光合细菌的培养方法

光合细菌的培养方法
光合细菌是一类具有光合作用能力的微生物。

过去，人们几乎不知道它的存在，直到本世纪30年代才发现它。

如今人们已揭示了它的许多奥秘，异军突起般地进入各个生产领域，为人类造福。

厌氧生物的“遗孤” 光合细菌在一切地球生物中，是够得上被称为“老资格”的。

距今25亿年前，那时地球大气层里还没有氧气的踪迹，只有水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、硫化氢和惰性气体等。

但是，在生命的摇篮——海洋里，已孕育着许多原性生命体，它们各有自己的生活方式：有的吃氨，有的吃硫化氢，有的吃甲烷……后来，地球上的氧气慢慢多起来了，许多不习惯于新环境的微生物，逐渐被淘汰，也有些厌氧细菌钻到地底下，将自己隐蔽起来。

光合细菌就是20亿年前厌氧微生物的“遗孤”。

光合细菌的特点
一是它至今仍保持20亿年前的讨厌氧气的“性格”，平时它们深居地底、湖底、江河底和海底的污泥中，据分析每克污泥里含有105个光合细菌；
二是光合细菌也能像植物那样，利用太阳光来制造养料，但是它们在光合作用过程中，不像绿色植物那样会放出氧气。

目前已发现的光合细菌不下数十种之多，但无论哪一种，迄今都还保留着20亿年前的习性，证明它们都是厌氧微生物的“遗孤”。

光合细菌的特殊本领任何一种光合细菌，都有一个光合器官。

它能分泌出跟叶绿素相同功能的物质，这些物质光合作用的效力，比叶绿素更高，能很快地把光能变成化学能。

例如有一种红色无硫细菌，它的光合器官能分泌出红色胡萝卜素，而且能利用紫外光、红外光等绿色植物所不能利用的光波。

所以，我们说光合细菌有高超的光合作用的本领。

光合细菌另一个本领，是在不同情况下，可以把一些废物如硫化氢、甲烷、脂肪酸、二氧化碳等，当作自己的食物，再通过体内分解、合成作用，制成对人类有用的东西。

有一种红色无硝菌，它在污泥中专吃废物，经过体内分解作用，能使体内含粗蛋白65.45％、脂肪7.18％、可溶性糖20.31％、纤维2.78％，还含有大量的维生素等对人类有价值的物质。

