光合细菌培养参数的研究

光合细菌PS3培养参数的研究摘要:为有效提高光合细菌邢3在工厂化生产中的生物量,对其主要培养参数进行了系统的研究。所涉及的培养参数包括:光源、光照度、溶解氧、培养基pH、盐度、接种浓度等。结果表明:PS3在厌氧条件下生长较好,而其最适接种浓度、光照度、光源、pH及盐度分别为10%、4以刃h(钨丝灯)、6.5一7.0、5。关键词:光合细菌;培养参数ThestudyoncultivatingParametersofPhotosyntheticbacteriaPS3光合细菌(photosyntheticbacteria)广泛分布提供质优价廉的产品,本实验对光合细菌PS3培养于淡水、海水、极地或温泉(包括高热水体)以的主要参数进行了较系统的观察和研究,现将实验及高盐、高有机质含量等不同的生态环境中,是一情况总结如下。类行不产氧光合作用、具有复杂代谢功能的微生花”上石草.:二二或二议一二二几二”公二二万二1材料与方法物,它能利用多种基质,可营异养、自养或兼性营一’,‘,’‘’‘’一养;存在着好氧、厌氧和兼性厌氧类型[l]。光合1.1菌株细菌在维持自然界的生态平衡、废污水的处理等方试验菌株PS3由中国水产科学研究院南海水产面有着重要作用,同时光合细菌作为单细胞生物可研究所饲料与健康养殖开发中心富集、分离。以从中获得较丰富的单细胞蛋白,其广泛应用于农1.2实验方法牧渔业尤其在水产养殖中的应用更为广泛〔,一3〕。为本实验所采用的培养条件是不同光源和光照生产更好的优质菌液,促进工厂化生产,为养殖业度、溶解氧、培养基pH值、盐度、接种浓度。试收稿日期:资助项目:作者简介:通讯作者:2以」6切刀3;修回日期:2〕拓刀8一17广东省重大科技兴渔项目(B200201A01);国家“十五”科技攻关计划专题(2004BA526BO202)洪敏娜(1980一),女,技术员,从事水产微生态制剂的研究与开发。E一mail:hmnIgso@163.。。m杨莺莺,E~mail:”[e-mail]南方水产第2卷-今-荧光灯(1500lx)fiuorescent一.一钨丝灯(600lx)tungsten-查-钨丝灯(1500lx)tUngsten-片-钨丝灯Q700lx)tungsten-喂卜-钨丝灯(4000lx)tungsten叫.-自然光(50000~70000lx)naturallighting芬口O圣铡侧知歌验菌株PS3培养用6L无色透明聚乙烯塑料瓶,基本培养条件是:厌氧条件下自然光照,将培养基pH、盐度、接种浓度设为6.5一7.0、20、30%,菌量的测定采用7504型分光光度计在660nm波长处测定培养物光密度值(OD),每隔24h取样l次,连续测sd。1.2.1光源和光照强度采用上述方法,在基本培养条件下,将光源和光照强度设为荧光灯(1sooh)、钨丝灯(600、1500、27(X)、400Oh)、自然光(500(X)一70(X)Oh),定时取样,测定培养物的OD值。1.2.2溶解氧采用上述方法,在基本培养条件下,将溶解氧设为厌氧、通气,定时取样,测培养物的OD值。1.2.3培养基pH值采用上述方法,在基本培养条件下,将培养基pH值设为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、5.0,定时取样,测定培养物的OD值。1.2.4盐度采用上述方法,在基本培养条件下,将盐度设为2、5、10、20、30、40、50、6(),定时取样,测定培养物的OD值。1.2.5接种量采用上述方法,在基本培养条件下,将接种量设为ro%、20%、25%、30%,定时取样,测定培养物的OD值。时间压ti位e图1Fig.l不同光源及光照度对邢3生长的影响Effeetsofdifferentlamp一houseandluminosityonthegrowthofPS32结果与分析2.1不同光源及光照度对光合细菌PS3生长的影响不同光源及光照度对光合细菌PS3生长影响见图1。