不同氮源及氮浓度对海水驯化藻株Asterarcys sp.生长及生化组成的影响

卫华宁 王灵 李涛 王娜 吴华莲 向文洲

（1. 中国科学院南海海洋研究所 中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室 广东省海洋药物重点实验室，广州 510301；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 南方海洋科学与工程广东省实验室（广州），广州 511458；4. 中国科学院南海生态环境工程创新研究院，广州510301）

微藻是一类光合自养生物，是生态系统中初级生产力的重要组成部分，依靠光合作用吸收太阳能，将无机环境中的能量同化，维系着整个生态系统的稳定［1］。微藻因其富含蛋白质、多不饱和脂肪酸、虾青素和类胡萝卜素等生物活性物质，同时具有分布广泛、生长速度快、适应性强、生长不受季节影响等优势，近些年来被广泛用于水产饵料、保健食品、药品和化妆品等行业，具有较高的经济价值［2］。

Asterarcys sp.隶属绿藻门（Chlorophyta）、绿球藻 纲（Chlorococcales）、 环 藻 目（Sphaeropleales）、栅藻科（Scenedesmaceae）。Hegewald等（1992）首次在古巴分离发现该微藻，并于2010年将Asterarcys属与其他28属一起归属于栅藻科［3］。Hong等［4］对Asterarcys quadricellulare KNUA020培养研究发现，其富含 C18：3 ω3（α-亚麻酸，ALA）。Varshney等［5］研究发现该藻株可耐受高达43℃的高温、高光强、高CO2和NO水平，在高CO2条件下，细胞干重量的55%-71%由碳水化合物组成，NO和CO2可导致细胞中脂质含量增加为细胞干重的44%-46%，该藻株具高油脂含量，可用于微藻生物柴油的生产，兼养有利于提高该藻的蛋白质含量，可作为优质蛋白来源［6］。

氮是构成微藻生物体的重要元素之一，是藻细胞生长和代谢所必需的营养元素，微藻可利用多种形式的氮源，主要包括硝态氮、铵态氮和有机氮，不同形式的氮源和氮浓度影响着藻类的吸收代谢机制，从而影响藻细胞生长及其生化组成［7］。适宜的氮源，在氮水平充足等有利生长条件下，微藻可以快速生长繁殖，获得较高生物量，细胞合成的脂质主要为用于在细胞内构建膜的极性脂质（糖脂GLs和磷脂PLs），氮缺乏或限制可以诱导微藻脂质和碳水化合物积累，也会改变细胞脂肪酸的组成［8-9］。Illman等［10］研究发现低氮（3 mmol/L）显著提高小球藻（Chlorella vulgaris）总脂含量，比对照组提高两倍（40% DW）。Arumugam等［11］发现，双对栅藻（Scenedesmus bijugatus）可利用多种形式氮源（硝态氮、铵态氮和有机氮等），在不同氮浓度（0.5、10.0、15.0、20.0 mmol/L）下双对栅藻的生长差异显著。吴桂秀等［12］研究发现在氮充足（18 mmol/L）条件下标志链带藻（Desmodesmus insignis）可积累占干重55.33%的淀粉，而在氮缺乏（3 mmol/L）条件下，其藻细胞总脂含量上升，淀粉含量下降至干重41.56%。因此，不同氮源及氮浓度是影响微藻生长及生化组成的重要因素。

海水富含各种无机盐，且我国海水资源丰富，利用海水培养微藻既能缓解紧张的淡水资源，又可以大幅度减少养殖肥料的使用而降低生产成本，还可提高微藻产量及品质［13］。目前国内外所报道的Asterarcys sp.藻株均为淡水藻株，尚未发现该藻株海水驯化培养的相关研究。

