全 文 ：369※生物工程 食品科学 2007, Vol. 28, No. 10
收稿日期：2007-07-30 *通讯作者
基金项目：国家自然科学基金项目(20506009)；江西省自然科学基金项目(0530095)
作者简介：张英俊(1982-)，男，硕士研究生，主要从事藻类生物技术研究。
不同环境因子对谷皮菱形藻生长的影响
张英俊1，颜日明1，张志斌1，黄国林2，朱 笃1,*
(1.江西师范大学生命科学院，江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室，江西 南昌 330022；
2.东华理工大学化学生物与材料科学学院，江西 抚州 344000)
摘 要：本实验研究了不同环境因子包括氮源种类、氮源浓度、硅盐浓度、光强、盐度和pH值对谷皮菱形藻
生长的影响。结果表明，以CO(NH2)2为氮源生长最快，最大比生长速率和最大细胞浓度最大，分别为0.49d－1
和0.54g/L；NaNO3浓度为0.72g/L时，有利于谷皮菱形藻生长；在硅酸钠浓度0～0.4g/L的范围内，随着硅浓度
的增加，谷皮菱形藻生长明显加快；光强对谷皮菱形藻的影响十分显著，易成为其生长的限制因素；NaCl浓
度0.15mol/L时，谷皮菱形藻最大比生长速率和最大细胞浓度最大；碱性的培养液最利于谷皮菱形藻生长。
关键词：谷皮菱形藻；生长曲线
Effects of Different Factors on Growth of Nitzschia palea
ZHANG Ying-Jun1，YAN Ri-ming1，ZHANG Zhi-bin1，HUANG Guo-lin2，ZHU Du1,*
(1.College of Life Sciences, Jiangxi Normal University, Key Laboratory of the Conservation and Sustainable Utiliztion for Subtropical
Plat Resources, Nanchang 330022, China；2.College of Chemistry, Biology and Materials Sciences, East China Institute of
Technology, Fuzhou 344000, China)
Abstract ：The effects of different environmental factors on Nitzschia palea were studied in the paper. The findings
indicated that Nitzschia palea better growth with CO(NH2)2 than other nitrogen source, and μmax and final cell concentration
was 0.49 d－1 and 0.54 g/L respectively, 0.72 g/L and 0.15 mol/L NaCl was optimum for growth of N.palea. Results showed that
cell concentration of N.palea increased as increase of the Na2SiO3 level. Lig t intensity was limiting key of N.pale and basic culture
liquid was favor to the N.palea.
Key words：Nitzschia palea；growth curve
中图分类号：S968.439 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2007)10-0369-05
谷皮菱形藻属硅藻门的一种单细胞硅藻，作为一种
在水产养殖上有较大经济价值的优良藻种，具有潜在的
推广和应用价值。谷皮菱形藻是一种广盐性硅藻[1]，与
所报道的一些海生单细胞藻类相似[2-3]，对盐度的变换具
有较强的适应能力。
环境条件对微藻的生长有重要的影响[4-5]。本实验主
要研究单因素对谷皮菱形藻生长影响实验，并初步考察
氮源种类、氮源浓度、硅盐浓度、光强、盐度和p H
值对谷皮菱形藻生长的影响，为进一步提高其生长速
率、实现高密度培养提供科学依据。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1材料
谷皮菱形藻(Nitzschia palea)由中国科学院水生生物
研究所淡水藻种库(FACHB)提供。
1.1.2试剂
NaNO3、KH2PO4、微量元素(均为分析纯，纯度
99%) 天津市永大化学试剂开发中心。
1.1.3仪器
ZHWY-200B恒温培养振荡器 上海智城分析仪器
制造有限公司；WFJ7200型分光光度计 尤尼柯(上海)
仪器有限公司；超净工作台 苏州安泰空气技术有限
公司。
1.2方法
1.2.1谷皮菱形藻培养
实验采用的基础培养基为D1培养基。所用培养容
器在121℃下高压湿热灭菌20min。培养容器为250ml锥
2007, Vol. 28, No. 10 食品科学 ※生物工程370
形瓶，内装约150ml培养液。
取处于对数生长期的谷皮菱形藻接种，1/10接种密
度置于恒温培养振荡器中培养，除文中特别指出的地方
外，摇瓶的培养条件为温度24±0.5℃，光照强度3000lx
(日光灯源)，摇床转速140r/min，光暗周期12h/12h。每
天固定时间取样于分光光度计下测OD740，绘制藻细胞
生长曲线。以下实验均做三组平行实验。
1.2.2氮源种类对谷皮菱形藻生长的影响
以D 1培养基为基础，改变氮源种类，分别以
NaNO3、NH4Cl、NH4NO3和尿素为氮源，初始氮浓度
均为1.412mmol/L，对谷皮菱形藻进行培养，其他培养条
件同1.2.1，每天固定时间取样测OD740并绘制生长曲线。
1.2.3氮源浓度对谷皮菱形藻生长的影响
分别设置不同的NaNO3浓度：0、0.06、0.12、0.24、
0.48、0.72g/L培养谷皮菱形藻，培养条件同1.2.1，每
天固定时间取样测OD740并绘制生长曲线。
1.2.4硅盐浓度对谷皮菱形藻生长的影响
