高密度培养系统中Chrysotila sp.的生物量及颗石藻产量

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Biomass and coccolith productions in Chrysotila sp. in high density cultivation system

　　

摘要

球石藻是一种单细胞海洋微藻，能够产生由微米级颗粒（称为球石）组成的碳酸钙外骨骼。由于它们在钙化和生物量生成过程中都需要二氧化碳（CO?），因此预计它们具有较高的二氧化碳固定能力，这使它们成为生物碳捕获系统中的有前景的候选者。此外，球石本身也因其潜在的应用价值（如纳米生物技术领域）而被视为高价值产品。在这项研究中，使用CellDEG^?技术对Chrysotila属的球石藻进行了高细胞密度培养，旨在通过实验设计（DoE）方法，根据光照强度、氮和碳的供应量来最大化生物量和球石的产量。研究发现，最佳生物量生产条件为每升600毫克氮和375微摩尔/平方米·秒的光照强度，该条件下系统的最终生物量生产率为0.96克/升·天。然而，在这些条件下球石的产量非常有限。进一步的实验评估了添加钙和光照制度的影响，但并未显著改变颗粒无机碳与颗粒有机碳的比例（PIC:POC）。另一方面，当Chrysotila属在半连续系统中培养，并通过气泡搅拌来控制pH值（以维持球石的碳酸盐结构）时，获得了较高的颗粒无机碳与颗粒有机碳比例（PIC:POC），达到0.3。半连续培养方式因其能够长期保持相对稳定的营养物质和细胞浓度而被选中。因此，建议在半连续条件下进行球石生产，而CellDEG^?系统则更适合生物量的生成。这项研究为我们提供了使用半连续和高细胞密度培养系统培养Chrysotila属的数据，鉴于现有文献中关于该物种培养的信息有限，这一发现具有创新性。

关键点

• CellDEG^?技术可实现高生物量生产，但PIC:POC较低

• 钙浓度或光照周期的变化不会影响CellDEG^?的PIC:POC比例

• 半连续培养可获得较高的PIC:POC比例，但会降低生物量水平

图形摘要

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