PS3在不同光源及不同光照度条件下的生长速度为钨丝灯(4000h)自然光(50以刃-700(X〕lx)钨丝灯(2700lx)钨丝灯(1500h)钨丝灯(600h)荧光灯(1500lx)。说明该株光合细菌在光照度600一70以x〕lx范围内都可以生长,但不是光照度越强生长速度就越快,它对光质还有一定的要求。试验表明用钨丝灯(4(xX)lx)生长速度最快,其次是自然光照培养和钨丝灯(2700h),而荧光灯的效果较差。在大规模生产中为了节约成本可以选择自然光照培养,在下雨或阴天可以选择钨丝灯(4000lx)培养。2.2溶解舰对光合细菌PS3生长的影响有资料报道,氧对光合细菌光合色素合成具有明显的抑制作用,在有氧的条件下叶绿素类胡罗卜素都不产生,从而导致颜色越来越浅[sJ。本试验PS3在厌氧条件下培养,随着培养时间增长,菌量增多,菌液颜色加深;而在通气培养条件下,培养时间越长,菌量减少,颜色变浅。本试验结果与徐良梅等〔’〕报道结果一致。溶解氧对光合细菌PS3生长的影响见图2,在厌氧条件下菌株PS3生长速度快,经120h培养后OD值可达到2.38,而通气培养经120h培养后,OD值降到0.25,表明该菌株在厌氧条件下培养才能进行正常生长,而在有氧条件下生命活动受到抑制。2.3培养基不同pH对光合细菌PS3生长的影响培养基不同pH对光合细菌PS3生长有一定的影响,实验结果表明,培养基pH为中性偏酸(6.5一7.0)时菌生长速度最快,菌量最高,培养72h后pH为9.0,OD值为2.34,已基本达到最大值;pH在7.0以上,经过120h培养后,菌的生物量才达到2.19(图3),这是由于光合细菌的代谢产物为碱性〔‘〕,加快了离子间的化学反应速度,培养基中的有效成分迅速生成沉淀,pH值升高,pH值升高直接影响光合细菌对营养物质的吸收,如果培养基中pH值过高就会使原来培养基中第6期洪敏娜等:光合细菌玲3培养参数的研究-劝-厌氧皿.erobic-去,通气aerate盐度salinity-令-2~伯卜5-.~20-公‘30~啼一50一60州去~10.旧卜400000.…飞J2..10岛00多拓塑侧米0000月J210虽口O派划侧相米244896120144图2Fig.2Effeet溶解氧对邢3生长的影响ofdifferentdiosolveoxy罗nonthe肛洲山ofPS3244896120144图4不同盐度对邢3生长的影响Fig4EffeetOfdifferentsalinityonthe目旧WthofPS3气j,‘接种浓度i川tial妙助tity..卜~叨卜.10%25%州乡-20%州片-30%0‘曰0气„0心JO.……哎J咤曰66,口,8派OQ最脚米划侧0八从2,1.理QO居娜侧栩米024487296120144时间几time图3不同培养基pH对PS3生长的影响Fig.3EffeetofdifferentpHonthe脚wthOfPS302448的离子间的化学反应平衡发生移动,生成沉淀,降低培养基中的有效成份,影响光合细菌对营养物质的吸收〔’〕。也有报道说当光合细菌生长达到高峰期时pH值会增高一些,一般达到9.0就不会增加¹,所以在配制培养基时pH应为中性或偏酸一些(6.5一7.0),这样有利于细菌生长。2.4盐度对光合细菌PS3生长的影响盐度对光合细菌PS3生长的影响见图4。该菌株在盐度2一60的培养基中均生长良好,说明该菌株在淡水和海水养殖中均可以使用,应用范围较广。在24一48h内,菌的OD值基本随盐度的升高而减小。菌在不同盐度下培养48h后,随着培养时间的延长其生长速度均明显减缓,其中,盐度2、5和ro的OD值在48h基本达到最大值,盐度5的48h的OD值达到2.5,是各试验组最高。20图5不同接种浓度对玲3生长的影响Fi各5Effeetofdifferentinitialbaeteriaquantityonthe脚wthofPS3一30盐度培养120h后,菌的OD值可达2.58-2.6。