全 文 ：书doi:10． 3969 / j． issn． 1001 － 1994． 2012． 02． 001
收稿日期:2011 － 09 － 29
作者简介:李炳乾(1982—) ，男，助理工程师，主要从事饵料微藻养殖和卤虫质量检测工作。
项目资助:本项目得到天津塘沽科委发展资金资助(2009CG11 － 06)。
小新月菱形藻
生长条件及半连续培养条件研究
李炳乾1、2 刘颖芬1、2 刘洪岩1 辛乃宏1、2 尹卫强1
(1 中盐制盐工程技术研究院，天津 300450;2 天津滨海索尔特生物技术中心，天津 300450)
摘 要:为研究温度、光照和营养盐对小新月菱形藻生长的影响，设计了 5 个温度，3 个光照度，各种营养
盐各 4 个浓度以及 6 个更新率，进行了小新月菱形藻的培养试验。结果表明:小新月菱形藻的最佳生长温
度为 15 ～ 20 ℃，最佳光照度为 5000 lx，氮、磷、硅、铁的最佳浓度依次为 300、15、120、1． 575 mg /L;当温度高
于 30 ℃或者光照度大于 10000 lx时，小新月菱形藻均不能生长。对小新月菱形藻进行半连续培养条件的
研究发现，小新月菱形藻在 6 个不同的更新率(25 %、30 %、35 %、40 %、45 %和 50 %)条件下均能完成
半连续培养。根据不同更新率下的细胞密度和实际生产中的培养密度，建议采收率在 40 % ～45 %。
关键词:小新月菱形藻;半连续培养;更新率
小新月菱形藻(Nitzschia closterium f． minutis-
sima)是新月菱形藻中的一个种类，俗称“小硅
藻”，在分类上隶属于硅藻门，羽纹纲，双菱形目，
菱形藻科，菱形藻属。小新月菱形藻的细胞形似
月牙，体积小、繁殖速度快，对环境有较强的适应
力。细胞内富含蛋白质、脂肪酸，特别是不饱和脂
肪酸(EPA)的含量较高，是水产经济动物鱼、虾、
贝类和海参良好的生物饵料，能促进幼体和亲体
的生长发育，增强幼体的抵抗力。近年来，市场的
需求引发了人们对小新月菱形藻培养技术的研
究。笔者根据几年来的微藻生产经验以及对小新
月菱形藻生长条件的研究探索，总结了小新月菱
形藻的最佳生长条件和半连续培养条件，旨在为
小新月菱形藻的生产性培养提供参考。
1 材料与方法
1． 1 藻种
来自中盐制盐工程技术研究院海洋生物研究
所藻种库。
1． 2 计数
以血细胞计数板在显微镜下计数。
1． 3 生长率计算
生长率(K)按 Fabregas 等［1］的公式计算:K
= (LnNt － LnN0)/(Ln2 × t)。
式中:K表示生长速率(1 /d) ;Nt 为试验结束
时细胞的密度;N0 为试验开始时细胞的密度;t 为
试验时间。
1． 4 培养
以 f /2 培养基为基础，在光照周期(L∶ D)为
14∶ 10 的条件下培养，培养体积为 5 L。进行半连
续培养实验时采用通气培养，定期收获一定比例
的藻液，同时补充等体积的新鲜藻液。
1． 5 试验设计
本试验在 5 个温度(10、15、20、25、30 ℃)、3
个光照度(2500、5000、10000 lx)和不同营养盐浓
度(见表 1)条件下完成小新月菱形藻生长条件的
摸索;同时设置了 6 个不同水平的更新率(25 %、
30 %、35 %、40 %、45 %、50 %)来研究半连续培
养条件，更新周期为 1 d。
55水产科技情报 2012，39(2)
表 1 营养盐浓度正交试验表
水平
因素 /mg·L －1
N P Si Fe
1 75 5 30 1． 575
2 150 10 60 3． 15
3 225 15 90 6． 3
4 300 20 120 12． 6
注:N、P、Si、Fe 分别代表 NaNO3、NaH2PO4·2H2O、Na2 SiO3·
9H2O、FeCl3·6H2O。
2 结果与分析
2． 1 温度对小新月菱形藻生长的影响
小新月菱形藻在不同温度下的生长情况见图
1。从生长曲线可以看出，小新月菱形藻在 15 ～
20 ℃的温度条件下生长最快，细胞密度在第 7 d
即可达到 6． 3 × 106 cells /mL。当温度超过 30 ℃
时，小新月菱形藻无法生长。笔者曾在 0 ～ 5 ℃条