本实验室于室外高碱性环境培养的蓝藻Plectonema sp.开放池中分离纯化出一株污染杂藻Asterarcys sp.。前期研究发现，该藻具有生长速率快、能适应高pH环境并富含多种高附加值产品，具有较高的开发潜力。经过长期海水驯化，获得该藻株全海水驯化株，其可在盐度为30 ‰的天然海水环境下正常生长（结果未发表）。本研究以Asterarcys sp.SCSIO-44020海水驯化藻株为研究对象，通过测定硝酸钠、尿素、碳酸氢铵3种氮源不同氮浓度下的生物质浓度、总糖、总蛋白质、总脂含量、脂类分级、脂肪酸组成等指标，研究其生长及生化组成分布规律，旨为高值化开发海水驯化藻株Asterarcys sp.SCSIO-44020提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验藻株是中国科学院南海海洋研究所微藻资源与生物技术课题组在室外高碱性环境培养的蓝藻Plectonema sp.开放池中分离的一株污染杂藻，经分离纯化及18S rDNA测序，初步确定为Asterarcys sp.，将其进行海水驯化后保藏于中国科学院南海海洋研究所海藻资源与生物技术实验室，藻种编号为Asterarcys sp.SCSIO-44020。

1.2 方法

1.2.1 培养方法 以盐度为30‰的海水改良1-ZSNT培养基为基础培养基［14］，设置硝酸钠、尿素、碳酸氢铵3种氮源，每种氮源设3个氮浓度（换算成N浓度相同），分别为3 mmol/L、6 mmol/L及18 mmol/L，每个处理组设置3个重复。

将藻种接入改良ZSNT培养基中进行扩种培养，待藻细胞生长至对数期（8 d左右），离心收集藻细胞，用无氮的改良ZSNT培养基反复冲洗3次，然后重悬浮于装有不同氮源及氮浓度培养基的小型柱式光反应器中，有效培养体积为300 mL（Ø 3.0 cm× 60 cm），初始接种OD680nm约为0.5。培养温度为（25±1）℃，荧光灯提供单侧光源，24 h持续光照，光强前 4 d 由 30 μmol photons/（m2·s）逐渐增加至 200 μmol photons/（m2·s），之后保持在 200 μmol photons/（m2·s），连续鼓入CO2加富的压缩空气提供碳源及搅拌作用（CO2∶Air，1∶99）。培养周期为16 d，每2 d测定生物质浓度，培养周期结束后离心收集藻细胞，经冷冻干燥后测定总糖、总脂、总蛋白含量及脂肪酸和色素组成。

1.2.2 生物质浓度的测定 采用干重法进行测定，取3-10 mL藻液（0-4 d、6-10 d、12-16 d采样量分别为10、5、3 mL），用已在80℃下烘干至恒重的水系混合纤维滤膜（Φ50 mm，0.45 μm）抽滤，去离子水冲洗藻细胞3次，再置于烘箱中80℃下烘干至恒重，差减法得藻细胞干重（DW，g/L）。

1.2.3 总脂测定与分级 采用改良的Khozin-Goldberg 法提取总脂并测定含量［15］；总脂分级采用Christie的方法［16］，依次以氯仿、丙酮和甲醇作为流动相，用硅胶柱纯化油脂，收集洗脱液，氮气吹干，称重分别得到中性脂、糖脂和磷脂重量，计算其相对含量。

1.2.4 总蛋白质测定 采用凯氏定氮法［17］测定总蛋白质含量，以蛋白质的F值为 6.25 计算。

1.2.5 总糖测定 称取10 mg冻干藻粉加入5 mL 0.5 mol/L硫酸，80℃水浴搅拌提取1 h，室温下5 000 r/min离心10 min，收集上清至50 mL容量瓶中。反复抽提 3 次，合并上清，定容即得到总糖提取液；采用苯酚硫酸法，以D-葡萄糖作为标准测定总糖含量［18］。

1.2.6 脂肪酸测定 称取25 mg冻干藻粉于10 mL螺口玻璃离心管中，加入2 mL 2%H2SO4无水甲醇:甲苯（90∶10，V/V），充氮气后，80℃水浴加热搅拌1.5 h，后分别加入1 mL去离子水和1 mL 正己烷，震荡后，3 000 r/min离心 10 min，将上层有机相转移到另一离心管中，N2吹干，再加入1 mL 正己烷（含有C17 标准品）并用孔径为0.22 μm 的滤膜过滤转移至1.5 mL棕色小瓶密封，利用气相色谱（GC）进行测定。

1.2.7 色素测定 称取10 mg藻粉，置于10 mL玻璃离心管中，加入5 mL丙酮，避光冰浴搅拌提取1-2 d，直至藻渣变白，离心收集上清得到色素提取液。采用分光光度法测定总叶绿素、总类胡萝卜素含量［19］、HPLC 法［14］测定色素组成。

