光合细菌海水培养的条件优化研究

光合细菌海水培养的条件优化研究

摘要 [目的]为光合细菌的海水培养提供科学的理论依据。[方法]对海水培养光合细菌进行培养基选择和培养条件优化研究。[结果]结果表明:矢木修身培养基是海水培养光合细菌的最佳培养基;最适宜光合细菌生长的条件是温度在30~35e,光照强度在2 000~3 000 lx,接种量在20% ~25%,空气体积分数为5%,初始pH值在7.0~7.5。[结论]光合细菌在最适宜的条件下5~6d 即可培养成熟。

关键词光合细菌;海水培养;培养基;培养条件

Study on theOptim ization ofCulture Conditions ofPhotosynthetic Bacteria with Seawater

Abstract [Objective] The research ami ed toprovide scientific theorybasis for the culture ofphotosynthetic bacteriawith seawater. [Method]

The optmi al culture conditions andmedium ofphotosynthetic bacteriawith seawaterwere studied. [Result] The results showed thatthe optmi al

medium was Shmi uxiushenmedium.The optmi algrowth conditions ofphotosynthetic bacteria was temperature 30-35e, the light2 000-

3 000 lx, the inoculum 20% -25%, the air cubagemark 5% and the originalpH value 7.0-7.5. [Conclusion] Underoptmi algrowth con-

ditions, photosynthetic bacteria could be cultured tomature in 5-6 days.

Key words Photosynthetic bacteria; Culturewith seawater; Medium; Culture condition

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一群能在

厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物作供氧体兼碳源,进

行不放氧光合作用的细菌,广泛分布于水田、湖沼、江河、海

洋、活性污泥和土壤中,其中在生产上有意义的红螺菌科包

括红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属[1]。很多资料表明,

PSB具有许多独特的生理功能,在养殖业、种植业、环境治

理、新能源开发利用等应用领域具有十分广阔的前景[2],尤

其在水产养殖中,其能够降解水体中的亚硝酸盐、硫化物等

有毒物质,实现充当饵料、净化水质、预防疾病、作为饲料添

加剂等功能,它的诸多特性,使其在无公害水产养殖中具有

巨大的应用价值。所以,有关PSB的研究已受到广泛重视。

但是,目前对PSB最适培养条件的研究,特别是海水培养

PSB,国内外的相关报道众说不一,因此该试验采用海水培

养,针对不同培养基、不同培养条件(温度、光照、接种量、氧

需求程度、pH值)等进行系统研究,为PSB的海水培养提供

科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种。菌种由对虾养殖池底泥选择培养得到,主要

菌种是红假单胞菌。

1.1.2 仪器。SPX-G光照培养箱(改装成白炽光源),WFJ-

72型可见分光光度计, PHS-3C型精密pH计,YXQ-LS-50S

立式压力蒸汽灭菌器。

1.1.3 培养基。培养基选择试验采用4种培养基:小林达

治培养基的红螺菌科配方, Sawad培养基,失木修身培养基, VanNiel培养基[3]。在试验过程中上述培养基除掉了钙盐、

镁盐,将磷酸氢二钾用磷酸二氢钾代替,在培养条件选择试

验中采用矢木修身培养基。

1.2 试验方法将菌种以一定的接种量加入到培养液中,

在给定的条件下进行培养,培养过程中每天振荡摇匀3次。

在培养基选择试验中,采用观察比较法;在培养条件的选择

试验中,采用菌体细胞内细胞器的吸收光谱值来表达菌体含

量[4]。

1.2.1 培养基的选择。将试验菌种以20%的接种量分别接

种在上述4种不同的液体培养基中,在其他因素(包括温度、

光照强度、氧需求量、酸碱度等)相同的条件下,进行培养。1.2.2 培养条件的选择。选择矢木修身培养基(100%海

水),分别在不同温度(20、25、30、35、40e)、光照(1 000、2 000、3 000、4 000 lx)、接种量(10%、15%、20%、25%、30% )、氧需求量(空气体积分数分别为2%、5%、8%、11% )、酸碱度(pH值分别为6.5、7.0、7.5、8.0、8.5)进行试验,每天定时测OD660值。

2 结果与分析

2.1 培养基的选择 4种培养基培养的PSB,只有VanNiel

培养基培养的PSB出现菌液颜色不正常(变成橙红色),菌

液发臭,且菌体粘壁现象;其他3种培养基培养的PSB生长

正常,菌液紫红,均匀、粘稠成胶体状。从培养基的成分上

看,4种培养基的氮源都是氯化铵或硫酸铵,磷源都是磷酸二

氢钾,碳源有所不同,除VanNiel培养基碳源是蛋白胨外,其

他3种培养基的碳源主要是乙酸钠。VanNiel培养基培养的PSB出现上述现象可能是因为培养基中的碳源主要是蛋白

胨,蛋白胨也是其他菌种的营养物质,使其他菌种成为优势

菌,而PSB受到抑制,从而出现菌液不正常现象。其他3种

培养基化学成分比较接近,从经济角度上考虑,应选择矢木

修身培养基。

2.2 最佳培养条件的选择

2.2.1 温度对PSB生长的影响。培养PSB过程中,温度是

影响其生长速率的重要因素之一。温度对PSB生长的影响

如图1所示(除温度外,其他条件相同)。由图1可见,温度

在30~35e时,PSB生长良好,且差别不大,培养6~7 d,菌

液的OD值能达到1. 5以上,PSB培养基本成熟。但温度达

到40e时,前3 d PSB生长旺盛,从第4天开始其生长明显

受到抑制,且出现粘壁、下沉现象。温度低于25e时,生长