件下培养过该藻，虽然仍可进行繁殖，但生长速度
较慢。这说明小新月菱形藻是一种耐低温微藻，
北方秋、冬季和春季较低的温度是培养该藻较好
的选择。
表 2 不同营养盐条件下细胞生长率、最高细胞密度和出现时间的比较
生长率 K1 K2 K3 K4 K5 K6 最高细胞密度/(× 106 cells /mL)
出现时间
/d
1 0． 963 0． 500 0． 223 0． 344 0． 020 － 0． 104 7． 2 5
2 1． 029 0． 577 0． 204 0． 240 0． 059 0． 045 7． 6 6
3 1． 005 0． 517 0． 488 0． 061 0． 058 － 0． 037 7． 8 6
4 0． 996 0． 623 0． 348 0． 083 0． 040 － 0． 018 7． 4 5
5 0． 954 0． 051 0． 732 0． 373 － 0． 100 － 0． 049 7． 5 4
6 0． 988 0． 348 0． 400 0． 097 0． 023 － 0． 092 7． 0 7
7 1． 161 0． 498 0． 350 0． 100 0． 129 － 0． 042 8． 2 5
8 1． 143 0． 463 0． 382 0． 082 0． 077 0． 019 7． 7 5
9 0． 963 0． 544 0． 481 0． 041 － 0． 128 － 0． 038 7． 1 4
10 1． 108 0． 413 0． 588 0． 112 0． 070 0． 038 8． 5 5
11 0． 988 0． 400 0． 778 0． 142 － 0． 105 － 0． 069 8． 6 4
12 0． 963 0． 676 0． 652 0． 176 0． 030 － 0． 116 9． 8 5
13 1． 005 0． 781 0． 555 0． 096 － 0． 096 － 0． 035 9． 4 4
14 1． 143 0． 691 0． 524 0． 032 － 0． 082 － 0． 050 9． 1 4
15 1． 161 0． 695 0． 451 0． 113 － 0． 032 － 0． 040 9． 3 4
16 1． 234 0． 288 0． 402 0． 279 0． 036 － 0． 149 8． 2 5
注:K1 为第 2 d的生长率，K2 是第 3 d的生长率，以此类推。
2． 2 光照对小新月菱形藻生长的影响
从小新月菱形藻在不同光照度下的生长曲线
(图 2)可以看出，该藻在 2500 ～ 5000 lx的光照条
件下生长较好，前 8 d细胞呈指数增长，然后进入
稳定期。当光照度大于 10 000 lx 时，则细胞不能
进行正常的生长繁殖。这说明小新月菱形藻的光
饱和点较低，不适合南方常年强光照的天气。
图 1 小新月菱形藻在不同温度下的生长情况
图 2 小新月菱形藻在不同光照度下的生长情况
65 水产科技情报 2012，39(2)
2． 3 营养盐对小新月菱形藻生长的影响
通过正交试验，从氮、磷、硅、铁 4 个因素入手
对小新月菱形藻的生长进行观察，这 4 种因素均
在不同程度上影响着该藻的细胞生长率和细胞密
度。通过分析(见表 2、表 3) ，影响小新月菱形藻
生长率的 4 个因素依次是 N ＞ Si ＞ Fe ＞ P。16 组
正交试验中，有 13 组的细胞密度在 4 ～ 5 d 时出
现最高值，且随着氮浓度的增大，最高值的出现时
间越早。
通过正交试验的极差分析，得出小新月菱形
藻生长时氮、磷、硅、铁的最佳浓度依次为 300、
15、120、1． 575 mg /L。
表 3 正交试验的极差分析结果
N P Si Fe
K1 0． 344 0． 337 0． 330 0． 366
K2 0． 336 0． 354 0． 369 0． 365
K3 0． 363 0． 365 0． 349 0． 353
K4 0． 376 0． 363 0． 372 0． 335
极差 R 0． 040 0． 028 0． 038 0． 031
因素主次顺序 N ＞ Si ＞ Fe ＞ P
2． 4 更新率对小新月菱形藻半连续培养的影响
