光合细菌混合培养条件的优化

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( Rhobactersphaerbdies) 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℃ 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℃，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30℃，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30℃，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℃，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 min。

2. 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 Bulletin2010 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30℃，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30℃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 produc-tion 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 optimizationof the culture medium. Appl Microbiol Biotechnol，2005，43: 178-187.［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。