地木耳人工培養(yǎng)及不同鐵源的影響

李賢煜 李 砧 馮 佳 謝樹蓮

（1.山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.太原師范學(xué)院 生物科學(xué)系，山西 太原 030031）

地木耳人工培養(yǎng)及不同鐵源的影響

李賢煜1李 砧2馮 佳1謝樹蓮1

（1.山西大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006；2.太原師范學(xué)院 生物科學(xué)系，山西 太原 030031）

以BG－110液體和固體培養(yǎng)基相結(jié)合的方法，對(duì)地木耳進(jìn)行人工培養(yǎng)，觀察地木耳生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程，并比較不同鐵源對(duì)其生長(zhǎng)的影響.結(jié)果表明，在pH為8.0的條件下，能有效抑制雜藻和雜菌的生長(zhǎng)，有利于地木耳的培養(yǎng)，在檸檬酸鐵銨或硫酸亞鐵質(zhì)量濃度0.018 g／L的培養(yǎng)基上，地木耳生長(zhǎng)最好.

地木耳；人工培養(yǎng)；鐵源；pH

地木耳（NostoccommuneVauch.），又叫地皮菜、地軟或普通念珠藻，屬藍(lán)藻門，念珠藻科.一般地皮菜藻體呈片狀，為肉眼可見的膠狀擴(kuò)展群體，藻絲由50～170個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和異形胞組成，在膠鞘內(nèi)無(wú)規(guī)則地排列.該種生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，在我國(guó)分布較廣，從海拔3 000 m以上的高山到低地平原，從－40℃的低溫到30℃以上的高溫，都可以生長(zhǎng)［1－2］.

地皮菜在許多方面有極高的應(yīng)用價(jià)值.該種營(yíng)養(yǎng)豐富，富含人體必須的多種氨基酸、微量元素和維生素，是人們的席上佳肴、健康飲品和食品，并可入藥，對(duì)某些疾病有獨(dú)到的療效，在《本草綱目》、《中國(guó)醫(yī)學(xué)大辭典》中有記載［3］.它還具有生物固氮作用，可作為生物肥料.

對(duì)地皮菜的研究，過(guò)去多集中于其生理、生態(tài)、生化以及營(yíng)養(yǎng)成分等方面，而對(duì)其人工培養(yǎng)的相關(guān)報(bào)道甚少［1，2，4－7］.主要原因是由于其生長(zhǎng)與pH 值、含水量、含鹽量、溫度等諸多因素有關(guān)，培養(yǎng)條件不易控制.也正因?yàn)槿绱?，使地皮菜這一優(yōu)質(zhì)食用資源的利用受到了限制.同時(shí)，由于過(guò)度采收，其野生資源正面臨逐漸減少的趨勢(shì).本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)地皮菜進(jìn)行了人工培養(yǎng)并研究了培養(yǎng)基中微量元素鐵的不同鐵源及濃度對(duì)其生長(zhǎng)的影響，以求尋找合適可行的培養(yǎng)條件，為其開發(fā)利用和有效保護(hù)提供理論基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用地木耳藻種采購(gòu)于太原五龍口市場(chǎng)，藻種呈棕褐色，形狀為片狀.

1.2 培養(yǎng)基

培養(yǎng)基采用BG－110培養(yǎng)基.修正的BG－110培養(yǎng)基分別以硫酸亞鐵和氯化鐵代替檸檬酸鐵銨.固體培養(yǎng)基添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的瓊脂.以1 mol／L的NaOH調(diào)節(jié)pH，控制pH值在8.0.

1.3 方法

1.3.1 液體培養(yǎng)

地皮菜藻種用蒸餾水清洗3～4次，隨后浸泡于BG－110培養(yǎng)液中8～11 h.稱重，然后用玻璃勻漿器勻漿，制成勻漿液，質(zhì)量濃度2.0 g／L.將藻種勻漿液置于10 L的玻璃培養(yǎng)瓶中，25℃下通氣培養(yǎng).光暗比為14 h∶10 h.每10 d補(bǔ)充一次培養(yǎng)液.實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)［8］.

1.3.2 固體培養(yǎng)

按照1.3.1的方法制備藻種勻漿液.無(wú)菌條件下每個(gè)平板接種1 m L勻漿液，涂布棒涂勻，置于人工氣候箱中靜置培養(yǎng).光照條件為16 h，25℃，光照度4 000lx.黑暗條件為8 h，12℃［6，9，10］.每實(shí)驗(yàn)組設(shè)置3個(gè)重復(fù).