1.2.8 产量计算 总脂产量（g/L）=M1×L1；总糖产量（g/L）=M1×L2；总蛋白质产量（g/L）=M1×L3；总类胡萝卜素产量（mg/L）=M1×L4×1 000。M1为收藻时微藻的生物质浓度（g/L），L1、L2、L3、L4为相对应的总脂、总糖、总蛋白质、总类胡萝卜素含量（% DW）。

1.2.9 数据统计和分析 使用SPSS13.0进行数据方差分析（ANOVA）和 t检验；检验水平 = 0.05，P ＜ 0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同氮源及浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020生长的影响

如图1所示，经过 0-4 d的生长延滞期，从第4天开始，实验藻细胞在3种不同氮源中均开始迅速增长，第14天后，藻细胞生长变缓，进入稳定期。在同一氮源不同浓度培养基中藻细胞生长差异显著（P ＜0.05），均表现出随着氮浓度的升高藻细胞生长速率也随之升高。0-8 d相同氮浓度不同氮源培养基中藻细胞的生长速率表现为尿素最大，硝酸钠次之，碳酸氢铵最小，但8 d后，以硝酸钠为氮源的培养基中获得最高生长速率。培养结束时，在以硝酸钠为氮源培养基中，3.0 mmol/L、6.0 mmol/L和18.0 mmol/L 三种氮浓度处理组的生物质浓度分别为3.35 g/L、5.02 g/L和7.78 g/L；在以尿素为氮源的培养基中，3.0 mmol/L、6.0 mmol/L 和 18.0 mmol/L 三种氮浓度处理组的生物质浓度分别为 3.63 g/L、5.13 g/L 和 6.61g/L。在以碳酸氢铵为氮源的培养基中，3.0 mmol/L、6.0 mmol/L 和18.0 mmol/L 三种氮浓度处理组的生物质浓度分别为1.95 g/L、2.90 g/L和5.33 g/L。由上述分析可知，以硝酸钠为氮源，浓度为18.0 mmol/L 时，Asterarcys sp.取得了高于其他氮源和氮浓度处理组的生物质浓度（7.78 g/L）。

图1 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020生长的影响Fig.1 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the growth of Asterarcys sp. SCSIO-44020

2.2 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂含量的影响

2.2.1 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂积累的影响 对不同氮源及氮浓度条件下藻细胞进行油脂提取和分析发现，在以硝酸钠和尿素为氮源的培养基组中，氮浓度3.0 mmol/L组与6.0 mmol/L组藻细胞总脂含量无显著差异（P＞0.05），而低氮组（3.0 mmol/L、6.0 mmol/L）均与高氮组（18.0 mmol/L）总脂含量存在显著性差异（P＜0.05），一定程度的氮限制有利于Asterarcys sp.积累油脂（图2）。但以碳酸氢铵为氮源的培养基中，3种浓度氮源对藻细胞总脂含量无显著差异（P＞0.05），藻细胞在以3.0 mmol/L碳酸氢铵为氮源培养基中获得最高总脂含量（46.78% DW）（图2）。

图2 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂含量的影响Fig. 2 Effects of different nitrogen sources and concentrations on total lipid content of Asterarcys sp. SCSIO-44020

2.2.2 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020脂类组分的影响 按照总脂分级方法，对Asterarcys sp. SCSIO-44020的总脂进行分级，结果如图3所示，该藻株中性脂比例较高，所有实验组均高于总脂的80%，3种氮源条件下，3.0 mmol/L处理组的中性脂比例显著高于18.0 mmol/L处理组（P＜0.05），然而与6.0 mmol/L处理组相比无明显差异（P＞0.05），硝酸钠、尿素和碳酸氢铵在3.0 mmol/L条件下的中性脂比例分别占总脂的89.38%、91.17%和93.57%，而在18.0 mmol/L条件下中性脂的比例均未超过83%。

图3 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂组分的影响Fig. 3 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the lipid components of Asterarcys sp.SCSIO-44020

2.3 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总糖积累的影响

不同氮源和氮浓度培养下，Asterarcys sp.SCSIO-44020的总糖含量变化如图4所示。在以硝酸钠和尿素为氮源时，总糖的含量与氮浓度呈负相关，总糖含量随着氮浓度的增加而显著下降（P＜0.05），当氮浓度为3.0 mmol/L时，碳总糖含量最高分别为28.98% DW和29.70% DW；在以碳酸氢铵为氮源时，总糖含量随氮浓度无明显变化规律，在6.0 mmol/L时获得该氮源最高含糖量（27.54% DW）。

