混合培养对光合细菌生长量的影响

混合培养对光合细菌生长量的影响摘要采用光合细菌不同菌株、光合细菌株与异养细菌株间混合培养,比较它们与单株培养物生长量的差异。试验结果表明,不同组合的混合培养物其生长量均不同程度高于单株培养物。光合细菌株间混合培养物生长量约高于对照0.36一17.4%;多数增长11%以上。光合细菌株与异养细菌株间混合培养效果更为显著,增长量为单种培养的1.34一5.6倍.初步试验表明混合培养菌株间有互利或偏利关系。关键词光合细菌,异养细菌,混合培养微生物的混合培养具有重要理论意义和应用价值。研究特定条件下的混合培养物不仅有助于阐明不同微生物间相互作用的基本方式、过程和机理,同时还可获得适应人类生产或生活需要的实用性成果。已有研究结果表明,混合培养可显著提高其生物量和生理代谢功能。如柄杆菌(caulobaoter)与蓝细菌(oanobacteria)混合培养时,不仅可提高蓝细菌生物量,而且促进色素合成和积累,提高乙炔还原活力川.又如在光合细菌与硫还原菌混合培养中可大幅度提高光合细菌利用乙酸盐产乓的能力{2」。当荚膜红假单胞菌(助od叩seudomonascaPsulata)与根瘤菌混合培养时,不仅固氮能力加强,还可使根瘤菌耐干旱,保存时间延长,在豆科植物上形成有效根瘤,提高作物产量l3]。此外,微生物混合培养在食品、饮料,环境治理以及金属回收等方面均有研究报道12.4].本研究目的在于通过混合培养以促进光合细菌生长,提高其应用价值.材料与方法本研究包括:(l)光合细菌不同株间混合培养与单株培养物间生物量的比较;(2)光合细菌株与异养细菌株混合培养对其生物量的影响.Ll菌株来源光合细菌株均系作者由我国不同淡、海水环境中分离获得;异养细菌株包括芽抱杆菌(BacillussP.8011),中华屈挠杆菌(Fle劝acte;。hinen:15)FcA株、褐色溶解杆菌(Lysobaeterbruneseens)Mes4株均系本所保藏菌株。LZ培养条件光合细菌均培养在30℃、微好氧、1700一2000lx条件下,培养基采用*农业部“八五”重点科研项目,编号8591060104.**武汉大学环境科学系实习生,现在湖北省环境保护研究所工作.1994一12刃l收到;1997一10一10修回102水生生物学报22卷A、B两种15一7]。异养细菌培养条件参照文献卜9]。L3混合培养采用1:1比例混合。生长量的比较则采用722型分光光度计检测培养物的0.D值(660rim)。1.4混合菌株间相互作用关系的探讨,采用牛津杯法,以异养细菌培养物与琼脂混合倾注平皿,将光合细菌液加人牛津杯中,观察生长圈或抑制圈出现与否。2结果与讨论2.1光合细菌株间混合培养物生长t与单株培养物的比较:试验结果表明,所有不同菌株间组合的混合培养物均不同程度优于单种培养物,最高增长量可达17.4%,最低者亦略高于对照。如将每一菌株与各菌株混合培养物增长量其平均值比较,混合培养物较单株培养物高出5.6一15.7%。多数组合增长11%以上(表1)。比较在A和B两种不同培养基中混合培养物生长量,结果表明两者具有相似的表现。但B培养基中单株培养物生长量均高于A,在混合培养条件下,生长量亦有相当的增长,最低增长量按各组合平均值计高出对照3.5%,最高可达19.1%(表2)。2.2光合细菌株与异养细菌株间混合培养生长t的比较光合细菌株代B、OR、Y和仆1等菌株与异养细菌8011、FCA和M--4等菌株混合培养时,其生长量明显高于光合细菌单株培养物。任1与异养细菌混合培养时,其增长量高于对照2一4.6倍;OR株则为一生长极为缓慢的光合细菌株,当添加异养细菌混合培养后,其生长量为单株培养物的3.8倍。2.3混合和单株培养物生长动态比较图1所示为场菌株单和混合培养物的生长动态。各培养物起始O.D值是相近似的,但随着时间的增长,它们之间的差别渐增。其中以凡B与M一4菌株的混合培养物生长最表1光合细菌单株和混合培养物生长t的比较(3日净增值QD660刊m,A培养基)Tab.1ComPallsonofabundailceofPhotosyntheticbocteriabetweenaxenieeulturesandeo--cultures(3daysnetInereasingamoun仁OD660nm,Amedium)菌菌株号号DLJ一lll}DL一一DL.l一333DL.I一444DL.I一555DL.1一石石DLI一777DLn一lllDL.n一222混合培养物物高于单株株NNNo.S之厂刃nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn平均净增值值生长量%%%DDDL.I一lll0303喻喻0.334440.336660.323330.321110320000320000332220315550325557333DDDL.I一2220.354440295...0.395550330000.334440.3400003255503577703411103477711.888111〕L.I一3330.343330.332220312,,0353330339990.340000.323330.334440325550336667.777DDDL.1一4440.324440.322220一351110284喻喻0303330.310000.301110.2955503122203155511.111DDDL.l一5550.305550307770一331110.329990276,,0283330.2888802777703011103144411.444DDDL.I--6660.308880318880.325550.319990.310000之51...0269990.2955502944403055512.222DDDL.I一7770.305550311110一334440.328880.295550283330245...0.29000030]]]03188813.000DDDL.