合作用吸收的光能仅占太阳辐射能的0.2-2%，高等植物较低的光合效率致使大量太阳能的浪费。近年来，微藻因其具有光合效率高，细胞生长快，能够积累大量油脂并可转化为生物能源等优势而备受关注。尽管微藻的光合效率远远高于高等植物，然而其吸收的光能也仅占总太阳辐射能的6%，表明相对于巨大的太阳辐射能来说，光自养生物的光合效率仍然非常低，还有很大的上升空间。光合作用由光反应和暗反应组成，其中暗反应阶段可能是限制其光合效率的主要因素，因为空气中较低的CO2浓度导致有限的碳源供应使得暗反应缺乏足够的底物从而造成光合效率偏低。因此高浓度CO2的供应可能能够消除暗反应阶段底物限制进而提高光合效率。异养生物能利用有机碳源直接将储存在有机物中的化学能转化为生物量和其它产物，因此其化学能的转化效率远远大于光合作用的光能转化率，表现为异养细胞生长速度快、生物产量大等特点。部分微藻也能够利用有机碳源进行异养生长，异养生长时它们也能够直接转化化学能，因此细胞密度和产物产量远远大于自养生长时，例如原始小球藻在以玉米粉水解液为碳源时，生 物量和油脂含量能提高3~4倍。但是异养培养条件下有机物质的成本远远高于自养培养时，从而也限制了异养培养微藻生产生物柴油的发展。与此不同的是，微藻利用高浓度CO2的成本则较低，并且微藻可以利用烟道废气中高浓度的CO2快速生长并能积累更多的油脂，从而达到既可以降低工业废气中的CO2浓度又可以生产生物柴油的目的，特别值得一提的是微藻在生产生物燃料的同时还能够产生一些短链醇以及其它高价值的副产物，例如多不饱和脂肪酸、虾青素、β -胡萝卜素等，因此综合来说开发微藻产品具有非常深远的意义。众所周知，近几年来由于化石燃料的过度燃烧产生了大量CO2,以及由此带来的温室效应已经对世界各国许多地区的自然生态系统产生了负面影响，甚至带来了不可修复的破坏，所以控制CO2的排放量已经成为全世界的责任。因而研究微藻高效固碳的能力不仅可以利用工业废气生产高附加值产品还可以缓解碳减排的压力。微藻是到目前为止唯一一个可以利用高达20%甚至更高浓度CO2的物种，当通入高浓度CO2时，自养生长条件下，微藻的光合效率和油脂合成速率显著增加也暗示CO2到油脂的转化过程中，微藻的能量转化效率显著提高，即高浓度CO2显著增加微藻的能量利用率，可能与异养生长条件时相接近，但是目前还缺乏相关的证据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一株淡水小球藻，该小球藻能够利用高浓度的CO2积累大量的生物量和油脂，并且最大比生长速率、平均日固碳率、光能转化率、碳油转化率显著提高与异养培养时接近，通入高浓度CO2时该藻株表现出部分异养生长特性，以解决当前微藻油脂生产成本过高和温室效应等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:一株利用高浓度CO2表现出异养生长特性的淡水小球藻，其分类命名为小球藻(Chlorella sorokiniana),菌株号CS-1,现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生物研究所，邮编:100101。菌种保藏登记号为CGMCCN0.9215，菌种保藏日期为2014年5月5日。上述小球藻(Chlorella sorokiniana) CS-1是2010年7月从美国明尼苏达淡水样中分离筛选得到的一株淡水小球藻CS-1，该菌株为球形，直径在2-4 μ m之间，经形态学鉴定和18S rDNA扩增序列分析,确定该藻株为小球藻(Chlorella sorokiniana)。本专利技术定义的高浓度CO2是指体积百分含量为0.5%~40%的C02。上述小球藻(Chlorella sorokiniana)CS_l能够固定0.5%~40%体积百分含量的 C02。优选的，上述小球藻(Chlorella sorokiniana) CS-1能够固定I %~10%体积百分含量的CO2。 更优选的，上述小球藻(Chlorella sorokiniana)CS-1能够固定5%~10%体积百分含量的CO2。上述小球藻(Chlorella sorokiniana)CS-1能够利用高浓度的CO2快速生长并表现出部分异养生长特性，即各项自养条件下的指标如生物量、油脂含量、最大比生长速率、倍增时间、日平均固碳率、能量-生物量转化率、能量产率、碳油转化率等参数指标接近异养条件下的指标，表现出异养特性。