图4 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总糖含量的影响Fig. 4 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the carbohydrates content of Asterarcys sp.SCSIO-44020

2.4 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020粗蛋白含量的影响

利用凯式定氮法对实验藻株的粗蛋白进行测定，结果如图5所示，在3种不同氮源培养基中，总蛋白质含量随着初始氮浓度的增加而显著增加（P＜0.05），均在18.0 mmol/L 的初始氮浓度条件下达到最高，在3.0 mmol/L初始氮浓度条件下总蛋白质含量最低。在以尿素为氮源，18 mmol/L条件下藻细胞获得最高蛋白质含量（17.61% DW）。

图5 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020粗蛋白含量的影响Fig. 5 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the protein content of Asterarcys sp. SCSIO-44020

2.5 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020脂肪酸组成的影响

Asterarcys sp.脂肪酸组成如表1显示，其脂肪酸主要包括：C16：0（棕榈酸）和C18：0（硬脂酸）两种饱和脂肪酸，C16：1（棕榈油酸）和C18：1（油酸）两种单不饱和脂肪酸以及C18：2（亚油酸）和C18：3（亚麻酸）两种多不饱和脂肪酸，其中C18：1的含量远高于其它脂肪酸。在以硝酸钠和尿素为氮源组中，随着氮浓度的升高，藻细胞中C16：0、C18：1和 C18：3的含量显著下降（P＜0.05），C18：2的含量显著上升（P＜0.05）；而在以碳酸氢铵为氮源的处理组中，随着氮浓度的升高，藻细胞中C18：0和C18：1的含量升高，C16：1和C18：3的含量降低。在以碳酸氢铵为氮源18.0 mmol/L条件下C18：1的含量最高为38.75% TFA；在以尿素为氮源18.0 mmol/L条件下C18：2含量最高为17.79% TFA，3.0 mmol/L条件下C18：3含量最高为10.87% TFA。

表1 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020脂肪酸组成的影响Table 1 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the fatty acid composition of Asterarcys sp. SCSIO-44020

2.6 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020色素组成的影响

通过HPLC法对培养末期各处理组色素成分进行分析，结果发现Asterarcys sp. SCSIO-44020主要由叶绿素a、叶绿素b、虾青素、叶黄素、角黄素等色素组成。通过分光光度法对各处理组色素的总含量进行分析，结果如图6和图7所示，在3种氮源处理组中，总叶绿素含量均随着氮浓度的升高而显著升高（P＜0.05），且同等氮浓度下，硝酸钠实验组高于尿素实验组高于碳酸氢铵实验组，这与培养过程藻细胞生物质积累趋势相符。在以硝酸钠和尿素为氮源时，总类胡萝卜素的含量与氮浓度呈正相关（P＜0.05），总类胡萝卜素含量随着氮浓度的增加而升高，氮浓度为18.0 mmol/L时，总类胡萝卜素含量分别为0.39% DW和0.38% DW；在以碳酸氢铵为氮源氮浓度为18.0 mmol/L时总类胡萝卜素含量为0.21% DW。

图6 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总叶绿素含量的影响Fig. 6 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the chlorophyll content of Asterarcys sp.SCSIO-44020

图7 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020类胡萝卜素含量的影响Fig. 7 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the carotenoids content of Asterarcys sp.SCSIO-44020

2.7 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂、总糖、总蛋白质和总类胡萝卜素产量的影响

海水驯化藻株Asterarcys sp. SCSIO-44020在不同氮源及氮浓度处理组培养至16 d，其总脂、总糖、总蛋白质及总类胡萝卜素产量如表2所示，在3种氮源处理组中，受氮浓度对藻细胞生长的影响，其总脂、总糖、总蛋白质及总类胡萝卜素产量均随着氮浓度的升高而显著升高（P＜0.05），其总脂、总糖、总蛋白质、总类胡萝卜素产量均在氮源为硝酸钠氮浓度为18 mmol/L时获得最高产率分别为2.79 g/L、1.71 g/L、1.22 g/L和30.29 mg/L。