本试验设置了 25 %、30 %、35 %、40 %、
45 %、50 %等 6 个不同的更新率来研究小新月
菱形藻的半连续培养(图 3)。更新率在 35 %以
下时，小新月菱形藻的细胞密度不断增加，9 d 左
右达到稳定，细胞密度均在 1． 2 × 107 cells /mL 以
上。更新率在 40 % ～50 %时，第 4 d就可达到稳
定的半连续培养条件，随着更新率的增大，到达稳
定半连续培养时的细胞密度越小。
图 3 不同更新率下小新月菱形藻的生长情况
在不同更新率下的采收情况见图 4。由图 4
可以看出，采收量最大时的更新率为 35 %，其他
更新率从大到小依次为 40 %、30 %、45 %、
25 %、50 %。若按照培养体积 1 m3 水体计算，理
论上每天可收获 400 g藻泥(8 × 109 cells /g)。
图 4 1 L容器中的日采收细胞数
3 讨论
光是微藻培养中影响其生长最重要的因子之
一。在适光范围内，增加光照度可使光合作用速
度加快。细胞分裂速率达到最高值时的光照强度
称为最适光强或饱和光强。超过饱和光强后，光
和作用减弱甚至受抑制［2 － 3］。有资料表明，高光
强下叶绿素 α和类胡萝卜素的含量明显减少［4］，
藻对光的利用效率降低，细胞分裂速度变慢。在
本试验所设置的光照条件下，小新月菱形藻的光
饱和点较低，光照度在 10 000 lx 时即出现光抑制
现象(图 2) ，且高光强下倾向于提前进入静止期。
这与石娟等［5］报道的最适光强为 70 ～ 140 μmol
·s － 1·m －2相同。
温度影响藻类光合作用和呼吸作用的强度，
进而影响其生长发育并限定其分布区域。因此，
温度是藻类生长发育的重要环境因素，对经济微
藻的生长速率及生化组成具有显著影响［6］。本
试验得出小新月菱形藻的最佳生长温度为 15 ～
20 ℃。在我国北方地区，透明塑料大棚内的温度
秋季约 15 ～ 28 ℃，冬季约 3 ～ 15 ℃，春季约 10 ～
30 ℃，非常适合小新月菱形藻的生长繁殖。因
此，小新月菱形藻适合在北方温度不高，光照度不
大的秋季、冬季和春季培养。而在南方地区，因温
度较高，光照度较大，不适合小新月菱形藻的生
长。笔者曾在天津地区的 4 个不同季节中培养小
新月菱形藻，结果春季和秋季的产量最高，冬季产
量略低，夏季则无法生产。
75水产科技情报 2012，39(2)
氮磷营养盐是海洋微藻生长不可缺少的营养
元素，也是影响微藻生长的主要因素，大约以 16
∶ 1 (Redfield)的原子数比例被浮游植物吸收［7］。
关于营养盐的浓度及比例，特别是氮与磷的质量
浓度比对浮游硅藻生长的影响已有较多报
道［8 － 10］。这些研究结果表明，营养盐浓度及配比
对藻类的代谢活动和生长速率有显著的影响。本
研究结果也证明，氮磷营养盐对小新月菱形藻的
生长影响极显著，且氮的影响高于磷。
硅是硅藻生长发育所需的重要元素之一，缺
硅和低硅均会影响硅藻的生长发育。低硅以及高
硅胁迫均使光合作用受到抑制，PSⅡ反应中心受
到破坏，其光合效率下降，能量转换受到影响。本
试验结果表明，小新月菱形藻的最适硅浓度为
120 mg /L(4 倍 f /2 培养基)。采用 f /2 培养基的
硅浓度在培养早期基本可满足硅藻生长发育的需
要，但随着培养时间的延长，培养液中的硅逐步被
利用，容易出现硅限制。铁是藻类细胞内某些氧
化还原载体和辅酶的组成成分，缺铁会影响多种
代谢过程，以致抑制细胞生长［11］。本试验结果表
明，铁的浓度对小新月菱形藻的生长有显著影响。
在半连续培养中，更新率和更新周期是两个
非常重要的参数，它们对细胞的平均密度和生长
速率都有不同程度的影响，其中更新率的影响尤
为显著。根据采收量的计算公式 Y = V × R × C
分析，总采收量同更新率及平均细胞密度间存在
一个动态平衡，由于 R(更新率)和 C(更新前藻细
胞密度)为负相关，因此，在半连续培养时均存在
一个最适的更新率 R值，使日平均细胞密度 C 最
大，从而获得最大的采收量。当更新率低于最适
更新率时，细胞增长数量比更新的细胞数量多，使
细胞密度呈增加态势，反之则细胞密度下降。本
试验条件下，最适更新率为 35 %时，理论上能获