分别设置不同的Na2SiO3浓度：0、0.1、0.2、
0.4g/L培养谷皮菱形藻，培养条件同1.2.1，每天固定时
间取样测OD740并绘制生长曲线。
1.2.5光强对谷皮菱形藻生长的影响
分别设定光强梯度为0、1000、3000、5000、7000、
9000lx培养谷皮菱形藻，培养条件同1.2.1，每天固定时
间取样测OD740并绘制生长曲线。
1.2.6盐度对谷皮菱形藻生长的影响
分别设置盐度梯度：0、0.15、0.3、0.45、0.6mol/L
培养谷皮菱形藻，培养条件同1.2.1，每天固定时间取
样测OD740并绘制生长曲线。
1.2.7pH值对谷皮菱形藻生长的影响
分别设定初始pH梯度：6.0、7.0、8.0、9.0培养
谷皮菱形藻，培养条件同1.2.1，每天固定时间取样测
OD740并绘制生长曲线。
2 结果与分析
2.1氮源种类的影响
氮源种类对谷皮菱形藻生长的影响见图1和图2。
结果表明，在所用的四种氮源中，谷皮菱形藻均能
生长，且前期、中期增殖较快，以NaNO3和NH4NO3
作为氮源时，较短时间达到最大浓度；以NH4Cl作
为氮源培养时，比生长速率最小，生长速度较慢，
最大细胞浓度低于尿素体系；以CO(NH2)2为氮源
时，谷皮菱形藻一直保持较快的生长速度，但需要
较长时间达到最高的浓度。不同氮源下，谷皮菱形
藻的最大细胞浓度和最大比生长速率并非是完全一致
的正比关系。如含有等量氮源的NH4Cl和NH4NO3实
验，二者初始浓度相近，但最大比生长速率大的
NH4NO3培养基中的最大细胞浓度反而小。这可能是
指数生长期长短有差异等原因造成。以CO(NH2)2为
氮源，最大比生长速率和最终细胞浓度均最高，分别
为0.49d－1和0.538g/L。
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 2 4 6 8 10 12
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(h)
图1 氮源对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.1 Effects of nitrogen sources on growth of N.palea
NaNO3
NH4Cl
NH4NO3
CO(NH2)2
2.2氮源浓度的影响
图3和图4显示了不同氮浓度下谷皮菱形藻Nitzschia
palea的生长曲线。由图3可知，培养基中不添加氮源
时，细胞增长缓慢，生长明显受到抑制，很快进入衰
亡期，随着NaNO3浓度提高，氮的同化作用增强，生
长速率逐渐增大，提高氮源的浓度能促进藻细胞的生
长；NaNO3浓度在0.06～0.48g/L范围内变化时，对藻
细胞生长的影响不明显，谷皮菱形藻的最大比生长速
率没有显著差异(p＞0.05，t检验)，当NaNO3浓度为
0.72g/L时，可显著促进细胞生长，生命活动旺盛，无
论是最大比生长速率，还是最大细胞浓度均达到最高，
分别为0.38d－1和0.945g/L。
2.3硅盐浓度的影响
硅盐浓度对谷皮菱形藻生长的影响见图5和图6。以
0.50
0.48
0.46
0.44
0.42
0.40
0.38
0.36
0.34
0.32
NaNO3 NH4ClNH4NO3 CO(NH2)2
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
氮源
图2 氮源对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率(μmax)的影响
Fig.2 Effects of nitrogen sources on biomass and maximal
specific growth rate (μmax) of N.palea
500
400
300
200
100
0
最
大
细
胞
浓
度
(
g
m
g
/
L
)
最大比生长速率(d－1)
最大细胞浓度(gmg/L)
371※生物工程 食品科学 2007, Vol. 28, No. 10
Na2SiO3作为硅源，结果表明，谷皮菱形藻随着Na2SiO3
浓度的上升，藻液浓度不断增加，在低硅源浓度下，
藻体生长不良，藻液颜色较浅并伴有藻体沉淀现象。从
图5中可以看到，当Na2SiO3浓度为0时，谷皮菱形藻
前期生长较缓，并在较短的时间进入稳定期，最大细
胞浓度仅0.234g/L。当Na2SiO3浓度为0.4g/L时，谷皮
菱形藻生长最好，最大比生长速率和最大细胞浓度均最
大，分别为0.49d－1和1.183g/L。
2.4光强的影响
光照对谷皮菱形藻生长具有一定影响。从图7和图
8可以看到，当光强为0～9klx时，随着光强的增加，谷
皮菱形藻的最大比生长速率增加，特别在光强为9klx条件
下，谷皮菱形藻生长迅速，且状态良好，最大比生长速
率和最大细胞浓度均最大，分别为0.74d－1和0.38g/L，在
暗培养(光强为0)条件下，其生长明显受到抑制，藻细
胞在第一天就开始衰老死亡。低光强(1klx)下，由于光
照不足谷皮菱形藻经过3d的适应才能进入对数期，生
长缓慢且指数期长，培养5d藻细胞浓度仅为0.12g/L。
而在光强为9klx时，谷皮菱形藻对数期缩短，5d后就
进入稳定期，藻细胞浓度为1klx条件下的3.17倍，在
入射光强为9klx的条件下最大比生长速率为1klx条件下
的2.11倍。在适光范围内，增加光强可使光合作用速
度加快，细胞分裂速度增加，单位细胞吸收光能增加，
生长旺盛。
在本实验条件下，在光强为9klx时，谷皮菱形藻
图3 氮浓度对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.3 Effects of concentration of nitrate on growth of N.palea
NaNO3(0)
NaNO3(0.06)
NaNO3(0.12)
NaNO3(0.24)
NaNO3(0.48)
NaNO3(0.72)
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 2 4 6 8 10121416
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(h)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0