表2 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020总脂、总糖、总蛋白质和总类胡萝卜素产量的影响Table 2 Effects of different nitrogen sources and concentrations on the total lipid，carbohydrates，protein and carotenoids yields of Asterarcys sp.SCSIO-44020

3 讨论

3.1 不同氮源及氮浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020生长的影响

氮是微藻生长和繁殖所必需的大量元素之一，是藻细胞蛋白质和核酸形成的基本元素，氮元素还是细胞中所有结构和功能蛋白的重要组成部分，在藻类的生长代谢中起着重要的作用［20］。一般认为单细胞藻类对还原态铵盐的利用能力优于氧化态硝酸盐，这主要是由于氧化态硝酸盐进入藻细胞内，还需要经硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶还原成氨后才能被利用，这样藻细胞的生长需要更多的还原压力，会消耗掉更多能量［21］。不同的藻对不同形态的氮利用能力不同，且对氮浓度的要求也不同，硝态氮（硝酸钠）是紫球藻（Porphyridium purpareum）、布朗葡萄藻（Botryococcus braunii）生长最适氮源［22］，真眼点藻（Eustigmatos sp. SCSIO-45821）在以铵态氮（碳酸氢铵）为氮源，可获得最大生物量［23］，而热带海洋微藻（Demodesmus sp. WC08）在以有机铵态氮（尿素）为氮源的培养基中可获得最大生物量，在以铵态氮（氯化铵）为氮源时无法正常生长［24］。

本研究设置硝酸钠、尿素、碳酸氢铵3种氮源以及3、6、18 mmol/L三种氮浓度，研究结果显示，3种氮源中生物质浓度均随着氮浓度的升高而升高，在以硝酸钠为氮源，18 mmol/L条件下实验藻株生物质浓度最大，而在以碳酸氢铵为氮源实验组中微藻生长受到抑制，相同氮浓度下生物质浓度远低于硝酸钠和尿素组，这可能是过多铵离子无法迅速转移到氨基酸合成中去，从而引起藻细胞铵中毒，进而影响微藻的生长［25］。在以尿素为氮源的培养基中，较低氮浓度（3、6 mmol/L）时藻细胞生物质浓度与同氮浓度下硝酸钠组无显著差异，而在高氮浓度（18 mmol/L）时，其生物质浓度显著低于硝酸钠组，这可能与尿素提供氮源时先水解为铵离子后才能被藻细胞吸收利用，而过高的铵离子会抑制藻细胞生长有关。

3.2 不同氮源及浓度对Asterarcys sp. SCSIO-44020代谢产物的影响

不同的氮源及氮浓度不仅影响微藻的生长和繁殖，还会影响藻细胞的合成代谢进而影响其生化组分［26］。营养缺乏（特别是氮源缺乏）是诱导微藻合成次生代谢物的常用方法。低氮胁迫会使微藻部分类囊体膜降解、酰基水解酶活性降低从而导致磷脂水解作用减弱，而此时二酰甘油酰基转化酶活性增强，从而促使酰基辅酶A形成三酰甘油，积累油脂，特别是中性脂［2］。刘金丽等［27］研究表明氮胁迫条件下产油栅藻（Scenedesmus dimorphus）油脂含量由22.4%DW 提高到36.3%DW；赵萍［28］对三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）培养条件优化，经缺氮诱导产油，油脂含量由22.19%DW升高至31.02%DW；本研究中，在以硝酸钠和尿素为氮源低氮胁迫（3、6 mmol/L）下，总脂含量由32% DW提高到44% DW，该现象与这些文献报道的情况相符，可籍此大幅改善其油脂开发潜力。以碳酸氢铵为氮源时，3个浓度组总脂含量变化不大，均高达42%-46% DW，主要原因可能是以碳酸氢铵为氮源时，微藻生长受到抑制，其它代谢也受抑制，且抑制程度随着氮浓度的增加而增加，从而使其在高氮培养中继续积累油脂。

在以硝酸钠和尿素为氮源低氮条件下，Asterarcys sp.总糖含量较氮源充足条件下可提高38%，低氮条件下该藻同时积累大量油脂和多糖，二者总含量最高可达细胞干重的72.15%，油脂和糖都是细胞内重要的能量储存物质，其含量是衡量微藻生物能源化的重要指标。

