葛仙米的培养.pdf

第28卷湖北师范学院学报(自然科学版)Vol128第3期Journalof HubeiNor malUniversity(Natural Science)No13,2008葛 仙 米 的 培 养邱昌恩1,王腾2,卢高飞2,钟小灵2,陈志芬2,杨敏2,田水秀2,刘芳2,李杨2(1.湖北师范学院 生命科学学院,湖北 黄石 435002;2.湖北师范学院 生命科学学院2005级学生,湖北 黄石 435002)摘要:以葛仙米为实验材料,在春季自然温度条件下培养,研究其基本生长情况,形态特征和显微结构的变化。结果表明,在不断更换培养基的条件下,葛仙米生长较快,从生长曲线看最大比生长率出现在培养的第九天;随培养时间的延长,葛仙米的形态结构及颜色都发生了显著变化,可明显观察到异形胞。结果提示,在春季自然温度条件下培养,葛仙米能够正常生长。关键词:葛仙米(Nostoc sphaeroidesktzing);异形胞;自然温度培养;形态特征中图分类号:Q-34 文献标识码:A 文章编号:100922714(2008)0320004204 葛仙米(Nostoc sphaeroidesktzing.)是蓝藻门(Cyanophyta)念珠藻科(Nostocaceae)的一种低等的多细胞群体蓝藻,古名天仙菜、天仙米,俗称水木耳 1。葛仙米是以东晋炼丹术家、医学家、道教理论家葛洪的名字而得名。它与地木耳(N ostoc communevanch.),发菜(Nostoc flagellifor meBornet Flah.)为同属植物,其出现时间早于螺旋藻(Spirulinap rincepts)2。葛仙米是我国传统出口的一种珍贵野生的食药两用蓝藻 1。根据 本草纲目 等记载,葛仙米有治疗夜盲症,脱肛,烫伤和兼具美容之功效 3。据研究,葛仙米不仅蛋白质含量高,蛋白质中的氨基酸品种齐全,结构合理,基本符合FAO/WHO专家委员会于1973年推普的人体必需氨基酸模式,蛋白质质量好,营养价值高为优质蛋白质,而且,葛仙米还富含多糖和具有特殊的保健功能的维生素C、B族维生素、-胡萝卜素、微量元素等营养成分 2。湖北省恩施地区是我国葛仙米主要原产地,近年来,由于各种原因导致葛仙米产量大大降低,其主要原因有二个:一是农民不施农家肥而改施化肥,严重污染了土壤,如碳铵等肥料改变了土壤的酸碱性;二是大量使用除草剂,改变了葛仙米赖以生存的生长环境。由于以上原因造成了葛仙米自然资源短缺,甚至有绝迹的可能 3。因此,进行葛仙米的人工培养技术的研究,具有重大的理论和现实经济意义。葛仙米的人工培养技术已基本成熟 1,但是对其自然温度条件下的人工粗放培养还没有积累数据。本研究于2008年春季在实验室自然温度条件下对葛仙米进行培养,运用BG110培养基,初步观察和探讨其生长生理特性及形态结构特征,为今后进一步改良其培养方法提供一定依据。1 材料与方法1.1 实验材料葛仙米藻种由中国科学院水生生物研究所提供。1.2 实验仪器显微镜、灭菌锅、光照培养箱、电子天平。1.3 实验方法收稿日期55作者简介 邱昌恩(66),男,湖北鄂州市人,博士,副教授,主要从事藻类生物技术及环境生物学研究 1:200800:194采用固体培养藻种和自然温度条件下液体培养两种培养方式,其中液体培养的藻种来自固体培养(固体藻种培养15d左右后观察到有球体产生即可用于液体培养藻种),接种过程采用无菌操作。两种培养方式的条件如下:固体培养:干藻种复水后,碾磨接种于BG110固体培养基中,于光照培养箱中培养,培养温度为25、光照强度为35mol m-2s-140mol m-2s-1、光暗周期比为1410(h).自然温度条件下液体培养:将葛仙米固体培养藻种接种于BG110液体培养基中,在2008年春季自然温度条件下,光照强度为70molm-2s-180mol m-2s-1,24h光照下通气培养,每9d更换一次培养基,实验观测的培养周期为36d。1.4 生物量及生长曲线的测定每9d测一次藻体的生物量(即鲜重),然后测定其生长曲线。以公式=(lgN-lgN0)/(t-t0)计算比生长率,公式中N、N0分别表示培养终止和起始时的生物量,t、t0分别表示培养终止与起始时间。1.5 形态观察每天肉眼观察葛仙米外部形态及其颜色变化,培养第30d显微观察藻体形态结构变化。2 结果与分析2.1 两种培养方式的生长状况图1 葛仙米干藻种经过复水后固体培养7天的生长情况图2 葛仙米液体培养一个月的生长情况图3 天然野生葛仙米藻种两种培养方式的生长情况见图、图。图与图3比较,在春季自然温度条件下液体培养的葛54122仙米形态特征与天然野生的葛仙米形态特征基本一致。本研究实验条件与文献中培养条件5有所不同,培养温度为春季自然温度条件;而模拟自然状态4下葛仙米的人工培养,培养温度采用25 恒温,光照条件较强烈,培养液更换周期较短。2.2 生长曲线图4 人工自然温度条件下培养葛仙米的生长曲线在春季自然温度条件下培养葛仙米的生长曲线见图4,葛仙米生长速度较快,最大比生长率出现在第九天,而且生长曲线符合对数生长曲线。