光合细菌还有一个本领，是由于它不需要空气而生活。

因此，在许多地方，有特别强的生长能力，许多病菌在竞争中不是它的敌手；况且光合细菌本身无毒，所以在有的特殊场合，它还能帮助人类消灭有害的病菌。

正因为光合细菌有这些特殊本领，所以，它们已在人类生产和生活领域中大显身手，贡献力量。

充当土壤和水域的“清道夫” 现代科学技术的发展，也给地球带来了不同程度的污染，而光合细菌是治理污染的能手。

由于农药广泛使用，致使土壤中残留着大量的硫、氯等有毒化合物，既贻害庄稼，又危及人类的安全。

光合细菌却能把这些化合物当作食物，并转化为无毒甚至有益的物质。

例如前面提到过的红色无硫细菌，就能把土壤中有毒的硫化物中的硫，转化成为有营养价值的蛋白质中的硫；变弊为利，为治理土壤污
染大显神通。

在海洋、江河、湖泊等水域中，光合细菌也起着“清道夫”的作用。

在一个固定水域中，如果水生动物排泄出大量废物，达到一定数量时，就会危害鱼类及水生植物的生命，而光合细菌能把水中的污染物清除干净，改善其生态环境。

有人做过这样的试验，在水域中投入10ppm的光合细菌，在光照条件下，只经过三个小时，光合细菌就把水域中的氨化合物完全分解为自己的“食品”。

由此可见，光合细菌的本领之大了。

农业的增产能手在农业生产上，光合细菌已大显身手。

由于光合细菌内含有多量蛋白质，本身就是一种高效的氮肥，加上它还含有多量维生素等有益植物的营养成分，能使庄稼增产。

实践证明，如把光合细菌施播给水稻、茄子、辣椒等作物，可分别增产40％、35％和54％。

最近日本科学家把光合细菌喷洒到柿树、温州蜜桔的根上，不仅果实鲜艳，而且产量大增，同时还提高了果实的糖分、维生素B和维生素C的含量。

此外，日本微生物杂志还报道：利用光合细菌的作用，还可把工厂排放出来的废水，变为浇灌农田的肥水。

这样既可消除污染，又有利于农业生产，可谓一举两得。

养渔业的好“帮手” 光合细菌可以治疗鱼的疾病，保护鱼类的健康。

大家知道，养鱼池的水通常要定期更换，否则水体会受鱼排泄物的污染。

光合细菌则能清除污染，为养鱼池创造良好环境。

同时，光合细菌还可治疗鱼病。

日本群马水产试验所做了一个试验，他们把感染了卡揶利斯病的鲤鱼分成两组，一组放入光合细菌，另一组不放光合细菌。

五天后，不放光合细菌组的鲤鱼全部死亡，而放光合细菌组的鲤鱼一条不死。

由此可证，光合细菌确能治疗鲤鱼的卡揶利斯病。

此外，据日本渔业研究所研究，光合细菌对治疗鳗鱼、鲢鱼等鱼类的多种疾病，均有显著效果。

至于光合细菌何以能治疗鱼病的原因，尚在探索中。

多数科学家认为，由于光合细菌能利用光能，在无氧条件下有极旺盛的生长力，养鱼池内的其他细菌在生存竞争中不是它的对手，很快无毒的光合细菌便占据优势，形成“独霸天下”的局面，其他细菌就不得不退出竞争的舞台，因而鱼病也就治好了。

其次，光合细菌还是幼鱼的极好饲料。

光合细菌十分细小，只有小球藻的十分之一那么大，是刚出世幼鱼的极好饲料。

以光合细菌作饲料的幼鱼，比以小球藻作饲料的幼鱼，生长的长度要多24％，体重多46％。

光合细菌也是成鱼的好饲料，不过其作用没有对鱼苗那么显著。

此外，目前正在试验用光合细菌做家禽的饲料，预计不久也会有可喜的成就。

从本世纪30年代人们发现光合细菌，迄今不过四十多年；人们研究它的应用，还只有十多年的历史。

随着人类对光合细菌的认识和了解的提高，随着研究的不断深入，光合细菌将成为一支不可忽视的有生力量。

光合细菌的培养方法
光合细菌(简称PSB)是地球上最早出现具有原始光能合成体系的原核生物，是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,其广泛存在于地球生物圈的各处。

光合细菌在水产养殖上的应用主要有以下五个方面：作为养殖水质净化剂；作为饲料添加剂；用于鱼、虾、贝幼体的培育；作为动物性生物饵料的饵料；防治鱼病。

光合细菌的培养，按次序分容器工具的消毒、培养基的配制、接种、培养管理四步。

一、培养基的配制
1.培养基配方培养光合细菌首先应选择一个能基本满足培养种的生理生态特性和营养要求、经过培养实践证明且效果比较理想的培养基配方。

2.配制培养基的用水如果培养的光合细菌是淡水种，菌种培养可用蒸馏水；生产性培养可用自来水（或井水）配制。

如果培养的光合细菌是海水种，则用天然海水（或人工海水）配制。

用天然海水配制培养基，可免加镁盐和钙盐，因为海水中镁、钙元素的含量已能满足需要。

此外，在海水中加入磷元素时不能用磷酸氢二钾，应用磷酸二氢钾，否则会产生大量沉淀。

3.配制按培养基配方把所列物质称量，逐一溶解后，混合，配成培养基。

也可把部分组份配成母液，使用较方便。

4.灭菌和消毒菌种培养用的培养基应连同培养容器用高压蒸气灭菌锅灭菌。

小型生产性培养可把配好的培养液用普通铝锅煮沸消毒。

大型生产性培养则先把水用次氯酸钠处理、消毒，然后加入配方所列组份，溶解、混合。

二、接种
培养基配制好后，应立即进行接种。

光合细菌生产性培养的接种量比较高，一般为20％～50％，即菌种母液量和新配培养量之比为1：4（20％）～1：1（50％），且不应低于20％，尤其微气培养接种总量应高些，否则，光合细菌在培养液中很难占绝对优势。

