光合细菌混合培养条件的优化.docx

光合细菌混合培养条件的优化摘 要: 对沼泽红假单胞菌 ( Rhodopseudomonas palustris ，PL1) 和球形红假单胞菌 ( Rhodopseuelonmnas spheroids，PL2) 混合培养条件进行了优化研究结果表明，混合培养的最适接种量为 6%，最适初始 pH 为 7. 5，低氧气浓度，180 r/min 振荡 10min / d关键词: 光合细菌 混合培养 培养条件优化Optimization of Cultural Conditions for Mixed Photosynthetic BacteriaAbstract: Optimized cultural conditions of mixed photosynthetic bacteria ( Rhodopseudomonas palustris PL1，Rhodopseuelonmnasspheroids PL2) were evaluated. The results show that the optical cultural conditions mixed phothsynthetic bacteria include pH 7. 5，in-ocula 6% ，low oxygen concentration and vibration at 180 r / min for 10 min each day.Key words: Photosynthetic bacterium Mixed culture Optimized cultural conditions近年来，对光合细菌( photosynthetic bacteria，PSB) 的应用研究获得了很大的进展，研究结果均表明，光 合细菌在种植、养殖、新能源开发利用、医药以及环 境治理方面具有十分广阔的前景[1]。

然而，光合细 菌纯培养物在应用过程中的作用效率却大大低于实 验室，主要是由于其在环境中适应性较低[2]，因此， 许多研究者试图通过微生物的混合培养制备的菌 剂，以提高其环境适应性如柄杆菌( Caulobacter) 与蓝细菌( Cyanobacteria) 混合培养，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[2]; 丁酸梭菌( Clostridium butylicm) 、产气肠杆菌( Enterobacter aerogenes) 和类红球菌( Rhobacter sphaerbdies) 共同培养，以甜土豆淀粉残留物为培养 基，可大大提高产氢量[3]; 而对于光合细菌的混合 培养方面则尚无系统研究本文报道沼泽红假单胞 菌和球形红假单胞菌为混合培养条件优化研究，旨 在为光合细菌菌剂生产提供理论依据1 材料与方法1. 1菌株 光合细菌菌株:沼泽红假单胞菌 PL1 ( Rhodop- seudomonas palustris PL1 )和球形红假单胞菌 PL2 ( Rhodopseuelonmnas spheroids PL2) ，保存于湖南省 植物保护研究所。

1. 2培养基 光合细菌基础培养基: CH3COONa 3. 0 g，NaCl1. 0 g，( NH4)2SO40. 3 g，MgSO40. 2 g，KH2PO40. 5g，K2HPO40. 3 g，CaCl20. 05 g,酵母膏 0. 1 g, MnSO40. 0025 g,FeSO40. 005 g,蛋白胨0. 01 g,谷氨酸0. 0002 g,蒸馏水1 L, pH值7. 5,121°C蒸汽灭菌30min每升光合细菌基础培养基中加入0. 15% ( W/2010年第6期张国民等：光合细菌混合培养条件的优化 V) 琼脂即为固体光合细菌基础培养基1. 3光合细菌混合接种液准备 将实验室保存的沼泽红假单胞菌和球形红假单 胞菌活化培养,分别稀释平板计数,然后,将沼泽红 假单胞菌和球形红假单胞菌按菌落数1： 1进行混 合,即为光合细菌混合接种液1. 4培养条件优化将光合细菌混合接种液接种于450 mL光合细 菌基础培养基的盐水瓶,光照培养;进行接种量( 2% － 10%) 、培养基初始 pH( 6 － 9) 、氧气含量( 空 气含量 10% －50%) 及振荡培养条件( 180 r/min，5 － 20 min / d) 优化试验。

1. 5 混合光合细菌最佳培养条件下生长 混合光合细菌菌液，接入含 450 mL 光合细菌基 础培养基的盐水瓶内，在上述优化的最佳培养条件 下培养，定时检测生长情况1. 6 混合光合细菌生长的测定 混合光合细菌生长的测定采用分光光度计法， 测定光合细菌混合培养液在 660 nm 的吸光值[4]，所用试验均设 3 次对照1. 7 数据处理数据处理采用 Microsoft Excel 2003 软件处理， 所用数据均为 3 次测定的平均值2 结果与分析2. 1 接种量对光合细菌混合培养的影响 将混合光合细菌接种液体按 2%、4%、6%、 8% 、10% ( V / V) 接种量接种于 450 mL 光合细菌基 础培养基的盐水瓶，置于30°C，光照强度2 500 —3 000 lx 培养，定时取样测定生长情况结果如图 1 所示，随着接种量的增加，混合光合细菌的生长速度 相应的增加，然而，当接种量大于 6% 以后，增加不 明显，因此 6%是最佳的接种量2. 2 培养基初始 pH 值对光合细菌混合培养的影响 将混合光合细菌接种液体按 6% ( V/V) 接种量 接种于 450 mL 光合细菌基础培养基( pH6 —9) 的盐 水瓶，置于30C，光照强度2 500 —3 000 lx培养，定 时取样测定生长情况。