更换培养基促进了葛仙米的生长,葛仙米的生长态势良好。图5 用于液体培养的葛仙米藻种镜检图片(放大400倍)图6 液体培养一个月后葛仙米镜检图片(放大400倍)2.3 藻体外部形态颜色以及显微结构的变化液体培养初期球体不明显,显绿色;15d后开始出现明显的球体并开始出现多联体,颜色加深逐渐变成深绿色;25d后大量出现多联体与较微小的球体,颜色进一步加深变成褐色。液体培养30d后镜检与初始培养藻种镜检结果分别见图5和图6,葛仙米从形态结构上看与藻种基本相同,异形胞明显。3 讨论研究方式采用固体培养及春季自然温度条件下液体培养两种方式。葛仙米为蓝藻门念珠藻属的一种具有自养固氮能力的微生物,其它异养菌类很难从葛仙米培养基获得营养物质,葛仙米能在半无菌状态下生长。葛仙米在丝状体上相隔一定距离可产生异形胞,在两个异形胞之间,或者由于丝状体某些细胞的死亡,将丝状体分成许多小段,每一小段即形成一个藻殖段,藻殖段经过细胞分裂增加长度进而发育成成熟的藻丝体 3。春季自然温度条件培养的葛仙米起始的颜色一般为深绿色,培养一段时间后球体很快呈现褐色,这与严格实验控制条件只为深绿色3 明显是不同的,而与自然条件6却十分相似都为褐色。主要原因可能是球体生物量积累到一定程度后并且受到这个适合其生长的变化的温度而综合的表现出来的一种现象。培养中多联体及微球体的出现则可能是培养液频繁更换使葛仙米处于对数期生长而表现出的一种快速增长。在春季自然温度条件下,葛仙米生长的形态结构与天然野生葛仙米基本相似,生长状况良好(见图4)。从生长曲线看,葛仙米生长速率较快,说明这种培养条件适合葛仙米的生长。此项研究的条件较其它实验 3 更接近自然状况,成本较低,是一种较好的培养方法,为今后人工自然培养技术的优化提供了参考。参考文献:1 陈德文,汪兴平,潘思轶.葛仙米的研究现状及应用前景J.食品科学,2003,24(11):153156.2 莫开菊,谢笔均,汪兴平,等.葛仙米多糖的提取、分离与纯化技术研究 J.食品科学,2004,25(10):103108.3 程超,莫开菊,汪兴平.葛仙米生长及繁殖条件的探讨J.湖北民族学院学报(自然科学),2003,21(4):1417.4 L iu J Y.Studieson the C O2ConcentratingMechanism and Ecophysiology of the Edible Cyanobacterium Ge-Xian-MiD.武汉:华中农业大学生命科学学院,200415 李运广,高坤山.盐胁迫对地木耳和葛仙米生理生化特性的影响J1水生生物学报,2003,27(3):219213.The cultiva tion ofNostoc sphaeroidesktzingQ IU Chang2en1,WANG Teng2,LU Gao2fei2,ZHONG Xiao2ling2,CHEN Zhi2fen2,YANGMin2,TIAN Shui2xiu2,L IU Fang2,L I Yang2(1.College ofLife Science,HubeiNor mal Universty,Huangshi435002,China;2.College of Life Science,Hubei NormalUniversty,The students of Grade 2005,Huangshi435002,China)Ab stract:U singNostoc sphaeroidesktzing as experi mentmaterial,the gr owth、mo r phostruture and microstructure of theNostocsphaeroidesktzing were studied under the natural temperature of spring.TheNostoc sphaeroidesktzing growed fast and themaximum growth rate appeared at the ninth day with the exchanging of the medium.A s the time going,the morphostrutureand colournessofNostoc sphaeroidesktzing were change a lot;and the heterocyst could be observed obviousely.The resultsindicate that theNostoc sphaeroidesktzing could be cultivated nor mally under the natural temperature of spring.Key words:Nostoc sphaeroidesktzing;heter ocyst;natural temperature culture;mor phological characteristic7