全 文 ：适合于咸宁基地生产的螺旋藻品系的选育研究 3
殷春涛　龚小敏　胡鸿钧　李夜光　耿亚红　
(中国科学院武汉植物研究所 ,武汉 430074)
Strains selection of Spirulina suitable for mass production. Yin Chuntao , Gong Xiaomin , Hu
Hongjun, Li Yeguang and Geng Yahong ( W uhan Institute of Botany , Academia S inica ,
W uhan 430074) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,1998 ,9 (2) :222～224.
According to the natural conditions of the Xianning production base in Huhei Province and the
demand for mass production ,a good strain of S pi rulina (Sp) NS - 90020 was selected. Besides
its fast growth rate , the strain can grow normally within a wide temperature range (10～
40 ℃) . Its filterable effeciency , and the contents of protein and polyunsaturated fatty acid are
94. 95 % ,63. 37 %d. w. and 2. 99 %d. w. , respectively. These characteristics have been proved
to be stable in mass production for more than three years. The strain can be cultured continu2
ously in the whole year , and its average protein content is stably above 60 %d. w. .
Key words 　S pi rulina ,Strain.
　　3 国家火炬计划资助项目 (9324212009) .
　　1997 - 03 - 20 收高 ,1997 - 05 - 04 接受.
1 　引 　　言
　　为综合利用螺旋藻资源 ,我国第一座利用高
原碱水湖 (p H8. 6～9. 3) 、光、温、地热等自然资
源[2 ]的中试基地在云南程海湖畔建成 ,并通过改
造温棚和利用当地的地热在武汉咸宁建成第一
个利用地热控温、半封闭、全循环、高洁净的螺旋
藻生产基地. 本项研究旨在选育一株适合于该基
地特有自然条件生长的优良品系.
2 　自然概况与研究方法
2. 1 　基地概况
　　咸宁基地是由 4 个玻璃温室改建成的螺旋
藻生产工厂 ,面积为 1 ×104 m2 . 该基地结合当地
自然条件和自然资源有如下特征 :1) 温度控制系
统 :热水资源 (来自地热水) 、冷水资源 (来自流过
工厂的小河) 、水泵和管道系统. 冷、热水资源分
别用于夏季降温 ,冬季升温 ,这不仅能促进螺旋
藻生长 ,且保证基地全年生产运行 ;2) 玻璃温室 :
温室不仅有助于控温 , 且能避免杂物、灰砂、残渣
败叶 ,昆虫及鸟粪等的污染. 但是该基地的地理
位置导致其温度随季节不同变化很大. 武汉地区
夏季 7～8 月份气温高达 39 ℃左右 ,温室的气温
最高达 45 ℃,通过冷水资源降温后水温达 39 ℃;
冬季及早春气温常在 - 3～4 ℃之间 ,利用热水资
源 (54 ℃)可以将水温提高到 9～10 ℃,因此全年
水温差为 30 ℃左右.
2. 2 　供试材料
　　钝顶螺旋藻 ( Sp) NS290028、( Sp) NS290020、
(Sp) NS290013、( Sp) NS290017、( Sp) NS290010 由
中国科学院武汉植物研究所藻种库提供. 这些品
系由自然筛选获得 ,经多年继代培养 ,各性状特
征稳定.
2. 3 　研究方法
2. 3 . 1 培养基和培养条件 　采用 Zarrouk 培养基 ;
用于生长测定的材料接种在 100ml 的三角瓶中 ,
置于控温摇床上 (120rmp) 培养 ,光强为 4000 ±
500Lx ,温度梯度为 15～40 ±1 ℃;用于脂肪酸和
蛋白质分析的样品培养在 10L 的广口瓶中 ,光强
为 6000 ±500Lx ,温度 27 ±2 ℃,用日本产 EK2
8000 增氧器通气.
2. 3 . 2 品系筛选 　将 5 个品系进行单种分离 [1 ]和
扩大培养. 综合大量培养对藻种的基本要求如适
应性强 ,过滤效率高 ,生长速度快 ,营养价值高等
应 用 生 态 学 报 　1998 年 4 月 　第 9 卷 　第 2 期 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Apr. 1998 ,9 (2)∶222～224
特点和咸宁基地的自然条件筛选出最优的品系.
2. 3 . 3 生长和过滤效率测定 　用 721 型分光光度
计在 560nm 处比色 ,测 OD 值 ,按下列公式计算
生长速率 ( K)和代时 ( Tg) [3 ] ;取稳定期的藻液 ,测
OD 560nm 值 (OD 前) ,然后用 250 目的滤布过
滤 ,测过滤后的 OD 560nm (OD 后) ,按下列公式
计算过滤效率.
K =
lge x2 - lge x1
t2 - t1
; Tg = 1/ 1 . 443 K
其中 , x1 、x2 为开始与结束时的生物量 , t1 、t2 为
相对应的时间 .
　　过滤效率 = OD 前 - OD 后OD 后 ×100 %
2. 3 . 4 光合作用温度曲线测定 　各取对数生长期
的藻液在不同温度的水浴中预处理 30min ,用 SP
- 2 型 溶 氧 测 定 仪 测 放 氧 活 性 , 光 强 为
600μmolO2·m - 2·s - 1 ,氧电极反应室中的温度与
处理温度一致.
2. 3 . 5 类脂和脂肪酸的测定 　类脂用甲醇、氯仿
和水提取后干燥称重. 脂肪酸的测定参照
GB10219 - 88 ,以 C17 :0为内标物.
2. 3 . 6 蛋白质和氨基酸的测定 　用日立 835250
型氨基酸分析仪测氨基酸含量. 用凯氏定氮法测
蛋白质含量.