1.4 形態(tài)觀察

挑取培養(yǎng)的群體，以O(shè)LYMPUS－BX51顯微鏡觀察并照相.

2 結(jié)果與分析

2.1 地皮菜在液體培養(yǎng)基條件下的發(fā)育過(guò)程

干燥時(shí)的地皮菜外形不同于同屬的葛仙米（Nostocsphaeroides）和發(fā)菜（N.flagelliforme）［11－13］，形如木耳，黑色或棕褐色，片狀.遇水后，藻體吸水膨脹.將藻體壓碎，在顯微鏡下觀察，可見藻體由多數(shù)呈念珠狀的藻絲組成，藻絲單列細(xì)胞（圖1a）.

液體培養(yǎng)8～10 d后，培養(yǎng)物出現(xiàn)少許綠色，觀察發(fā)現(xiàn)原先棕黃色的藻絲中開始出現(xiàn)綠色的藻絲（圖1b）.約15～20 d后，培養(yǎng)物基本呈綠色，顯微鏡觀察到新發(fā)育的短而直的藻絲，經(jīng)過(guò)連續(xù)細(xì)胞分裂后，長(zhǎng)度明顯增加，并呈現(xiàn)彎曲狀，細(xì)胞體積增大，膠質(zhì)趨于減少（圖1c）.之后，培養(yǎng)液中肉眼可見的綠色團(tuán)塊絮狀物增多.約30 d后出現(xiàn)大小不等的球形藻體，直徑在10～230μm之間，大多為150μm左右.藻絲細(xì)胞直徑2.5～6.5μm，并出現(xiàn)了異形胞，直徑5～10μm（圖1d）.繼續(xù)培養(yǎng)，藻體生長(zhǎng)，直徑增加到0.5～2 mm不等（圖1e）.再經(jīng)過(guò)10～20 d的培養(yǎng)，藻體直徑可超過(guò)8 mm（圖1f）.持續(xù)培養(yǎng)至60 d左右，球形藻體達(dá)到最大直徑，約15 mm，中空，透明狀，容易貼壁（圖1g）.再繼續(xù)培養(yǎng)，藻體直徑不再增加，較大的藻體出現(xiàn)破裂（圖1h）.

2.2 固體培養(yǎng)基中不同鐵源對(duì)地皮菜生長(zhǎng)的影響

表1是培養(yǎng)基中不同鐵源的質(zhì)量濃度水平

表1 地皮菜培養(yǎng)基中不同鐵源及質(zhì)量濃度 g／L

經(jīng)培養(yǎng)后，培養(yǎng)基中生長(zhǎng)明顯可見的綠色藻落.不同鐵源及濃度地皮菜固體培養(yǎng)生長(zhǎng)情況見表2.從中可知，在檸檬酸鐵銨或硫酸亞鐵濃度0.018 g／L的培養(yǎng)基上，地木耳生長(zhǎng)最好.

表2 地皮菜在不同鐵源及質(zhì)量濃度培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況

3 討論

pH是影響藻類有關(guān)生長(zhǎng)代謝等許多生理過(guò)程中的一個(gè)重要因子，地木耳也不例外.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，pH值對(duì)其液體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)有影響.培養(yǎng)基的pH在7左右，即近中性時(shí)，藻株盡管能生長(zhǎng)，但同時(shí)能生長(zhǎng)的雜藻數(shù)量也比較多.原因可能是近中性的環(huán)境比較適合多種藻類的生長(zhǎng)（如膠須藻、顫藻等）.地木耳的野外生長(zhǎng)環(huán)境指示堿性條件，所以本實(shí)驗(yàn)控制培養(yǎng)基在pH值為8.0時(shí)，結(jié)果證明能在一定時(shí)間內(nèi)抑制了其他藻類的生長(zhǎng).

從生長(zhǎng)的速度上看，液體充氣培養(yǎng)方式明顯優(yōu)于固體培養(yǎng)，所以，若要擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)首選液體培養(yǎng)基培養(yǎng).

