微藻篩選純化方法優(yōu)缺點對比、分類和鑒定（一）
摘要：石化能源枯竭和生態(tài)環(huán)境的惡化迫使人們必須高度重視能源的清潔和可持續(xù)性，而微藻具有生長快、易培養(yǎng)、種類繁多、功能各異等優(yōu)點為國內(nèi)外學(xué)者所青睞，也是生產(chǎn)清潔可持續(xù)生物質(zhì)的最佳選擇。微藻的篩選、分類、鑒定是研究其生理生化特征的基礎(chǔ)，因此保障篩選、鑒定和分類的準(zhǔn)確至關(guān)重要。隨著科技的發(fā)展，人們對于微藻分類鑒定方法的探索仍未終止。該文闡述了近年來用于篩選純化微藻的方法及其優(yōu)劣，分析并展望了微藻分類和鑒定的發(fā)展方向，旨在為微藻的相關(guān)研究提供參考。
18世紀(jì)工業(yè)革命以來，化石能源的消耗與日俱增，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重惡化、環(huán)境污染日趨加劇，研發(fā)清潔可再生能源成為當(dāng)務(wù)之急。微藻（microalgae）廣泛分布于各類水域中，是一類可以自養(yǎng)的單細(xì)胞生物，種類多樣、光合作用效率高、生長速度快，是生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，作為生物能源的開發(fā)潛力巨大。西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)利用微藻生物質(zhì)生產(chǎn)生物柴油或生物酒精，我國程軍等利用微藻轉(zhuǎn)化制航油也取得較好效果。除此之外，某些種屬的微藻成分具有很高的藥用價值，其中典型的微藻多糖具有提高機(jī)體免疫力的作用，可抗癌、抗衰老、抗疲勞、抗輻射損傷，已經(jīng)用于醫(yī)療保健及制作功能食品。另外，微藻也可作為飼料、餌料和食品添加劑，增強(qiáng)營養(yǎng)。更加有意義的是，微藻可以利用污水中的無機(jī)、有機(jī)等污染物生長，并通過生物積累、生物吸附、生物轉(zhuǎn)化和生物絮凝等方式減緩污染，實現(xiàn)微藻生長和環(huán)境污染治理的耦合，這種方式引起國內(nèi)外廣泛重視，成為近年來微藻養(yǎng)殖和污水處理領(lǐng)域的新趨勢。
微藻種類繁多，能力各異，實現(xiàn)培養(yǎng)優(yōu)化和環(huán)保應(yīng)用需要探究其理化特性，首先就必須對微藻進(jìn)行科學(xué)篩選和分類，因此有必要討論篩選和分類的傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代方法之間的差異，比較其優(yōu)劣，以便篩選和分類工作能夠快速準(zhǔn)確。
1、微藻的篩選
微藻篩選方法與微生物的篩選方法類似，先采用選擇性培養(yǎng)基從基質(zhì)中進(jìn)行篩選，然后結(jié)合顯微鏡下微藻的形態(tài)及理化性質(zhì)進(jìn)行初步判斷。隨著電子技術(shù)發(fā)展，儀器設(shè)備的不斷更新，結(jié)合儀器進(jìn)行篩選的先進(jìn)方法得以建立，使得篩選工作逐步簡化，效率提高。
1.1傳統(tǒng)篩選方法
傳統(tǒng)篩選方法通常是利用毛細(xì)管法、平板法和逐級稀釋法，根據(jù)微藻的表型結(jié)構(gòu)、鞭毛有無、顏色等指標(biāo)來分離樣品中的微藻。但這些因素易受周圍環(huán)境條件的影響，而且一些同種類型的微藻也會因自身生長狀態(tài)的不同而存在差異，另有一些親緣關(guān)系較近的物種差異也較小，如：甲藻門的亞歷山大藻屬的某些種類，僅細(xì)胞壁上少數(shù)甲片的結(jié)構(gòu)有差別。此外，傳統(tǒng)方法篩選速度慢、周期長，對操作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求較高，因此這種方法有很大局限性。
1.2儀器設(shè)備篩選方法
傳統(tǒng)篩選方法效率低、盲目性較大、且操作過程繁瑣、費用高，不適于微藻的大批量篩選。為此許多國內(nèi)外學(xué)者開始嘗試借助于先進(jìn)儀器進(jìn)行微藻篩選。例如，韓煒等利用96孔板轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)篩選微藻，篩選效果與傳統(tǒng)的篩選方式相比有較好的一致性，且篩選速度快。李青等對產(chǎn)油小球藻（Chlorella zofingensis）進(jìn)行紫外誘變，經(jīng)尼羅紅染色后結(jié)合流式細(xì)胞儀，篩選出高含油的小球藻藻株，實現(xiàn)了對特定微藻的篩選，取得顯著效果。
2、微藻的分類
2.1傳統(tǒng)分類方法
傳統(tǒng)分類方法依據(jù)的是微藻細(xì)胞形態(tài)、大小、生理等指標(biāo)特性，但由于不同培養(yǎng)基或不同生長階段的微藻特征有差異，導(dǎo)致判斷標(biāo)準(zhǔn)難以把握，同時這種方法難以正確地揭示一些微藻物種之間的親緣關(guān)系，導(dǎo)致在某些微藻屬、種的分類上造成混亂。
2.2分子生物學(xué)方法
分子生物學(xué)分類技術(shù)中，常用以同工酶和蛋白質(zhì)以及DNA多態(tài)性為基礎(chǔ)進(jìn)行分析分類。
2.2.1同工酶和蛋白質(zhì)分析技術(shù)
不同微藻種、屬間，其各酶系統(tǒng)中的同工酶酶譜帶和某些蛋白質(zhì)的基因型存在差異，因此，依據(jù)不同微藻同工酶和蛋白質(zhì)作為物種的分類方法也是可行途徑，且這2種方法酶帶少而明確，工作量小。但是，同工酶和蛋白質(zhì)的可標(biāo)記位點有限，提供的信息較少，且化學(xué)成分差異較小不穩(wěn)定;同時它們易受基因和多種內(nèi)外環(huán)境因素的影響，因此，在某些微藻屬、種的分類和鑒定時，很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
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