[发明专利]一株淡水小球藻Chlorella pyrenoidosa XJ01及其在固定CO2和生产微藻油脂中的应用

说明书

技术领域

本发明属于微藻生物技术领域。具体涉及一株淡水小球藻Chlorella pyrenoidosa XJ01及其在固定CO₂和生产微藻油脂中的应用。

背景技术

因全球化石燃料的大量使用，“温室效应”日益加重，而CO₂作为对“温室效应”贡献最大的气体，约占总效应的65%以上。据世界气象组织2011年温室气体年度公报报道，大气中CO₂浓度从工业化前的约280ppmv已增加到2010年的约390ppmv。目前，大气中CO₂浓度的持续升高已经导致了严重的气候及环境问题。因此，在全球共同面对气候变化挑战、推进经济社会可持续发展的形势下，CO₂减排及能源问题已成为世界各国政府关注的重点。

近些年来，一些发达国家采用各种物理、化学和生物方法研究CO₂的收集、浓缩及固定和转化。但比起传统物理化学CO₂固存方法成本高、能耗大、环境友好性差等特点，生物CO₂固定法是地球上最主要和最有效的固碳方式，且最为符合自然界碳循环规律，是环境友好型与资源节约型的可持续发展方法。生物CO₂固定是指生物体如高等植物、光合细菌和微藻等，以CO₂为自身所需碳源经由光合作用的方式，将CO₂转化为生物质（如淀粉、纤维素等）的过程，其所需能源直接来源于太阳光能。但与植物及光合细菌相比，藻类具有光合速率高、繁殖快、环境适应性强、处理效率高、可调控以及易与其他工程技术集成等优点，且可获得高效、立体、高密度的培养，同时固碳后产生的大量藻体具有很好的利用价值，例如，可作为饲料、食品添加剂、生物乙醇及生物柴油等的制备原料。因此，微藻固碳减排技术不仅具有环保、经济效益，也为人类解决能源、环境问题提供了一条全新而有效的模式。

随着社会经济发展及对能源需求的持续增长，石化资源的匮乏日渐突显，因此寻找一种持续可再生、环境友好型的能源形式成为各国科学家关注的重点。在众多的可再生能源（风能、地热能、水能、太阳能等）中，生物柴油以其在能量密度、燃烧性等方面与石化柴油具有极高相似性，甚至超过石化柴油，且具有易降解、基本不含硫及芳烃类化合物、对环境友好等特性，受到世界各国的广泛关注。一些发达国家于20世纪90年代初便开始了生物柴油的商业化生产，并主要以大豆和菜籽油为生产原料。我国生物柴油产业兴起较晚，目前，我国生产生物柴油的原料主要是大豆、油菜等油料作物、油棕和麻风树等油料木果实及废餐饮油等。但是，这种以传统农业为基础的生物柴油生产方式，不仅产量低、成本高，而且不符合“不与农业争粮争地”的根本原则，因此不能满足生物柴油产业对原料持续增长的需求。研究发现许多藻类可以快速生长并在体内产生大量的油脂，被称为产油藻。产油微藻即在一定条件下，微藻将CO₂、碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为微藻细胞内大量贮存的油脂，且油脂含量超过生物总量20%的微型藻类。微藻因含油量高、易于培养、单位面积产量大等优点而被视为新一代的、甚至是唯一能实现完全替代石化柴油的生物柴油原料。