[發明專利]核輻射誘變微藻生物質固定煙氣高濃度CO2的方法

在審

• 申請號: 201410096508.6
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103898088A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 程軍;岑可法;周俊虎;劉建忠;王智化;黃鎮宇;周志軍;楊衛娟;張彥威
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/01
• 分類號: C12N15/01;C12N1/12;C12N1/20;C12R1/89;C12R1/01
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于生物質能利用技術，特別涉及核輻射誘變微藻生物質固定煙氣高濃度CO₂的方法。

背景技術

溫室效應的嚴重影響使人們日益關注CO₂減排問題，目前大氣中CO₂濃度已逐漸增加到380ppm。微藻的生長繁殖迅速，光合作用過程需要消耗大量CO₂，故利用微藻固定燃煤電廠煙氣中的CO₂，成為近年來的研究熱點。利用廢水廢氣養殖微藻的經濟成本較低，而能夠在高效固定煙氣CO₂取得環境效益的同時，收獲具有較高經濟價值的微藻生物質，對于發展新能源和低碳經濟具有重要意義。

國內外針對藻種篩選研究表明，無論是密閉空間中微量CO₂的固定還是煙道廢氣中大量CO₂的脫除減排，綠藻和藍藻具有很大的優勢，尤以綠藻中的小球藻為佳。但微藻在高濃度CO₂條件下存在生長速率和固碳效率較低等問題，因此開發高效固碳藻種以及固碳工藝是關鍵所在。

高效固定CO₂的藻種篩選方法主要有三方面：（1）天然藻種篩選：Sung等人從電廠附近的水域中分離出一種小球藻KR-1，這種藻生長的最佳CO₂濃度為10%，此時最大生長速度為0.667g/L·d；（2）CO₂濃度馴化：Yun等人在普通小球藻生長期間，通入恒定流量的氣體，并且氣體中CO₂濃度隨著培養時間的延長由5%逐漸遞增到30%（大約每隔43h，CO₂濃度增加5%或10%），用藻細胞的平均生長率與含碳量來計算CO₂固定效率。在培養183h后CO₂濃度增加到20%時，得到最大的CO₂固定速率為0.936g/L·d。（3）化學誘變：Kao等人使用甲磺酸乙酯誘導小球藻發生突變，并在通入生物氣(生物氣的組成成分為：～20%CO₂,～70%CH₄,H₂S<50ppm)的密閉空間里定向的篩選突變體，獲得能夠耐受高濃度CO₂的誘變體，并應用于脫除生物氣中的CO₂，提高生物氣中的CH₄氣的含量。

由于小球藻等許多微藻的全基因組測序尚遠未完成，對微藻固碳關鍵控制基因的多樣性、進化途徑及其與表觀性能關聯等諸多方面還遠未揭示，導致很難通過簡單地將某個基因進行過表達或者敲除操作而實現改良固碳性能的效果，故采用核誘變方法選育固碳藻種可能是一條有效途徑。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能夠在高效固定煙氣CO₂取得環境效益的同時，收獲具有較高經濟價值的微藻生物質的固定煙氣高濃度CO₂的方法。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供核輻射誘變微藻生物質固定煙氣高濃度CO₂的方法，具體包括下述步驟：

（1）取10～20mL原始藻液加入到離心管（50mL）中，用劑量為100～900GY的⁶⁰Co-γ射線對離心管中的原始藻液進行輻射5～90min，劑量率為10～20GY/min；然后將裝有輻照后的藻液的離心管放在光照培養箱中，進行30～40天的恢復培養，恢復培養是指：培養溫度為20～23℃，每天分別依次進行12小時光照處理和12小時黑暗處理，且光照處理時的光照強度為800～1200lux；

（2）將步驟1處理后的藻液接種到三角瓶（1L）中，且接種量為5%～10%，接種后三角瓶中的SE標準培養基體積為500～1000mL；然后對接種后的藻液進行放大培養：在培養溫度為25～29℃，每天分別依次進行12小時光照處理和12小時黑暗處理，且光照處理時的光照強度1000～3000lux，并向三角瓶中通入空氣，培養10～15天；放大培養結束后，將藻液在4000rpm下離心5min，丟掉上清液，下層沉淀即為誘變藻種；