得最大的采收量，但在实际的规模化生产过程中，
因为受到各项因素的限制，小新月菱形藻的密度
很难达到 1． 0 × 107 cells /mL。笔者在实际生产中
得到的最高培养密度为 8． 0 × 106 cells /mL。虽然
理论上的最佳更新率是 35 %，但在实际生产中很
难完成，因此，笔者建议在相对密度略低的 6． 0 ～
8． 0 × 106 cells /mL和更新率为 40 % ～ 45 %的条
件下采收。
参考文献
［1］Fabregas J，Herrero C，Cabezas B，et al． Mass culture and bio-
chemical variability of the marine microalga Tetraselmis suecica
Kylin(Butch)with high nutrient concentrations［J］． Aquacul-
ture，1985，66 (49) :231 － 244．
［2］陈明耀． 生物饵料培养［M］ ． 北京:中国农业出版社，1995．
［3］李文权，黄贤芒，陈清花，等． 4 种海洋单胞藻生化组成的环
境因子效应研究［J］． 海洋学报，1999，21(3) :59 － 65．
［4］Parke M W． Studies on marine flagellates［J］ ． J Mar Bio Ass
UK，1949，28:255 － 285．
［5］石娟，潘克厚． 不同光照条件对小新月菱形藻和等鞭金藻
8701 生长及生化成分的影响［J］． 中国水产科学，2004，11
(2) :121 － 128．
［6］徐年军，张学成． 温度、光照、pH值对后棘藻生长及脂肪酸含
量的影响［J］．青岛海洋大学学报，2001，31(4) :541 － 547．
［7］Balod M，Purina I，Bechemin C，et al． Effects of nutrient enrich-
ment on the growth rates and community structure of summer phy-
toplankton from the Gulf of Riga ，Baltic Sea［J］． Plankton Res．
1998，20(20) :2251 － 2271．
［8］陈贞奋． 牟氏角毛藻的培养研究:Ⅰ盐度、磷酸盐和硝酸盐浓
度对生长繁殖的作用［J］． 海洋学报，1982，4(5) :608 － 616．
［9］王修林，邓宁宁，祝陈坚，等． 磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤
潮藻生长的影响［J］． 中国海洋大学学报(自然科学版) ，
2004(3) :453 － 460．
［10］李铁，胡立阁，致丽． 营养盐对中肋骨条藻和新月菱形藻生
长及氮磷组成的影响［J］． 海洋与湖沼，2000(1) :46 － 52．
［11］Okelley J C． Inorganic nutrients［A］． In:Stewart W D Ped． Al-
gal physiology and biochemistry［C］． London:Black Well Sci-
entific Publications，1974:
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
610 － 633．
日本解除对我国产鳗鱼中伊维菌素含量的强化监视检查
2012 年 2 月 1 日，日本厚生劳动省发布食安输发 0201 第 1 号通报:根据 2011 年 3 月 30 日发布的食安输发 0330 第
15 号通报(于 2012 年 1 月 31 日最终修正为食安输发 0131 第 3 号通报) ，通过对相关产品所采取的强化监视检查的情况
来看，将取消对于中国产鳗鱼中伊维菌素残留含量的强化监视检查，今后对该产品的相关农药残留含量检查项目将依照
通常的监视检查体制进行检查。对于实行自主检查的进口商，仍然按照原有的检查体制进行。
(来源:中国贸易救济信息网)
85 水产科技情报 2012，39(2)