3 　结果与分析
3. 1 　品系的筛选
　　分别测试 5 个品系在不同温度下的生长代
时及正常生长时的过滤效率 ,其中在 40 ℃下观察
到品系 ( Sp) NS290013、( Sp) NS290017、( Sp ) NS2
90010 均结团 ,前者下沉 ,后两者悬浮 ,品系 ( Sp)
NS290020、( Sp ) NS290028 生长正常 , ( Sp ) NS2
90020、( Sp ) NS290013 过滤效率较高 , 分别为
94. 95 %、93. 61 %(图 1、2) .
3. 2 　品系 (Sp) NS290020 的生理生化特征
3. 2 . 1 ( Sp) NS290020 的生长曲线及光合作用曲
线 　从图 3 可以看出 ,品系 (Sp) NS290020 的最适
生长温度为 35 ℃,且温度适应范围为 15～40 ℃;
从图 4 可以看出 ,其最适放氧温度为 35 ℃.
3. 2 . 2 蛋白质及氨基酸的含量 　该品系的总蛋白
质含量为 63 . 37 % (干重) ,总氨基酸的含量为
60. 3 %d(干重) .
图 1 　不同品系在不同温度下的代时比较 (4000Lx ,昼
夜光照和摇床培养)
Fig. 1 Comparison of the generation time among the strains
at different temperature (4000Lx , continuously illumination
and shaking) .
Ⅰ. ( Sp ) NS290028 , Ⅱ. ( Sp ) NS290020 , Ⅲ. ( Sp ) NS2
90013 , Ⅳ. ( Sp) NS290017 , Ⅴ. ( Sp) NS290010. 下同 The
same below.
图 2 　不同品系在 35 ℃下过滤效率的比较 (4000Lx ,昼
夜光照和摇床培养)
Fig. 2 Comparison of the filterable efficiency among the
strains at 35 ℃ ( 4000Lx , continuously illumination and
shaking) .
图 3 　不同温度下钝顶螺旋藻 (Sp) NS290020 生长速率
Fig. 3 Growth rate of (Sp) NS290020 at different tempera2
ture.
3. 2 . 3类脂含量、脂肪酸含量与组成 　该品系类
脂含量为 5. 05 %(干重) ,总脂肪酸含量为 2. 99 %
(干重) ,不饱和脂肪酸占总脂肪酸的57. 59 % ,其
中γ2亚麻酸 ( GLA) 的相对含量为25 . 74 % ,绝对
3222 期 　　　　　　　殷春涛等 :适合于咸宁基地生产的螺旋藻品系的选育研究 　　　　
图 4 　不同温度下钝顶螺旋藻 ( Sp) NS290020 的光合放
氧量
Fig. 4 Oxygen evolution in (Sp) NS290020 at different tem2
perature.
含量为 0. 77 %(干重) .
　　综合上述生理、生化特征 ,螺旋藻 ( Sp) NS2
90020 是一株在 35 ℃下生长较快 (咸宁基地大部
分时间温度为 30～35 ℃) ,易采收 ,耐高温且温度
适应范围广 ,蛋白质和不饱和脂肪酸均相对高的
优良品系 ,该品系藻丝体长 150～380μm ,3～5 个
螺旋 ,螺旋宽 20～27μm ,螺距 56～70μm (图 5) .
图 5 　品系 (Sp) NS290020 ( ×200)
Fig. 5 Strain (Sp) NS290020 ( ×200) .
3. 3 　品系 (Sp) NS290020 的应用
　　1993 年在国家火炬计划的支持下咸宁基地
建成投产 ,经过 3 年多的生产实践证明 ,该品系
能保持较快的生长速率 ,忍耐温棚气温 45 ℃、水
温 39 ℃的夏季 ,也能较好地度过用温泉管道升温
后水温为 9～10 ℃的冬季 ,基本能实行全年生产.
为了更好地确定其生化特征的稳定性 ,本实验监
测了 1994 年 12 个月生产的藻粉主要营养成分的
变化 (图6) ,随着咸宁基地的水温在一年中呈季
图 6 　咸宁工厂化生产的螺旋藻 ( Sp) NS290020 干藻粉
营养成分变化 (1994 年)
Fig. 6 Changes of nutritions in (Sp) NS290020 produced by
Xianning farm in 1994.
Ⅰ.蛋白质 , Ⅱ. 总脂肪酸 , Ⅲ. 总不饱和脂肪酸 , Ⅳ.γ2亚
麻酸.
度性变化 ,春冬两季蛋白质含量稍高于夏秋两
季 ,全年蛋白质含量基本稳定在 60 %以上 ;总脂
肪酸的平均含量变化趋势正好相反 ,即夏秋两季
稍高于春冬两季 ,且 7 月份总脂肪酸和 GLA 含量
都达到最大值 ,分别为 25. 53 和 6. 73mg. 基地的
多年生产和上述营养成分变化的跟踪结果均进
一步证实了品系 (Sp) NS290020 具有稳定的生理
生化特征 ,是一株能很好地适应咸宁基地螺旋藻
工厂化生产的高产优质品系.
参考文献
1 　华茹成编 . 1986. 单细胞藻类的培养与利用. 北京 :
农业出版社.
2 　曾明涛、胡鸿钧. 1992. 利用云南永胜县程海湖水驯
化培养钝顶螺旋藻的研究. 武汉植物学研究 , 10
(1) :73～82.
3 　Bligh , E. G. ,Dyer , W. J . 1959. A rapid method for
total lipid extraction and purification. Can. J .
Biochem . Physiol . ,37 :911～917.
422 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　9 卷