11一lll0.314440318880.345550.321110.310000298880301110.267,,02899903122211.777DDDL.I卜2220308880.311110.344440.312220.316660287770300000.279990.198***03077715.555混混合培养物...0320000.319990.345550327770一316660.308880303330.30777031000000055555555555555555.6668.11111.11111.55511.4441233312.44411.55515刀刀刀刀平平均净增值值值值值值值值值值值值值高高于单株”””””””””””””增增长量%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%几b*单株培养物(Axeruec己ture)Averagenetinereas一ngamountine~ultu爬.IncreasingPreeentofco--culture/axerueeulture2期李勤生等:混合培养对光合细菌生长量的影响表2不同培养基中混合增养物生长t的比较(3日净增值QD660nm)TabZComPansonofgrowthamountofPhotosyntheocbacterialeo--cultllresIndifferentmedia.(3daysnetinc祀asingamoun仁0.D.660nm)偏偏撰全全DL.I一lllDL.I一222DL.I一333DL.I一444AAAAAAABBBAAABBBAAABBBAAABBB111〕L.I一lll0.303...0364...0.344440.400000340000.39222033777039111DDDL,I一2220.344440.400000295...0.350...0364440393330.326660.38444DDDL.I一3330.340000.392220一364440.388880.312...0356率率0352220.39111DDDL.lse4440.324440一386660.326660.384440352220391110.284...0332***混混合培养物平均净增值...0.336660.393330一345550.391110352220392220一338880.38777混混合培养物bbb10.9997.99916一88811.666355510.11119.11119.111*为单株培养物(瓜en,ee曰ture)A.Averegenet,nereasingamountine吮己咏.B.IncreasingPrecentofco--cultllre/axenieculture佳,其次是从B与代A和H3B与8011,对照者从B单种培养物最低。Y菌株与FCA或8011菌株混合培养,OR与8011或FCA菌株的混合培养物亦呈类似的趋势,只是OR菌株显示出更大的差别(图l一3)。另一由淡水生态环境中分离获得的国099四00介1菌株与其它异养细菌株混合培养的结果也是相似的。看来这些菌株对光合细菌的生长繁殖具有促进作用。由以上结果看来,混合培养在本实验组合中均表现了正面效应,所有不同菌株组合的混合培养物均较单株培养物增长量高。值得注意的是光合细菌与异养细菌株间的混合培养其增长幅度显著超出光合细菌株间的组合。此现象与它们之间生物学特性差异大,彼此间生理功能互补性更强有关。2.4光合细菌与异养细菌株间的相互关系在所有实验组合中尚未发现有不利于光合细菌生长的现象。但在混合培养物中两菌株间的关系如何?作者采用牛津杯方法作了初步观察。结果表明,E卜1和OR菌株周围8011和FCA几乎不生长,它们与光合细菌株间似为偏利的关系。M‘4菌株在所有光合细菌株周围均可形成生长圈,FCA和8011菌株亦可在从和Y菌株周围生长,表明它们与光合细菌间有互利互惠关系。混合培养过程中,菌株间的相互作用方时间(h)图1HoB菌株单种和混合培养生长动态日9.1〔沁owthofH3Bs仃;”n一naxerueande洲ultures瑞B+M一4▲—▲H3B+FCA践B+80110一一0H3BO..O式和效应无疑十分复杂的。它们不仅表现在生物量的增减上,还必然反映在它们对基质104水生生物学报22卷表3混合培养对光合细菌株生长.的影响(5日净增值0.1,义刃nm)Tab3(计owthofPhotosyn此tiebactena,neo--cultures(5daysner;ncreasingamount0.D660nm)光光合细菌株株单株光合细菌菌添加菌株PSB门IB.c拭ultureee111污Bst」飞如nnn1名Baxenleee801111F(二AAAM--4441111」BBB1.587771.839991.855552.13000OOORRR0289990.990001.110001.47444YYYYY1.4677718522219711111LLL}1110.262221.384441.476666600000.49555555555*异养细菌HB一Heterotrophicbacterial6厂0.80.4巨O公9州口O2.01.6b//厂2吕09划00口.口沪碑夕.口口口目.二..口二二‘.‘244872时间(h),区8月任O0OL一一一一1一一一一..__l_024487296120时间(h)图ZY菌株及其混合培养生长动态比较RgZGrowthofYs伙”nInaxe川eandeot山turesO—OY+FCA.—.Y+80110一一一OY图3OR菌株及其混合培养的生长动态Rg3(汗owthofORs阅nIn盖认ell」CO—0OR十R二A即dc。一心ulture.—.OR+8011O一一一0OR表4光合细菌对异养细菌株生长的影晌Tab4EffectofPhotosynthetiel,aCtenaong