0
.
0
6
0
.
1
2
0
.
2
4
0
.
4
8
0
.
7
2
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
氮源浓度(g/L)
图4 氮源浓度对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率
(μmax)的影响
Fig.4 Effects of nitrogen concentrations on biomass and maximal
specific growth rate (μmax) of N.palea
1000
800
600
400
200
0
最
大
细
胞
浓
度
(
m
g
/
L
)
最大比生长速率(d－1)
最大细胞浓度(mg/L)
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 2 4 6 8 10121416
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(d)
图5 硅酸钠浓度对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.5 Effects of different concentrations of sodium silicate on
growth of N.palea
Na2SiO3 0g/L
Na2SiO3 0.1g/L
Na2SiO3 0.2g/L
Na2SiO3 0.3g/L
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.1 0.2 0.4
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
Na2SiO3浓度(g/L)
图6 硅酸钠浓度对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率
(μmax)的影响
Fig.6 Effects of concentrations of sodium silicate on biomass
and maximal specific growth rate (μmax) of N.palea
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
最
大
细
胞
浓
度
(
m
g
/
L
)
最大细胞浓度(mg/L)
最大比生长速率(d－1)
图7 光强对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.7 Effects of incident light intensity on growth of N.palea
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
0 2 4 6 8 10 12
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(h)
0
1klx
3klx
5klx
7klx
9klx
2007, Vol. 28, No. 10 食品科学 ※生物工程372
仍然生长迅速，没有出现丝毫的光合作用抑制的现象，
可见9klx不是该藻的上限(光饱和点)。在光照度为1klx
时，谷皮菱形藻生长速度只是相对较慢，并没有出现
失色死亡的迹象，可见1klx也并不是该藻所要求的光照
强度的下限(光补偿点)。可见在本实验条件下，1～9klx
只是该藻所要求的光照强度的中间区段，谷皮菱形藻从
光补偿点到光饱和点有较大的距离，说明该藻对光强具
有广泛的适应性，这是一个非常优良的性状。光对进
行光合作用的细胞生长的作用非常复杂，与其它各种条
件之间有着复杂的关系，当营养盐浓度低时，藻细胞
则不能在较高的光照强度下生长[6]。
2.5盐度的影响
谷皮菱形藻在不同盐度培养条件下研究发现(见图9
和图10)，在不含NaCl的培养基中藻的生长开始与正常
生长没有差异，但进入对数期末生长受到影响，稳定
期生物量较低。在0.15～0.45mol/L NaCl浓度下，随着
培养基中NaCl浓度升高，最大比生长速率和最大细胞
浓度逐渐降低，生长受到抑制。0.15mol/L NaCl浓度下藻
细胞生长最佳，稳定期最大细胞浓度和最大比生长速率均
达到最大，分别为0.796g/L和0.37d－1。在高于0.45mol/L
NaCl浓度下，细胞分裂受阻，谷皮菱形藻的生长受到
限制；在0.6mol/L NaCl浓度下，在培养时间的中后期，
谷皮菱形藻的生长受到强烈抑制，培养5d后藻液颜色
变白，不能测出生长，几天后观察到藻液完全变白。
2.6初始pH值的影响
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 2 4 6 8 10
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
光强(klx)
图8 光强对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率(μmax)的影响
Fig.8 Effects of incident light intensity on biomass and maximal
specific growth rate (μmax) of N.palea
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
最
大
细
胞
浓
度
(
m
g
/
L
)
最大比生长速率(d－1)
最大细胞浓度(mg/L) 1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.10.2 0.30.4 0.5
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
NaCl浓度(mol/L)
图10 盐浓度对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率
