光合细菌耐高温特性的研究

光合细菌耐高温特性的研究¹
摘要选用含有活力较强的光合细菌菌株SF、LO、SS的三种菌液分别与同一种载体
混合并制成固体颗粒。

三种颗粒中每一种都进行低温慢速(37℃、48 h)、中温慢速(60℃、48 h,仅对SF菌株进行试验)和高温快速(105℃、75 min)三种不同的试验。

除了低温慢速条件下固体制粒受杂菌污染,并有强烈异味淘汰外,其余两种条件下制成的几种制剂置于普通培养
液中进行恢复活力试验。

结果表明,培养液温度23～28℃,充足光照条件下,中温慢速制成的光合细菌固体制剂在培养液中培养一周显活性;高温快速制成的制剂在培养液中,室温
20℃,2周才略显活性,这两种复活试验均未发现杂菌污染。

分析认为,采用中温慢速法制备
光合细菌固体制剂是可行的,并优于高温快速法。

关键词光合细菌;烘干温度;细菌活力;载体;培养液(基)
1 引言
光合细菌(phoaosythetic bacteria简称PSB),是地球上最早出现的具有原始光能合
成体系的原核生物,分布广泛。

某些PSB自身含丰富的细胞蛋白质、细菌叶绿素和类胡萝
卜素。

大量研究表明,光合细菌在未来的环保、水产、生物固氮、生产单细胞蛋白、食品添加剂、饲料添加剂等方面,具有广阔的开发应用前景。

现在,有关光合细菌的基础研究与应用研究正在深入进行。

为了促进PSB的推广应
用,本文对PSB的生态特性做一定研究。

主要对PSB耐不同温度的能力作初步研究,同时
探讨适合的、可利用的载体及营养素。

2 试验材料和方法
2.1 菌株和菌种选择
选用由本系生态室保存的生长良好的光合细菌菌株SF、SS、LO三个。

2.2 菌种培养和扩种环境条件
采用普通培养液,pH值6.7～7.0。

厌气,光照强度3000LX左右,温度约25℃。

2.3 固体制剂的制作与烘干
各称取500 g载体和5 g营养素于已消毒好的瓷盘上混匀,将250 ml菌液拌入,拌匀
¹本文收到日期:1997-08-27。

本研究为华南农业大学校长基金资助项目。

后制成若干1～1.5 cm大小的粒状PSB固体制剂,置于瓷盘上于烘箱中烘干,烘干温度
与烘干时间见表1。

表1 PSB制粒烘干温度与烘干时间
制作方法烘干温度(℃)烘干时间(h)
低温慢速37 48
中温慢速*45或60 48
高温快速105 1.5
*仅对SF菌株作试验。

一组选择45℃,一组选择60℃,每组均设一重复。

2.4 烘干后的制剂恢复活力试验
2.4.1 经低温慢速处理的制剂
低温慢速试验条件下,在烘干期间制粒受杂菌污染,伴有强烈异味,未再进行恢复活
力试验。

2.4.2 经中温慢速处理的制剂
每一个菌株经不同烘干处理所制成的不同制剂,经初步研磨后都各称取15 g、30 g、
45 g,分别投放到500 ml普通培养液中(配方同扩种)进行分别培养,试验在透明的玻璃
瓶中进行。

培养期间温度23～28℃,光照约3000Lx。

复活期间未加摇动,经过不同时间肉
眼观察各瓶内容物(培养物)颜色变化。

2.4.3 经高温快速处理的制剂
SF、LO、SS三个菌株的固体制剂均按15 g固体/500 ml培养液和30 g固体/500 ml
培养液两种比例进行复活试验。

培养温度20.3℃,其它条件与中温慢速法的复活试验
相同。

3 结果与分析
3.1 PSB制剂不同烘干处理结果
制作试验过程中,低温慢速、中温慢速与高温快速三种处理的消毒与操作完全一致,
但在烘干期间低温慢速组固体制剂表面长满了杂菌,而另两种处理(组)未见此现象。

看来
三种处理在制备操作过程中,都不同程度受杂菌污染,但中、高温组能抑制杂菌生长繁殖。

3.2 经中温慢速处理的PSB制剂恢复活力试验结果
3.2.1 开始7天内内容物变化
固体小碎片渐粉化,并有小片浮起;有一部分培养瓶内的培养液由原来透明变成半透
明或浑浊。

培养至第7天时,各瓶内小片浮起的数量增多;每500 ml培养液45 g(经45℃
处理)、15 g(经60℃处理)和30 g(经60℃处理)的三组内容物呈浑浊淡黄色。

3.2.2 培养第14天内容物变化(见表2)。

培养第14天内容物变化见表2。

3.2.3 培养物室内自然保留10个月后内容物颜色变化
培养物室内自然保留10个月后内容物颜色变化见表3。

一般而言,光合细菌生长好坏可直观地从内容物(菌液)颜色深浅变化反映出来。

生长
7第3期廖新亻弟等光合细菌耐高温特性的研究良好时,菌液呈红色、红棕色或橙黄色,颜色淡时,则趋于退化,说明生长缓慢,活力小或菌
数量少。

表2 培养14天内容物变化
烘干温度(℃) 45 60
固体用量(g/500ml) 15 30 45 15 30 45
内容物颜色淡黄无色无色棕黄黄色无色
内容物颜色*无色无色淡黄无色棕褐淡黄
*重复组观察结果
表3 培养物室内自然保留10个月后内容物颜色变化*
烘干温度(℃) 45 60
固体用量(g/500ml) 15 30 45 15 30 45
内容物颜色较红较红红色较红红色红色
*本表仅是对光合细菌SF菌株的观察结果。

