Vol.27 No.4 闫海等：小球藻的筛选和异养培养 411· 80 13.8gL4 60 ◆27.5gL 10 ◆41.3g-L 61.9gL1 ◆一氯化铵 40 ■尿素 ☆一硝酸钾 ◆一酵母粉 据 20 0 2 3 2 时间d 时间d 图7不同碳氮比对小球藻生长的效应 图6不同氨源下小球藻培养物中pH变化 Fig.7 Effects of different carbon-nitrogen ratios on the growth of Fig.6 Changes in pH of Chlorella sp culture solution using differ- Chlorella sp ent nitrogen sources 养培养条件下，大约有50%的葡萄糖会转化为二 别添加了不同初始质量浓度的葡萄糖，使碳氮质 氧化碳，也就是说只有50%左右的葡萄糖能够被 量比分别为5：1,101,15：1和20：1.图7表明，葡萄 藻类利用，因此在异养培养小球藻过程中的碳氨 糖初始质量浓度高者在实验开始第一天时，小球 质量比应该在10以上，这与本文得到的结果（图 藻的生长少，说明尽管葡萄糖可以作为支持筛选 )基本一致.在批量培养没有进行流加和没有 小球藻异养生长的有机碳源，但较高的葡萄糖初 H控制条件下，一般小球藻细胞干重浓度都在 始质量浓度会抑制小球藻的生长.当葡萄糖初始 10gL以下，而筛选出的小球藻在同样条件 质量浓度分别为13.8和27.5gL时，实验第二天 下细胞干重浓度却可以高达26gL'(ODm= 和第三天以后小球藻基本停止生长，其原因可能 73.8),说明筛选的小球藻有很强的异养生长能 是此时葡萄糖已被消耗到不足以支持小球藻继 力，具有非常重要的应用与开发前景， 续生长的地步.在葡萄糖初始质量浓度为61.9g ·L‘时，实验第三天以后小球藻的生长一直保持 3结论 最大，在实验结束的第五天ODm已高达73.8. 图7还显示，最终小球藻的生长在初始碳氨质量 (1)2004年5月从北京清河水中筛选出了一 比从5到20范围内随碳氮比的升高而增加，说明 株能够异养高速生长的藻类，藻细胞圆形，经初 碳源是决定小球藻最终生长量高低的主要因素， 步鉴定为小球藻. 同时也说明小球藻在缺氨情况下仍然可以保持 (2)在无光照异养批量培养条件下，尿素和硝 高速的生长， 酸钾是支持此筛选小球藻持续生长的较好氮源. Si等报道当葡萄糖初始质量浓度高于80 氯化铵虽然是藻类可利用的较好氮源，但其被利 gL1时会对小球藻的生长产生抑制，本研究表 用时会导致pH的迅速降低，因此明显抑制了小 明当葡萄糖初始质量浓度大于本实验中最低质 球藻的进一步持续生长. 量浓度13.8gL时就会影响小球藻的生长，因 (3)当葡萄糖和硝酸钾分别作为小球藻生长 此在全自动发酵罐发酵培养小球藻过程中，依据 的碳源和氮源时，在碳氮质量比从5到20范围 小球藻的生长状况对葡萄糖进行流加补给，是避 内，小球藻的生长随碳氮质量比的升高而明显增 免过高葡萄糖浓度抑制小球藻生长的较好方法. 加，最高ODm达73.8，对应藻细胞干重浓度达 张丽君等认为在葡萄糖和硝酸钾分别作为小 26gL. 球藻生长的碳源和氨源时，碳氮质量比维持在4 到5之间是一种比较优化的控制条件，而本实验 参考文献 结果表明碳氮质量比保持在10以上更好（图7）. []中国农业科学院资料室编译.国外小球藻的实验和研究 上海：上海科学技术出版社，1961.256 一般来说碳占藻干重的49%~70%，而氮占藻干 2]陈峰，姜悦。微藻生物技术.北京：中国轻工业出版社， 重的1%~11%，碳氨质量比在5以上.因为在异 1999.55￾￾￾ 一 ￾￾￾￾ ￾ ￾ 闻海 等 ￾ 小 球 藻 的筛 选 和 异 养 培 养 氯化按 尿素 硝酸钾 酵母粉 ￾￾￾￾￾ ， ￾ ’￾ ￾ 一 ’ 『￾尸 ￾ ￾几 ￾ ￾ 一 ’ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ · ￾一 ￾ 犷一一一 ￾ 一 ￾’ ‘ ￾ ￾ ‘ 广七 声歼犷一 ￾ 尸￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ 尸￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾一￾ ￾，，一月 ￾︹ 拟澎率州、自￾吕，￾ ￾ 匕￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ 时 间￾ 图 ￾ 不 同 氮源 下 小 球藻培 养 物 中 ￾￾ 变 化 ￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾左恤￾￾￾￾￾￾￾ 代 ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾ 月巴￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ 时 间￾ 图 ￾ 不 同 碳氮 比对 小 球藻 生 长 的效应 ￾￾ ￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾月兔代￾ ￾￾￾￾￾一￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ 〔滋勿理刁恤 ￾￾ 别添 加 了不 同初 始质 量浓 度 的葡萄糖 ， 使碳氮 质 量 比 分 别 为 ￾ ￾ ， ￾￾￾ ， ￾￾ ￾和 ￾￾￾ ￾ 图 ￾表 明 ， 葡 萄 糖初 始质 量浓 度 高者 在 实验 开 始 第 一 天 时 ， 小球 藻 的生长 少 ， 说 明尽 管葡 萄糖 可 以作 为支 持 筛选 小球 藻异养 生 长 的有机 碳源 ， 但 较 高 的葡 萄 糖初 始 质 量浓 度 会 抑 制 小球 藻 的生 长 ￾ 当葡 萄糖 初 始 质 量浓度 分 别 为 ￾￾ ￾ ￾和 ￾ ￾ ￾￾ · ￾ 一 ’时 ， 实验 第 二 天 和 第 三 天 以后 小球 藻 基 本停 止 生 长 ， 其 原 因可 能 是 此 时葡 萄 糖 己 被 消 耗 到 不 足 以支 持 小 球 藻 继 续 生 长 的地 步 ￾ 在 葡 萄 糖 初 始 质 量 浓 度 为 ￾ ￾ ￾ ￾ · ￾ 一 ， 时 ， 实验 第 三 天 以后 小球 藻 的生 长 一 直 保 持 最 大 ， 在 实验 结束 的第 五 天 ￾￾￾。 ￾ 己 高 达 ￾ ￾ ￾ ￾ 图 ￾还 显 示 ， 最 终 小球 藻 的生 长 在 初 始 碳 氮 质 量 比从 ￾到 ￾￾范 围 内随碳 氮 比 的升 高而 增 加 ， 说 明 碳 源 是 决 定 小球 藻最 终 生长 量 高低 的主 要 因素 ， 同 时 也 说 明 小球 藻 在 缺 氮 情 况 下 仍 然 可 以保 持 高速 的 生 长 ￾ ￾￾ 等 ‘￾ 报 道 当葡 萄 糖初 始 质 量 浓度 高 于 ￾ ￾ · ￾ 一 ， 时会 对 小球 藻 的生 长 产 生 抑 制 ， 本研 究表 明 当葡 萄 糖 初 始 质 量 浓 度 大 于 本 实验 中最 低 质 量 浓 度 ￾ ￾ ￾ ￾ · ￾ 一 ， 时 就 会 影 响 小球 藻 的生 长 ， 因 此 在全 自动 发 酵 罐 发 酵培 养 小球 藻过 程 中 ， 依据 小球 藻 的生长 状 况对 葡 萄糖进 行 流 加 补 给 ， 是避 免过 高葡 萄糖 浓度 抑 制 小球 藻 生 长 的较 好 方 法 ￾ 张丽 君 等 『￾ 认 为在 葡 萄糖 和 硝 酸钾 分 别 作 为 小 球 藻 生 长 的碳 源 和 氮源 时 ， 碳 氮质 量 比维 持 在 ￾ 到 ￾之 间是 一 种 比 较 优 化 的控 制 条 件 ， 而 本 实验 结 果 表 明碳 氮 质 量 比 保 持 在 ￾ 以上 更 好 ￾图 ￾ ￾ 一 般 来 说 碳 占藻 干 重 的 ￾￾一 ￾ ￾ ， 而 氮 占藻 干 重 的 ￾￾一 ￾ ￾ ‘￾， 碳 氮 质 量 比在 ￾ 以上 ￾ 因 为在 异 养 培 养 条 件 下 ， 大 约 有 ￾ ￾ 的葡 萄糖 会 转 化 为二 氧 化碳 ， 也 就 是 说 只 有 ￾ ￾ 左 右 的葡 萄 糖 能够 被 藻类 利 用 ， 因此 在 异养培 养 小球 藻过 程 中的碳 氮 质 量 比应 该在 ￾ 以上 ， 这 与本 文 得 到 的结 果 ￾图 ￾ 基 本 一 致 ￾ 在 批 量 培 养 没 有 进 行 流 加 和 没 有 ￾￾ 控 制 条 件 下 ， 一 般 小球 藻 细 胞 干 重 浓 度 都在 ￾ ￾ · ￾ 一 ， 以下 〔￾ ， 而 筛 选 出的小球 藻 在 同样 条 件 下 细 胞 干 重 浓 度 却 可 以 高 达 ￾ ￾ · ￾ 一 ￾￾￾￾。 ￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾ ， 说 明筛 选 的小 球 藻 有 很 强 的异 养 生 长 能 力 ， 具 有 非 常 重 要 的应 用 与 开 发 前 景 ￾ ￾ 结 论 ￾￾￾￾ 年 ￾月 从 北 京清 河 水 中筛选 出 了 一 株 能够 异 养 高速 生 长 的藻类 ， 藻 细 胞 圆形 ， 经 初 步鉴 定 为 小球 藻 ￾ ￾￾在 无 光 照 异养批量 培养 条件 下 ， 尿 素 和 硝 酸 钾 是 支 持 此筛选 小球 藻 持 续 生 长 的较 好 氮源 ￾ 氯 化钱 虽 然 是藻类 可利 用 的较 好氮 源 ， 但 其被 利 用 时会 导致 ￾￾ 的迅速 降低 ， 因此 明显 抑 制 了小 球 藻 的进 一 步 持 续 生 长 ￾ ￾￾当 葡 萄 糖 和 硝 酸 钾 分 别 作 为 小球 藻 生 长 的碳 源 和 氮 源 时 ， 在碳 氮 质 量 比从 ￾到 ￾ 范 围 内 ， 小球 藻 的 生 长 随碳 氮质 量 比 的升 高而 明显 增 加 ， 最 高 ￾￾￾。 。 达 ￾ ￾ ￾ ， 对 应 藻 细 胞 干 重 浓度 达 ￾￾ ￾’ ￾ 一 ， ￾ 参 考 文 献 【￾ 中 国农 业 科 学 院 资 料室 编 译 ￾ 国外 小球 藻 的 实验 和 研 究 ￾ 上 海 ￾ 上 海 科 学 技 术 出版 社 ， ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ 陈 峰 ， 姜悦 ￾ 微 藻生 物 技术 ￾ 北 京 ￾ 中国轻工 业 出版 社 ， ￾￾￾￾ ￾ ￾￾