结果如图 2 所示，培养基 pH 在 7. 0 — 8. 0 时，生长速度较快，最适合 pH 值为 7. 5图 1 接种量对混合光合细菌生长的影响图 2 pH 值对混合光合细菌生长的影响2. 3 氧需求量对光合细菌混合发酵的影响 将混合光合细菌接种液体按 6% ( V/V) 接种量 接种于光合细菌基础培养基( pH6 —9) 的盐水瓶，置 于30C，光照强度2 500 —3 000 lx，不同空气含量下 培养，定时取样测定生长情况结果如图 3 所示，随 着空气含量的增加，光合细菌混合菌的生长速度 减慢2. 4 振荡时间对光合细菌混合发酵的影响 将混合光合细菌接种液体按 6% ( V/V) 接种量 接种于光合细菌基础培养基( pH7. 5) 的盐水瓶，置 于30°C，光照强度2500 —3000 lx,空气含量(10%) 下培养，定时振荡并取样测定生长情况结果( 图4) 表明，适当的振荡有利于光合细菌混合菌的生 长，最佳的振荡时间为 10 min2. 5 混合光合细菌的最佳生长条件下标准生长曲 线测定 将混合光合细菌接种液体按 6%( V/V) 接种量 241 生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2010 年第 6 期图 3氧需求量对混合光合细菌生长的影响 图 4 振荡时间对混合光合细菌生长的影响 接种于光合细菌基础培养基( pH7. 5) 的盐水瓶，置 于30C，光照强度2 500 — 3 000 lx，空气含量 ( 10%) 下培养，定时振荡( 180 r/min， 10 min/d) ，定 时取样测定生长情况。

结果如图 5 所示，混合光合 细菌在 2 d 后进入快速生长期， 4 d 后进入平衡生长 期， 6 d 后生物量开始下降3 讨论 本研究对光合细菌对沼泽红假单胞菌( Rhodop- seudomonas palustris PL1 ) 和球形红假单胞菌 ( Rho- dopseuelonmnas spheroids PL2) 两菌株的混合培养条 件进行了优化，在优化条件下培养，光合细菌混合 菌在光照培养中繁殖速度快，培养液起初呈浑浊 状，起初为淡红色，以后转为浅红色，最后呈深红 色光合细菌混合菌在30C连续光照条件下生长 迅速，定时适当的振荡，从而达到较少发生附壁和 图 5混合光合细菌最佳生长条件下生长情况 产生细胞碎片，在南方以普通白炽灯照射容易控 制温度[5]经过 20 亿年进化，光合细菌在水圈生态系多 个子生态系中生活，表现出很强的适应能力，这与 光合细菌多元化代谢能力是分不开的所以，不 同生态环境中的光合细菌对营养物质的利用能力 存在一定差别[6， 7] 因此，利用不同菌株不同代谢 能力，从而提高其环境适应性以达到充分发挥其 某些作用特性参考文献[1] 揭晶，赵越. 光合细菌应用的研究进展. 广东药学院学报， 2006 22( 1) : 113-115.[2] 徐颖宣，徐尔尼，冯乃宪，等. 微生物混菌发酵应用研究进展.中国酿造，2008( 9) : 1-4.[3] Yokoi H，Saitsu A，Uchid AH，et al. Microbial hydrogen production from sweet potato starch residue. J Biosci Bioeng，2001，91 ( 1) : 58-63.[4] 冯树，周樱桥，张忠泽. 微生物混合培养及其应用. 微生物学通 报，2008，28( 3) : 92-95.[5] 操玉涛，陈刚，刘立鹤，等. 光合细菌 M-01 的培养条件优化研 究. 生物学杂志，2008，23( 1) : 26-28.[6] Chaudhuri BK，Wiesmann U. Enhanced anaerobic degradation of benzene by enrichment of mixed microbial culture and optimization of the culture medium. Appl Microbiol Biotechnol，2005，43: 178187.[7] Pascal A，Celine P，Christophe L. Batch fermentations with a mixed culture of lactic acid bacteria immobilized separately in k-carrag- eenan locust bean gum gel beads. Appl Microbiol Biotechnol，2007， 32: 662-668.242。