从固体制剂复活7天、14天和10个月(经过了一个冬季)内容物颜色来看,在该培养
条件下,7天后才略显活力,而且60℃烘干组复活效果比45℃组好。

每500 ml所用固体量
恢复活力从强到弱的次序为:45 g、30 g和15 g。

浑浊是由培养液中载体所致。

3.3 经高温快速处理的PSB制剂恢复活力试验结果
经高温快速处理的PSB制剂恢复活力试验结果见表4。

表4 经高温快速处理的PSB制剂恢复活力试验内容物颜色变化
观察时间内容物颜色
2天6组(瓶)均无色透明
1周6组(瓶)均呈从白到淡黄浑浊
2周SS菌株两组均稍带微红色,其它组均呈淡乳黄色
3周保持不变
4周保持不变
5周SS菌株15g/500ml组呈淡红色,30g/500ml组呈乳黄色;SF、LO菌株共4组均略带浅红色从表4结果分析可知,由SS、SF、LO三个菌株制成的固体制剂经高温105℃,烘干75
min后,仍有菌存活,但数量不多,活性较低,约2周后才显活性。

4 讨论
4.1 PSB耐高温能力(固体制剂制作温度选择)
试验结果分析可知,选择中温慢速(45℃或60℃48h)、高温快速105℃75min)都能成
功地制作PSB固体制剂,但活力高低有差别;低温慢速法易造成杂菌迅速繁殖,抑制光合
细菌,不宜采用。

4.2 制剂复活过程内容物基本物特征
用本法制成的PSB固体制剂,复活过程内容物变化有一共同点:由透明→半透明→
8家畜生态19卷混浊,并伴有小片浮到液面,这是由于培养液中的载体所致;内容物颜色有的不变,有的从
无色经淡黄色最后变成红色。

4.3 菌种扩大培养后,选用活力强、活菌数多的菌液来制作固体制剂是十分必要的。

本试验并未发现用SS、SF、LO三个菌株制成的制剂烘干后活性上的差别
4.4 影响复活的培养条件
温度是重要因子。

25～28℃是复活的理想温度;在复活培养过程中加入营养素可能会
促进经烘干处理的PSB复活,并缩短复活所需时间。

5 结语
光合细菌与载体、营养素结合后对中、高温有一定耐受力。

从而说明控制适当烘干温
度和合理工艺制备光合细菌固体制剂是可行的;制作成败及复活程度与菌株活力及复活
培养条件、营养素等有较大关系。

本试验所用的载体可行。

参考文献
1 王应铨、许福康·光合细菌培养技术探讨·应用微生物,1989;(5):9-11
2 韩静淑·光合细菌的开发和应用·应用微生物,1983;(6):1-5
3 高庆义、陈素华·谈谈光合细菌生态和实用·生物学通报,1992;(1):14-15
4 周晓云·光合细菌应用研究及其展望·工业微生物,1983;(1):20-27
5 翁稣颖·进行光合作用的细菌·微生物通报,1982;(3):144-149
6 莫湘筠等·葡萄酒活性干酵母的研究·食品与发配工业,1989;(5):18-21
7 欧守杼主编·畜牧微生物学(第二版)·农业出版社,1985:8
8 许洁泽·光合细菌的某些生物学性状·水产科学,1993;(2):27-30
9 孙延列·光合细菌与水产养殖·饲料博览,1993:(1):33-34
10 R.H.Shipman·利用光合细菌生产单细胞蛋白·应用微生物,1981;(4):58-63
11 钱新民等·影响光合细菌类胡萝卜素形成因素的研究·微生物学杂志
(上接第25页)
就目前我旗大部分草场现状来讲,一个重要问题是天然草场的自然生产力,除极个别
地区外,已没有潜力可挖,这与高速发展动物性生产力,形成了一个尖锐的矛盾。

如果现在
和将来仍不注意开发植物性生产力,那么动物性生产力的发展,就要继续在超植物性生产
力负荷的前提下进行,势必继续破坏草原系统的生态平衡。

这就决定了我们必须因地制
宜,大力开发植物性生产力,即必须种草种树,草业先行,科学养畜。

据我旗饲草饲料生产
水平表明,人工种植紫花苜蓿产草量为138.765 kg/hm2,按其质量看平均一公顷顶96
hm2天然草场的产草量,青贮玉米产草量39 000 kg/hm2,一公顷产草量是约合120 hm2 天然草场的产草量。

这就充分表明,建立人工草场与饲料基地是提高产草量的根本途径。

总之,要想畜牧业稳定、优质、高产,必须合理开发,保护利用现有天然草场外,必须大
力种树种草,立草兴畜,以林促牧。

只有首先实现生态效益好,才能实现经济效益高。

这样广阔的天然草场,优良的畜种,广泛的人工草场及青贮饲料,优质的棚圈设施,发达的饲料加工业,便可成为畜牧业生产的的坚实物质基础,实现高水平的生态平衡与草畜平衡,从而使我旗草地畜牧业有个大发展。

9第3期廖新亻弟等光合细菌耐高温特性的研究。