三、培养管理
光合细菌的培养过程中，管理工作包括日常管理操作和测试、生长情况的观察检查和出现问题的分析处理等三个方面。

1.日常管理和测试
（1）搅拌或充气：光合细菌培养过程中必须搅拌或充气，其作用是帮助沉淀的光合细菌上浮获得光照，保持菌细胞的良好生长。

小型厌气培养常用人工摇动培养容器的方法使菌细胞上浮，可在接种前在培养容器中加入少量玻璃珠，摇动时易于搅起菌细胞。

每天至少摇动3次，定时进行。

也可使用磁力搅拌器搅拌，把锥形瓶或其他玻璃培养容器放置在磁力搅拌器上，瓶内放磁力搅拌棒，连续搅拌或间隔定时搅拌，搅拌时控制转速以液面微起波纹而无旋涡为适度。

大型厌气培养则用机械搅拌器搅拌或使用小水泵使水缓慢循环运转，保持菌体悬浮。

微气培养是通过充气帮助菌体上浮的，因为培养液中溶解氧含量增加，光合细菌繁殖受到抑制，产量下降，所以必须严格控制充气量。

一般采用定时断续充气，每小时每升水充气1升～1.5升左右，溶解氧含量保持在1ppm 以下。

（2）调节光照度：培养光合细菌需要连续进行照明，因此在日常的管理工作中，应根据要求经常调整光照度。

白天可利用太阳光源培养，晚间则需人工光源照明，或完全利用人工光源培养。

人工光源一般使用碘钨灯或白炽灯泡。

不同的培养方式所要求的光照强度有所不同，一般培养光照强度控制在2000lx～5000lx之间，而实验设备好，能有效控制环境条件的厌气培养，细菌生长繁殖快，菌细胞的密度高，光照强度应提高到5000lx～10000lx。

调节光照强度可通过调整培养容器与光源的距离或使用可控电源箱调节。

（3）调节温度：在光合细菌的培养过程中，能有效地将温度控制在最适宜的条件下，当然是最理想的。

而光合细菌对温度的适应范围很广，一般在23℃～39℃均能正常生长繁殖，所以也可不必控制温度，进行常温培养。

但如果温度过低，可以把培养容器放在箱子里，利用白炽灯泡散发的热提高箱内温度，并根据需要调整箱子的密封程度达到调节温度的目的。

如果温度过高，可以开窗通风，或用电风扇降温。

（4）酸碱度的测定和调整：为了延长光合细菌的指数生长期，提高培养基的利用率和单位水体的产量，测定和调整pH值是一项重要措施。

一般采用加酸的办法降低菌液的酸碱度，醋酸、乳酸均可使用，而最常用的是醋酸。

在日常的管理工作中，必须每天测定菌液的pH 值，当pH值上升超出最适范围，即加酸调整。

如果在培养中不测定、调整酸碱度，当光合细菌生长达到一定密度时，pH值也上升到9以上，细菌生长受阻，此时应采收或再接种扩大培养。

不调整酸碱度的培养，获得的最终产量较低。

（5）测定光密度（O.D.）值：光密度值和细胞干重之间是近似线性关系，这种相关关系常用来测定培养物的浓度。

首先根据测定的数据画出相关的标准曲线图，然后测定菌液的光密度值，即可根据标准曲线大致估算出菌细胞的浓度。

光密度值常用分光光度计测定。

在日常管理工作中，通过测定菌液的光密度，可以了解光合细菌的生长繁殖情况。

2.生长情况的观察和检查
在培养过程中，可以通过观察菌液的颜色及其变化来了解光合细菌生长繁殖的大致情况。

菌液的颜色是否正常，接种后颜色是否由浅迅速变深，均反映光合细菌生长是否正常以及繁殖速度的快慢。

此外，通过测定菌液的光密度值及其变化情况，能更准确地了解菌体的生长繁殖情况。

接种后，光密度值迅速加大，表示生长正常、繁殖迅速。

如果光密度值不增加以及菌液颜色不正常、出现菌体附壁等现象，说明培养效果不良。

必要时还可以通过显微镜检查，了解细菌生长情况。

3.问题的分析和处理
通过日常管理、检测、观察和检查，了解光合细菌的生长情况，就可以结合当时环境条件的变化进行分析，找出影响光合细菌正常生长的原因，采取相应的对策。

影响光合细菌生长的原因很多，从内因看菌种本身是否优良，即接种的母种的质量是否优良；从外因看，不外乎是光照、温度、营养、敌害、厌气程度等方面。