这说明在低盐度条件下菌的适应期短,生长速度较快;在高盐度的条件下,菌的适应期延长,生长速度较慢。大规模生产考虑生产周期及成本的因素,认为盐度5比较适宜。2.5接种浓度对光合细菌PS3生长的影响接种浓度对光合细菌Ps3生长的影响见图5。从图中可以看出,10%、20%、25%、30%4个不同接种浓度对菌生长均有一定的影响,接种浓度越大,达到最大细菌生物量的时间越短,30%的接种¹杨莺莺,李卓佳,贾晓平,等.光合细菌培养液最适条件的研究〔J」.南海水产研究,2002(24):巧一17南方水产第2卷浓度在48hOD值可达2.43,已基本达到最大值,而10%的接种浓度在48hOD值仅为1.28,在72h增长至2.27,需培养120h才达到2.4。从图中可以看出,72h后不同接种浓度组的OD值基本接近,表明接种浓度对最终的细菌生物量影响不大。接种浓度大虽然生长周期短但成本高,接种浓度小虽然生长周期延长些但成本低,大规模生产中从降低生产成本方面考虑,认为10%接种浓度较为适宜。灯)、pH6.5一7.0、5。3小结本研究结果表明,在工厂化生产中光合细菌PS3于厌氧条件生长较为良好,其最适接种浓度、光照度、pH及盐度分别为ro%、4仪叉〕lx(钨丝参考文献:!l]HOLTJG,KRIEGNR.Betg6y,5manualUfsystematiebactedology【M」.gthed.Baltimorelondon:Williams&WilkinsCo,1994:353一376.〔2」朱励华,韩茵,陈勃,等.光合细菌的培养及其在水产养殖中的应用〔J〕.江西水产科技,19%(4):21一25.「3〕徐良梅,腾小华.光合细菌的基本特性及水产养殖上的应用【J」.东北农业大学学报,2005,36(2):230一234.「4」倪黎纲,王志鹏,罗方妮,等.氧、光照时间、pH等理化因子影响光合细菌生长的研究【J].内陆水产,2。。4(3):41-426.5」王立超.温度、光照和pH相互关系及其对光合细菌生长的影响【J〕.齐鲁渔业,2997,14(5):43一45.《饲料博览》FEEDREVIE份全国优秀科技脚衬中国期刊方阵双效期刊《饲料博览》杂志是由东北农业大学和黑龙江省饲料工业协会主办的专业技术类刊物,本刊1988年创刊,两次荣获中宣部、国家科委、国家新闻出版署的“全国优秀科技期刊”奖,2002年又被评选为“中国期刊方阵的双效期刊”。现已覆盖了全国30个省、市、自治区,应饲料工业发展和广大读者、作者的需要.2007年全新改版!《饲料博览》技术版主要栏目有:试骑研究、综述、政策法规、一家之言、动物营养、饲料与营养、质量控制、添加剂世界、水产养殖、生理代谢调控、专业知识库等。《饲料博览》企业管理版将以全新的形式面向读者,设有行业指导、企业家感言、解读名企名家、观察与思考、问题探讨、问题评说、企业采风、经营战略、管理与实践、营销世界、企业文化、人力资源讲台、企划纵横、市场分析、业界动态等栏日。《饲料博览》为半月刊,内文双色印刷,统一刊号:CN231298/S。《饲料博览》上半月号技术版每期5元,全年定价:60元,邮发代号:14一184。《饲料博览》下半月号企业管理版向编辑部直接订阅,每期10元,全年定价120元。(询料傅览矛技术版一一阂料科技人员的首选(姆料傅觉矛企业奋理街一企业首理者、经曹者的伙伴地址:150030哈尔滨市东北农业大学《饲料博览》杂志杜总编室电话:(以51)55l90(jlQ编辑部电话/传真:(舰51)5519063955190739E飞11:5lbleviP.163.e伽广告部电话/传真:[phone]E朋11:slblggb@126.e伽网络部电话/传真:[phone],13了UE,侧111:亨lb必feedworld,eom.enhttp://附.feedworld.e呱en551913785519107555190739欢迎投蔺欢迎汀阅