具体来说，Chlorella sorokiniana CS-1能以高浓度C02(0.5%~40%)为碳源自养生长，也能以葡萄糖为碳源进行异养生长。当进行异养培养时，最优碳源和氮源浓度分别为葡萄糖16g.L'蛋白胨浓度6g.I71,此时C.sorokinianaCS-1生物量和油脂含量最大为6.15g.I/1和33%。在自养培养条件下，C.sorokinianaCS-1能在高达40v/v%的CO2条件下生长，当通入5v/v% CO2时C.sorokiniana CS-1可获得最高的生物量和油脂含量，分别为3.3g.L-1和32%。当通入5v/v% CO2时C.sorokiniana CS-1表现出部分异养生长特性,最大比生长速率和倍增时间分别为0.Hr1和4.9h接近以葡萄糖为碳源时的最大比生长速率和倍增时间。C.sorokiniana CS-1的日平均固碳率也从通入空气时的10.62mM.L-1.day-1增加至19.02mM.L-1.day—1，也与以葡萄糖为碳源时接近(35.29mM.L-1.day—1);除此之外，5v/v% CO2使C.sorokiniana CS-1的能量-生物量转化率从通入空气时的0.0037g/kJ增加至0.0055g/kJ，能量产率从通入空气时的7.6%增加至12.2%，显著增加光能的转化效率；同时5v/v% CO2使C.sorokiniana CS-1的碳油转化率增加至40.8%,接近以葡萄糖为碳源时的碳油转化率(53.7% ),暗示当通入高浓度CO2与异养生长时都显著的改变了碳流的流动，使固定的碳更多地流向油脂合成途径，由此5v/v% CO2的自养培养使C.sorokinianaCS-1的能量转化效率与碳油转化率显著增加，表现出部分异养生长特性。所述的小球藻最大比生长速率μ max和倍增时间td计算为:μ max为对数生长期的比生长速率，其中μ = lnXt-lnXc/t-h，此处Xt和Xtl分别为t和、时的生物量(g.L-1)，td = 1η2/μ.。所述的小球藻日平均固碳率FA = (Xt-X0)mcbm VX其中mcbm为小球藻中碳元素的含量，利用元素测定仪测定，V为工作液体积，Hiaj2和m。分别为CO2和C的分子量。所述的小球藻能量-生物量转化率Yx/Es定义为每供应IkJ的能量所生成的生物量，Es = 0.2176XIsXA，其中Is为入射光强度，A为光照面积。所述的小球藻碳-油转化率定义为每摩尔固定的碳用于合成脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株利用高浓度CO2表现出异养生长特性的淡水小球藻，其特征在于，其分类命名为小球藻(Chlorella sorokiniana)，菌株号CS‑1，菌种保藏登记号为CGMCC No.9215，菌种保藏日期为2014年5月5日。
【技术特征摘要】
1.一株利用高浓度CO2表现出异养生长特性的淡水小球藻，其特征在于，其分类命名为小球藻(Chlorella sorokiniana)，菌株号CS-1，菌种保藏登记号为CGMCC N0.9215，菌种保藏日期为2014年5月5日。2.根据权利要求1所述的小球藻，其特征在于，其能够固定0.5%~40%体积百分含量的 C02。3.根据权利要求2所述的小球藻，其特征在于，其能够固定1%~10%体积百分含量的CO2。4.根据权利要求3所述的小球藻，其特征在于，其能够固定5%~10%体积百分含量的CO2。5.根据权利要求1或4所述的小球藻,其特征在于，在通入5v/v%的CO2时,小球藻(Ch lorella sorokiniana) CS-1生物量达到3.3g.L—1，油脂含量为32%，最大比生长速率为0.14h-1，倍增时间为4.9h，日平均固碳率为19.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙芝兰，陈以峰，窦晓，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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