本研究3种氮源高氮条件下藻细胞均促进叶绿素、总类胡萝卜素和蛋白质积累，这与已有文献研究结果一致［20，24，28］，同时也与对藻细胞生长的促进作用相一致，说明在氮源充足下，有利细胞功能蛋白（酶）的积累，促进叶绿素和初生类胡萝卜素的合成，从而促进细胞的生长繁殖，提高生物质产量。3种氮源之间的差异说明铵离子可能对Asterarcys sp.的色素和蛋白合成具有一定的抑制作用，从而抑制生长，最终显著降低各种产物的产量。

由于在18 mmol/L硝酸钠浓度下Asterarcys sp. 的生物质浓度最高，因此，无论其单一产物的含量是否在这一浓度下达到最高，本研究所有评价的产物（蛋白、多糖、油脂、色素）在该浓度下均达到所有实验组中的最高产量。因此，以该藻种生产这些产物的效率和成本综合考虑，确定硝酸钠为Asterarcys sp.培养的最佳氮源，18 mmol/L氮浓度为其最适氮浓度。

3.3 Asterarcys sp. SCSIO-44020的海水驯化及潜在价值

我国拥有丰富的海水资源，海洋可利用空间广阔，且海水中富含各种营养盐，利用海水大规模培养微藻既能缓解紧张的淡水资源，又可以大幅度减少养殖肥料的使用而降低生产成本，海水驯化养殖微藻因具有规模化、经济化等优势一直受国内外研究者的关注［13］。郝宗娣等［29］通过一次性培养对网状空星藻及栅藻进行短期海水驯化，最终获得可在25‰海盐中生长的驯化藻株，但目前成功由淡水藻株驯化成稳定适应海水环境并保持藻株优良特性的案例不多，只见螺旋藻等极少数藻类有相关报道［30］。本研究所用藻株是本实验室经过长时间的天然海水逐级驯化培养，并经过单株分离筛选，从而获得生长良好、性状稳定的全海水驯化藻株，其可在盐度为30‰的天然海水中正常生长。

海水驯化藻株Asterarcys sp. SCSIO-44020在以硝酸钠为氮源氮浓度为18 mmol/L条件下可获得7.78 g/L生物质浓度。低氮胁迫下藻细胞可积累大量油脂（图2），且中性脂比例升高（图3），流动性好，在生物能源及食品油脂等行业具有极大的开发利用前景。高氮条件下有利于藻细胞积累蛋白质及总类胡萝卜素，Singh等［31］在优化培养条件的基础上，认为该藻可作为生产类胡萝卜素的新来源，在本研究中类胡萝卜素含量随着氮浓度的升高而显著增加，以硝酸钠为氮源氮浓度18 mmol/L时获得最大总类胡萝卜素产量为30.29 mg/L，类胡萝卜素在天然着色剂、抗氧化剂、中和剂和药物等方面具有重要的作用，该海水驯化藻株有潜力成为工业化生产类胡萝卜素的藻株。本研究还显示海水藻株Asterarcys sp.脂肪酸主要由 C16：0、C16：1、C18：0、C18：1、C18：2和18：3等组成，为生物柴油中最常见的脂肪酸组分，且由于该藻的脂肪酸主要为中性脂组分，因此，该藻适宜开发生物柴油。研究表明，油酸是动物食物中不可缺少的营养素，具有降血糖、血脂等作用，还可减轻危重症病人的氧化应激和过度炎症反应［2］。本研究显示该藻能够积累相对含量达38%以上的油酸，可作为油酸的一种新型来源。此外，该藻富含亚油酸（17.79%TFA）和α-亚麻酸（10.87%TFA）等多不饱和脂肪酸，因此该藻在医药保健、饲料等行业具有一定的应用价值。

4 结论

低氮（3.0、6.0 mmol/L）条件下Asterarcys sp.SCSIO-44020积累储能物质（油脂、糖），以硝酸钠为氮源更有利于该藻生长和积累油脂和多糖；高氮（18.0 mmol/L）有利于诱导Asterarcys sp.蛋白质、亚油酸及类胡萝卜素的积累，并且以硝酸钠为氮源18.0 mmol/L氮浓度下可获得较高产量的总脂、总糖、总蛋白质及总类胡萝卜素。最终，以该藻种积累不同的高值化产品成本等综合考虑，以硝酸钠为氮源氮浓度18 mmol/L时培养海水驯化藻株Asterarcys sp.SCSIO-44020最优。