谈富集光合细菌培养基的优化研究
论文关键词:光合细菌 培养基 正交实验
论文摘要:采用正交实验设计,对一种富集光合细菌的培养基进行优化,试验结果表明:酵母膏和NaHCO3在培养基中的浓度对富集红螺菌科的光合细菌有显著的影响。若以达到相同生长量(OD660值)做指标,应用优选出来的培养基进行富集比原培养基要提前5~6 d。
光合细菌(PSB)是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。研究应用的实践表明,光合细菌中的红螺菌科能利用多种硫化物和有机物作为其光合作用的供氢体和有机碳源,在高浓度的有机废水处理与资源化、水产养殖的水质调控与促进健康生长、在中作为高效活性菌肥等方面,发挥着十分有益的和令人瞩目的作用[1]。光合细菌的推广和应用,需要合适的培养基质,但目前经典的用于富集红螺菌科光合细菌的`培养基(小林达治1977)[2]平均富集的时间为2~8周,且存在培养基成分种类多,较高的缺点。为此,笔者在教学实践中,对其进行应用型优化设计,旨在为高活性光合细菌的推广应用提供一定的帮助。
1 和方法
1.1 样品和菌种来源
光合细菌样品来自湛江港岸潮间带表层沉积物、湛江湖光岩附近奶牛养殖场和鸭塘的污水和底泥中。共分离出3种红螺菌科菌株:沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)、荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)、红螺菌(Rhodospirillumsp.),沼泽红假单胞菌为优势菌群,故选沼泽红假单胞菌为本试验菌种。
1.2 培养基
富集培养基采用《微生物学实验教程》[2]中配方:氯化铵0.1 g,碳酸氢钠0.1 g(5%水溶液,过滤除菌取2 ml加入),磷酸氢二钾0.02 g,乙酸钠0.1~0.5 g(取0.3 g),七水硫酸镁0.02 g,氯化钠0.05~0.2 g,(取0.2 g)生长因子1ml,微量元素溶液1ml,蒸馏水97 ml,pH 7.0。
1.3 方法
1.3.1 富集培养基的初步优选
1.3.1.1 NaHCO3利用试验 在试验过程中发现:适当的提高NaHCO3浓度,可缩短富集的时间。为探索其中量的关系,笔者做如下试验设计:取灭菌的富集培养基以250 ml/瓶装入医用点滴瓶中,上铺一层无菌液体石蜡, NaHCO3过滤除菌后依比例0.1%,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%加入。每种培养条件做2个重复。沼泽红假单胞菌(7.4×108个/ml)接种量为2%, 30℃,3000 lx光照强度下连续培养6d,每天在660 nm处测定其光密度OD值,以不加碳酸氢钠的培养基接种做对照。
1.3.1.2 酵母膏对光合细菌生长的影响 红螺菌科光合细菌生长需要硫胺素、生物素等生长因子。为此,在培养基中添加一定量的酵母膏能促进光合细菌生长。将富集培养基中的生长因子和微量元素溶液分别用蒸馏水替代,酵母膏分别以0.01%,0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%添加。同1.3.1.1接种培养3 d后,测定其OD660值。
1.3.2 改良培养基组成成分的正交试验设计[3]为研究NaHCO3和酵母膏浓度对富集培养基的综合效应及和作为氮源的NH4Cl有无交互作用,采用L8(27)正交试验设计(如表1),富集培养基100 ml,去除其中的生长因子和微量元素溶液
1.3.3 优化培养基的确立分别从湛江港岸潮间带表层、湛江湖光岩附近奶牛养殖场及鸭塘取淤泥、污水若干。50 g淤泥及100 ml污水装入500 ml具塞磨砂广口瓶,每个样品4瓶。2瓶添加200 ml改良的富集培养基,另外2瓶添加原富集培养基。搅拌均匀后,加入灭菌的液体石蜡以隔绝空气。25~35℃下用5000~10000 lx(距40 W白炽灯15~50 cm)的光照强度连续培养18 d,观察记录两种富集培养基富集培养过程中光密度(OD660)变化。
2 结果与分析
2.1 富集培养基的初步优选结果
2.1.1 NaHCO3利用试验
随着NaHCO3浓度的增加,菌株到达稳定生长期的时间缩短。NaHCO3浓度<2%时,菌体生长浓度随NaHCO3浓度增加而增大。2%时,光密度值最大。说明此时光合细菌的生长条件最为适合(见图1)。