功能性便秘是近几年比较常见的一种肠道疾病。越来越多的证据证明一些生物源功能活性物质对于治疗便秘有积极的疗效。螺旋藻富含多糖化合物, 且具有广泛的生理功能。本文分析不同剂量螺旋藻多糖(PSP)对地芬诺酯诱导便秘小鼠的治疗效果, 检测各组小鼠的体重、首次排便时间和数量、肠道酶活性, 菌群组成以及相关功能基因表达等。结果显示, PSP低、中、高剂量组小鼠六小时内排便数量都显著增加(P<0.05), 且首次排黑便时间缩短。同时, 小鼠的体重增长没有受到显著影响。PSP治疗后, 便秘小鼠肠道内木聚糖酶和蛋白酶活性恢复到正常组水平(P<0.05)。此外, PSP处理改变了便秘小鼠肠道主要微生物菌群组成, 上调了一些有益功能基因的丰度, 从而达到缓解便秘的效果。PSP处理上调KO0845(葡萄糖激酶)丰度水平, 能维持机体血糖平衡。这些发现表明, PSP饲喂处理可显著改善小鼠肠道微生态, 缓解小鼠便秘病症, 为解决慢性便秘提供一种有效的食疗方案。

为了实现微藻生长过程品质指标的快速无损检测， 提出了可见-近红外光谱技术检测不同红蓝光源组合培养条件下螺旋藻中叶绿素a和蛋白质的含量。 采集不同含量红光和蓝光组合下螺旋藻在325～1 075 nm波段范围内的光谱信息， 其中红光与蓝光的含量组合分别是(100%， 0%)， (90%, 10%)， (70%， 30%)， (50%, 50%)。 同时测量叶绿素a和蛋白质的含量， 建立偏最小二乘(PLS)预测模型。 分别基于连续投影算法(SPA)选择了用于叶绿素a和蛋白质预测的特征波长， 分别得到5个(404， 440， 518， 662和875 nm)和4个(411， 531， 602和1 047 nm)特征波长。 基于特征波长建立了PLS和多元线性回归(MLR)预测模型， SPA-MLR模型中叶绿素a和蛋白质预测集相关系数(correlation coefficient, Rp)分别是0.949和0.974， 均方根误差(RMSEP)分别是0.018 8和0.006 74。 结果表明： 可见-近红外光谱检测螺旋藻藻体中叶绿素a和蛋白质含量是可行的， 通过测量螺旋藻的光谱结合化学计量学方法可以实现对螺旋藻生长状况的检测。

微藻高效培养是微藻生物能源开发利用的关键和前提, 而在营养充足的培养条件下生长迅速但较易受到环境污染和影响, 因此微藻生长过程中对其生长状况进行监测意义重大。 高光谱成像技术同时拥有丰富物质品质信号的优点和图像包含丰富品质分布空间信息的优点, 可为微藻的快速无损检测提供新的方法和手段。 分别采集小球藻、 球等鞭金藻和螺旋藻三种微藻各45个样本的高光谱图像, 并提取样本感兴趣区域（ROI）的平均光谱。 利用连续投影算法（SPA）波长优选之后, 取30个建模集样本的光谱数据与其相应的生物量建立多元线性回归（MLR）模型, 对15个预测集样本的生物量进行预测, 小球藻、 球等鞭金藻和螺旋藻预测相关系数（r）分别为0.950, 0.969和0.961, 预测均方根误差（RMSEP）为0.010 2, 0.010 7和0.017 1, 获得了较好的预测精度。 最后, 用所建MLR模型对预测集图像上每个像素点的生物量加以预测, 采用Matlab图像编程处理将不同的生物量用不同的颜色表示, 最终以伪彩图的形式实现藻液生物量的可视化。 研究结果表明, 高光谱成像技术对小球藻和螺旋藻藻液生物量的可视化效果较好, 对球等鞭金藻的预测效果还需要进一步改进。 本研究为实现微藻生长信息的快速获取和进一步开展微藻生物质能源利用奠定了一定的研究基础。