許多文獻(xiàn)對(duì)念珠藻屬藻類的培養(yǎng)從不同角度進(jìn)行過(guò)研究［8－15］，包括各種元素對(duì)其生長(zhǎng)的影響，而這其中很少涉及到鐵元素.事實(shí)上，鐵元素對(duì)葉綠素蛋白的影響非常顯著，植物缺鐵時(shí)葉綠素蛋白含量明顯下降，這是由于缺鐵會(huì)導(dǎo)致葉綠素合成前提－吡咯環(huán)和卟啉環(huán)的合成受阻，從而導(dǎo)致葉綠素合成減少，尤其在偏酸性條件下，不利于Fe2＋和Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化，所以使得植物本身生長(zhǎng)減緩［15］.鐵鹽吸收的好壞，對(duì)其生長(zhǎng)有至關(guān)重要的作用.因此，本實(shí)驗(yàn)初步研究了不同鐵鹽及濃度對(duì)地木耳培養(yǎng)的影響.此外，作為一種健康食品，考慮到Fe2＋更易被人體吸收，采用含二價(jià)鐵鹽（如硫酸亞鐵等）的培養(yǎng)基更有意義.

［1］李敦海，劉永定.近十年中國(guó)地木耳研究概況［J］.水生生物學(xué)報(bào)，2003，（4）：408-412

［2］紀(jì)麗蓮，李文謙，趙玉萍.盱眙地皮菜的液體培養(yǎng)研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，（1）：159-161

［3］夏建榮，高坤山.球形念珠藻的生化組分分析［J］.武漢植物學(xué)研究，2002，20（3）：223-224

［4］畢潤(rùn)成，閆桂琴.山西南部地木耳群落特征及其資源分布的研究［J］.武漢植物學(xué)研究，1999，17（3）：239-243

［5］Potts M，Whitton B A.The Ecology of Cyanobacteria［M］.Kluwer Academic publishers，2004

［6］趙良忠，段林東.念珠藻室內(nèi)培養(yǎng)研究［J］.邵陽(yáng)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào).1999，（1）：49-53

［7］鄧中洋，胡征宇，況琪軍，等.地木耳規(guī)?；囵B(yǎng)的初步研究［J］.武漢植物學(xué)研究.2004，22（6）：578-580

［8］趙學(xué)敏，畢永紅，胡征宇.不同培養(yǎng)基對(duì)發(fā)菜細(xì)胞生長(zhǎng)和光合活性的影響［J］.武漢植物學(xué)研究.2005，23（4）：332-336

［9］高彥儀，郝 燕.NFMG法培養(yǎng)發(fā)菜的研究［J］.中國(guó)沙漠.1999，19（4）：407-410

［10］朱乘婧，曾義斌，張文君，等.發(fā)菜人工培養(yǎng)途徑初探［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2002，（3）：221-233

［11］鄧中洋，況琪軍，胡征宇.葛仙米室內(nèi)規(guī)模化培養(yǎng)、群體顯微結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)成分分析［J］.武漢植物學(xué)研究，2006，24（5）：481-484

［12］Gao K S.Chinese studies on the edible blue－green alga，Nostco flagelligorme：a review［J］.J.Appl.Phycol.，1998，（10）：37-49

［13］梁文裕，孫蘭芳，趙 輝，等.發(fā)菜液體培養(yǎng)的初步研究［J］.寧夏農(nóng)林科技，2005，（5）：6-8

［14］畢永紅，胡征宇.溫度、營(yíng)養(yǎng)和光強(qiáng)對(duì)發(fā)狀念珠藻生長(zhǎng)的影響［J］.過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2004，3（4）：245-249

［15］程 超，莫開菊，汪興平.葛仙米生長(zhǎng)及繁殖條件的探討［J］.湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（4）：14-17

Studis on Artificial Cultivation ofNostocCommuneVauch.and Effects of Different Iron Sources

Li Xianyu1Li Zhen2Feng Jia1Xie Shulian1
（1.School of Life Science，Shanxi University，Taiyuan 030006；2.Department of Biology，Taiyuan Normal University，Taiyuan 030031，China）

NostoccommuneVauch.was artificial cultivated under combination of methods of BG－110 solid culture medium and liquid culture medium in the laboratory.The growth and development process were observed.The effects of different sources to growing of N.communewere compared.The results showed that N.communegrew well and other algae and bacteria were inhibited in the situation of pH 8.0.N.communegrew well on the media with 0.018 g／L ferric ammonium citrate or FeSO4.

NostoccommuneVauch.；artificial cultivation；iron sources；pH

張麗萍】

1672-2027（2011）03-0136-04

Q554

A

2010-11-23

山西省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（2006031036）、工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（20100321107）.

李賢煜（1984-），男，山西昔陽(yáng)人，山西大學(xué)博士研究生，主要從事植物資源的研究.