Rubisco酶环境条件对微藻固定CO2效率的影响研究

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1、硕士学位论文Rubisco酶环境条件对微藻固定CO2效率的影响研究国家863课题姓名：邱端阳学号：1131437所在院系：环境科学与工程学院学科门类：环境科学与工程学科专业：环境工程指导教师：柴晓利教授二〇一四年三月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringStudyoftheInfluenceoftheEnvironmentalFactorsofRubiscofortheCO2FixationEffi

2、ciencybyMicroalgaeNational863ProgramCandidate:Duan-YangQiuStudentNumber:1131437School/Department:CollegeofEnvironmentalMarch,2010ScienceandEngineeringDiscipline:EnvironmentalScienceandEngineeringMajor:EnvironmentalEngineeringSupervisor:Prof.Xiao-LiChaiMarch,2014万方数据RRubisco酶环境条件对微藻固定CO2效率的

3、影响研究Q邱端阳同济大学万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本；学校有权保存学位论文的印刷本，采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文。学校有权提供目录检索以及提供本学位论文摘要的阅览服务。学校若欲提供全文或部分阅览服务，或向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，或复制论文的部分或全部内容用于学术活动，均需得到作者和指导老师的同意。学位论文作者签名：年月日万方数据同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果

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5、了环境因子（pH、无机碳、光照、盐度）和化学调控剂（NAA、IAA、NaHSO3）对小球藻的生长量与固碳速率的影响，同时考察了小球藻生长固碳代谢过程中1,5-二磷酸核酮糖羧化/氧化酶（Rubisco）、硝酸还原酶（NR）、乙醇酸氧化酶（GO）、抗氧化酶类（SOD、POD、CAT）对环境因子和化学调控剂的响应，探讨了环境因子和化学调控剂对微藻生长固碳的调控机制。本文研究结果可以为微藻大规模高密度培养提供理论依据和技术支持，具有重要的学术意义和应用前景。研究结果如下：（1）pH和无机碳源主要通过改变微藻生长环境中无机碳的存在形式和浓度，提高Rubisco结合位点处CO2/O2的

6、比例，增强Rubisco催化羧化反应活性和固碳代谢效率。在pH为7~9的环境条件下，小球藻的固碳效果良好，维持-pH在适宜的水平可以提高小球藻的生长量和固碳速率。在一定范围内，HCO3、CO2浓度上升有利于小球藻的生长固碳，但小球藻对无机碳的利用存在阀值，-小球藻可利用的HCO3浓度阀值为1000mg/L，10%体积分数的CO2曝气速度为80ml/min。（2）在2500lux~7500lux光照强度范围内，小球藻的生长量和固碳速率随光照强度增大而变高。在10000lux光照强度下，藻细胞内出现光抑制，且抗氧化防御体系（SOD、POD、CAT）无法清除过度积累的活性氧（RO

7、S），影响小球藻的固碳效果。光照时间长不会导致光抑制，但过长的光照时间对生长固碳代谢促进效果不明显。实验结果表明，小球藻的光饱和值在5000lux~7500lux之间，小球藻的光周期为20L:4D。（3）盐胁迫会引起藻细胞内ROS的爆发，导致ROS的过度积累，进而影响微藻生长与固碳代谢过程。实验结果表明，维持0.1MNaCl盐度的生长环境，可得到良好的小球藻生长固碳效果。（4）在适宜浓度范围内，NAA、IAA、NaHSO3对小球藻的生长固碳均有促进作用。化学调控剂主要是通过抑制光呼吸过程，对Rubisco氧化反应形