螺旋藻是一种经济价值很高的微藻。针对螺旋藻的高光效性, 在不同波长LED灯照射下, 研究光照对螺旋藻生长速率的影响。结果表明, 在螺旋藻的养殖中, 经过红光(650-675 nm)、绿光(522-532 nm)和蓝光(465-475 nm)处理后, 获得最大螺旋藻的干物质含量分别为1.232 g/L、1.195 g/L、0.742 g/L; 红光处理过的螺旋藻生长速度最快, 所得的干物质含量比对照样增加了66.04%。

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析技术, 对螺旋藻标准品、 螺旋藻粉样品和糊精标准品的红外光谱进行分析。 螺旋藻中的蛋白质(1 657, 1 537 cm-1)和糖类(1 069, 1 054 cm-1)具有明显的红外指纹特征。 螺旋藻粉中的主要成分为蛋白质和糖类, 主要辅料为糊精。 比较28个不同厂家螺旋藻粉的红外指纹图谱, 计算图谱相关系数确定出辅料添加比例的高低。 建立吸收峰强度比和蛋白质含量的关联标准曲线, 形成依据红外光谱测定样品蛋白含量的方法, 与凯氏定氮法测定结果相对偏差小于5%, 为螺旋藻粉品质鉴定提供了一种简便、 快速、 无损的新方法。

研究了亚硒酸钠预处理对H2O2氧化胁迫下钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）的生长、 藻丝体形态、 谱学特性以及细胞内活性氧（ROS）水平的影响， 探究硒拮抗氧化胁迫保护螺旋藻的机制。 结果显示， H2O2氧化胁迫明显抑制螺旋藻的生长， 藻丝体严重受损， 可见光吸收440 nm峰增强， 620和680 nm峰降低； 荧光发射和激发光谱特征峰强度明显降低， 藻胆蛋白特征发射峰由660 nm蓝移至650 nm； 红外光谱透射峰没有发生位移， 蛋白质和多肽的特征谱带酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带相对强度降低； 细胞内ROS相对含量显著性升高。 硒预处理24 h呈剂量效应地减轻由H2O2胁迫引起的氧化损伤， 有效地抑制胞内ROS的过度累积， 提高螺旋藻的抗氧化能力， 缓解了氧化胁迫对光能捕获和传递等重要生理功能的影响。

将钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)A9藻株在24℃培养,经2 mmol/L的EDTA预处理24 h;采用功率300 W的超声波处理70 s获得单细胞样品,以本实验室构建的携带gfp基因的质粒p215t转化A9藻株单细胞藻液,利用Amp作为选择标记,使单细胞在平板上再生长出单藻落,获得17株具有Amp抗性的转化藻株,转化率3.73‰.在390 am紫光激发下,生长30天的转化藻丝体发出稳定绿色荧光;培养45天后具有绿色荧光的藻丝出现断裂、具有荧光藻丝长度缩短的现象.实验结果初步表明:报告基因gfp在螺旋藻中得到稳定有效的表达,可以采用单细胞再生形成单藻落技术进行螺旋藻的基因克隆.

利用He-Ne激光(波长632 nm,功率10 mW)诱变钝顶螺旋藻IS(Spirulina platensis IS),经过一定时间的辐照,选取生长较快的藻种测量其β-胡萝卜素、蛋白质及多糖含量,进一步筛选出生长快、高产胡萝卜素或高产蛋白质的藻种.实验结果表明:与出发藻种IS相比,经He-Ne激光 15 min和25 min照射后的藻种MS-1、MS-2和 MS-3,藻丝形态发生变化,藻丝变短、螺旋变紧密,生长速度明显加快,其中 MS-1的β-胡萝卜素含量增幅为18.1%,MS-3的蛋白质和多糖含量均有较大增加.此外通过对出发藻种和诱变藻种的叶绿素a和胡萝卜素的紫外吸收光谱进行比较,发现诱变藻种与出发藻种相比最大吸收峰值略有变化,从而说明He-Ne激光对于钝顶螺旋藻的诱变效应.