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1、紫色非硫光合细菌培养基条件优化的研究摘要:采用光合细菌中的紫色非硫细菌为材料,通过单因素试验和正交试验分析了其对碳源、氮源、酵母膏和复合无机盐的利用能力.结果表明,乙酸钠和酵母膏对紫色非硫细菌的生长影响达到显著水平;其优化培养基为每升中含乙酸钠3g、氯化铵3g、酵母膏0.1g,复合无机盐溶液1mL,这为快速培养高活性光合细菌奠定了基础.关键词:光合细菌;培养基优化;正交试验光合细菌(photosyntheticbacteria;PSB)是一种能以光作能源并以二氧化碳或小分子有机物作碳源、以硫化氢等作供氢
2、体,行完全自养性或光能异养性生长但不产氧的一类微生物的总称[1].它是细菌中最为复杂的菌群之一,在自然界中分布极广,只要有水和光存在,不论其环境为好气性还是攘气性均能生存繁殖,是一种生命力极强的菌体[2].目前所知的光合细菌可分为着色杆菌科、外硫红螺菌科、紫色非硫细菌、绿色硫细菌、多细胞丝状绿细菌、螺旋杆菌科、含细菌叶绿素的专性好氧菌等7大类群[3].光合细菌菌体含有丰富的蛋白质、氢基酸、维生素、抗病毒活性因子、辅酶Q以及多种生理活性物质,其用途极为广泛[4].在水产养殖和畜牧业上可以作为动物的优质饵料
3、和饲料[5];在污水处理上可以有效去除废水中的有机物、氮、磷和硫化物等有害物[6];在农业上可以作为一种高效菌肥,对增进土壤肥力等方面有重要作用[7].另外,最备受关注的是光合细菌具有产氢不放氧,且产氢纯度高等特点,被认为是很有希望的绿色氢来源之一[8].光合细菌的推广和应用,需要合适的培养基质,但目前用于培养光合细菌的培养基具有平均富集时间较长、培养基成分种类多以及成本较高等缺点,限制了光合细菌在生产上的广泛应用.为此,本文以光合细菌中的紫色非硫细菌为材料,对其培养基条件的优化进行了研究,为高活性光合
4、细菌的推广应用提供理论基础.1材料与方法1.1菌种来源光合细菌)))紫色非硫光合细菌由广西南宁助农种养技术服务部提供.1.2培养基的制备优化培养基试验采用《微生物学实验教程》[9]中细菌培养基的基本配方,其组成如下:NH4Cl1g,丁二酸钠1g,KH2PO40.2g,MgSO4#7H2O0.005g,Na2CO30.2g,酵母膏0.1g,复合无机盐溶液1mL,水1000mL,pH=7.0.复合无机盐溶液组成为:EDTA0.5g,FeSO4#7H2O0.2g,ZnSO4#7H2O0.01g,硼酸0.03g
5、,MnCl2#4H2O0.003g,CaCl2#2H2O0.02g,NiCl2#6H2O0.002g,CuCl2#2H2O0.001g,Na2MoO4#2H2O0.003g,水100mL,HCl调pH=3.0.1.3接种选择菌种活性度大,即色泽呈凿红色,菌液中菌体分布均匀未见有下沉现象,光密度高的菌液选作菌液母剂.接种后3~5d内,若发现菌液转为红色较慢,或菌体发生下沉,说明其活性减弱,需重新配制培养基,选用活性较强的菌种进行接种.1.4培养条件以质量浓度5%的接种量将菌种接种于300mL小口试剂瓶中,
6、在光照培养箱中800~1500lux光照强度下厌氧培养,pH=7.0,温度30e,培养时间为5d[10].光合细菌培养可观察到其颜色随着时间变化为:无色→粉红→红色→深红.一般在第2天时转为粉红色,第3、4天变为红色,到第5天即可达到深红,故本试验选择的培养时间为120h.1.5菌种光密度值测定经培养一定时间后的菌液,用721型分光光度计测定其在660nm处的OD值即可得知细菌的生长密度,以此来判断菌种的生长状况.1.6碳氮源优化以蔗糖、淀粉、乙酸钠、柠檬酸钠4种碳源,分别替换培养基中的丁二酸钠配置培养
7、基,以氯化氨、硫酸氨、蛋白胨、硝酸钠4种氮源,分别替换培养基中的氯化氨配置培养基.1.7正交试验根据单因素试验的结果设计了4因素3水平(乙酸钠、氯化铵、酵母膏、复合无机盐)的正交分析表,试验设计如表1.表14因素3水平正交分析表处理号Q乙酸钠Q氯化氨Q酵母Q复合无机盐11(0.2%)1(0.3%)1(0.01%)1(0.1%)21(0.2%)2(0.4%)2(0.03%)2(0.2%)31(0.2%)3(0.5%)3(0.05%)3(0.3%)42(0.3%)1(0.3%)2(0.03%)3(0.3%)
8、52(0.3%)2(0.4%)3(0.05%)1(0.1%)62(0.3%)3(0.5%)1(0.01%)2(0.2%)73(0.4%)1(0.3%)3(0.05%)2(0.2%)83(0.4%)2(0.4%)1(0.01%)3(0.3%)93(0.4%)3(0.5%)2(0.03%)1(0.1%)2结果与分析2.1不同碳源对菌种生长的影响以质量浓度均为0.1%的蔗糖、淀粉、乙酸钠和柠檬酸钠4种有机化合物分别作为光密度值为0.15紫色非硫光