(μmax)的影响
Fig.10 Effects of salinity on biomass and maximal specific
growth rate (μmax) of N.palea
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
最
大
细
胞
浓
度
(
m
g
/
L
)
最大比生长速率(d－1)
最大细胞浓度(mg/L)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 2 4 6 8 10
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(h)
图11 初始 pH对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.11 Effects of pH on growth of N.palea
pH6.0
pH7.0
pH8.0
pH9.0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
5 6 7 8 9 10
最
大
比
生
长
速
率
(
d－1 )
pH
图12 pH对谷皮菱形藻最大生物量和最大比生长速率(μmax)的影响
Fig.12 Effects of pH on biomass and maximal specific growth
rate (μmax) of N.palea
600
500
400
300
200
100
0
最
大
细
胞
浓
度
(
m
g
/
L
)
最大比生长速率(d－1)
最大细胞浓度(mg/L)
图9 不同NaCl浓度对谷皮菱形藻生长的影响
Fig.9 Effects of NaCl concentration on growth of N.palea
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 2 4 6 8 10 1214
细
胞
浓
度
(
g
/
L
)
时间(h)
NaCl 0mol/L
NaCl 0.15mol/L
NaCl 0.3mol/L
NaCl 0.45mol/L
NaCl 0.6mol/L
373※生物工程 食品科学 2007, Vol. 28, No. 10
通过调整灭菌后培养基的初始pH，确定初始pH值
对谷皮菱形藻生长的影响，结果见图11和图12。由图
11可知，谷皮菱形藻在pH值6.0～7.0的范围内都能生
长，但在不同pH值的培养基中谷皮菱形藻都有一个明
显的迟缓期，表明微藻对环境的改变有一个适应过程。
在本实验的范围(pH6～9)内，所有组的谷皮菱形藻都能
较快生长，pH值越大，生命活动越旺盛，增殖越快，
说明pH还没有达到上限。在pH为6.0～9.0范围内时，
随着pH的增加，最大比生长速率和最大细胞浓度均增
大，pH9.0时达到最高，分别为0.59d－1和0.514g/L。
3 结 论
本实验以藻细胞浓度为指标，比较不同环境因子对
谷皮菱形藻生长的影响，初步筛选出适合其生长的环境
条件。谷皮菱形藻的生长是各种环境因素综合作用的结
果，其中包括接种量、接种时期、抗生素[7]及培养温
度等。本实验仅对其中的几个对谷皮菱形藻生长有影响
的环境因素进行了简要分析，对其影响机理有待于进一
步研究。
参考文献：
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16(2): 153-158.
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[7] 黄俊辉, 白小英. 紫球藻的培养与多不饱和脂肪酸合成的研究进展
[J]. 中国海洋药物杂志, 2005, 24(3): 43-51.
收稿日期：2007-07-25 * 通讯作者
基金项目：江西省自然科学基金项目(0630120)；江西省主要学科学术和技术带头人培养项目(赣科发计字[2004]234号)
作者简介：胡纯秋(1980-)，女，博士研究生，研究方向为食品营养与安全。
一种提取花生种子中总RNA的简易方法
胡纯秋1,2，高金燕3，陈红兵1,2,*
(1.南昌大学 食品科学教育部重点实验室，江西 南昌 330047；
2.南昌大学中德联合研究院，江西 南昌 330047； .南昌大学食品系，江西 南昌 330047)
摘 要：介绍了一种适合花生种子的RNA提取方法。它具有简便、快速等特点，且所提取的RNA样品产率高，
质量好，符合分子生物学实验要求。
关键词：花生种子；总R N A；提取；食物过敏
A Simple Method for Peanut Seeds Total RNA Extraction
HU Chun-Qiu1,2，GAO Jin-yan3，CHEN Hong-bing1,2,*
(1.Key Laboratory of Food Science, Ministry of Education, Nanchang University, Nanchang 330047, China；
2.Sino-German Joint Research Institute, Nanchang University, Nanchang 330047, China；
3.Department of Food Science, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
Abstract ： A simple and rapid method suitable for total RNA extraction of peanut seeds was described. The RNA acquired by
this method had higher quality and meet the need of molecular biology experiments.
Key words：peanut seed；total RNA；extraction；food allergy
中图分类号：TS201.6 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2007)10-0373-03