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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010 年第 6 期
光合细菌混合培养条件的优化
张国民1，2 谭周进3 刘勇1 张松柏1
(1湖南省植物保护研究所，长沙 410125;2湖南农业大学生物安全科技学院，长沙 410128;3湖南中医药大学基础医学院，长沙 410208)
摘 要: 对沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris，PL1)和球形红假单胞菌(Rhodopseuelonmnas spheroids，PL2)混合
培养条件进行了优化研究。结果表明，混合培养的最适接种量为 6%，最适初始 pH 为 7. 5，低氧气浓度，180 r /min 振荡 10
min /d。
关键词: 光合细菌 混合培养 培养条件优化
Optimization of Cultural Conditions for Mixed Photosynthetic Bacteria
Zhang Guomin1，2 Tan Zhoujin3 Liu Yong1 Zhang Songbai1
(1Hunan Plant Protection Institute，Changsha 410125;2Biosafety Science
and Technology College，Hunan Agricultural University，Changsha 410128;
3 School of Preclinical Medicine，TCM University of Hunan，Changsha 410208)
Abstract: Optimized cultural conditions of mixed photosynthetic bacteria (Rhodopseudomonas palustris PL1，Rhodopseuelonmnas
spheroids PL2)were evaluated. The results show that the optical cultural conditions mixed phothsynthetic bacteria include pH 7. 5，in-
ocula 6%，low oxygen concentration and vibration at 180 r /min for 10 min each day.
Key words: Photosynthetic bacterium Mixed culture Optimized cultural conditions
收稿日期:2010-01-18
基金项目:国家“863”计划项目(2006AA10Z401) ，国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD17B08，2006BAD08A08) ，湖南省农村科技计划
重点项目(2008NK2009)
作者简介:张国民，男，硕士生，研究方向:微生物学;E-mail:zgm13469791141@ 163. com
通讯作者:谭周进，男，教授，E-mail:tanzhjin@ sohu. com;刘勇，男，研究员，E-mail:haoasliu@ 163. com
近年来，对光合细菌(photosynthetic bacteria，PSB)
的应用研究获得了很大的进展，研究结果均表明，光
合细菌在种植、养殖、新能源开发利用、医药以及环
境治理方面具有十分广阔的前景［1］。然而，光合细
菌纯培养物在应用过程中的作用效率却大大低于实
验室，主要是由于其在环境中适应性较低［2］，因此，
许多研究者试图通过微生物的混合培养制备的菌
剂，以提高其环境适应性。如柄杆菌(Caulobacter)
与蓝细菌(Cyanobacteria)混合培养，不仅可提高蓝
细菌生物量，而且促进色素合成和积累，提高乙炔还
原活力［2］;丁酸梭菌(Clostridium butylicm)、产气肠
杆菌(Enterobacter aerogenes)和类红球菌(Rhobacter
sphaerbdies)共同培养，以甜土豆淀粉残留物为培养
基，可大大提高产氢量［3］;而对于光合细菌的混合
培养方面则尚无系统研究。本文报道沼泽红假单胞
菌和球形红假单胞菌为混合培养条件优化研究，旨
在为光合细菌菌剂生产提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 菌株
光合细菌菌株:沼泽红假单胞菌 PL1 (Rhodop-
seudomonas palustris PL1)和球形红假单胞菌 PL2
(Rhodopseuelonmnas spheroids PL2) ，保存于湖南省
植物保护研究所。
1. 2 培养基
光合细菌基础培养基:CH3 COONa 3. 0 g，NaCl
1. 0 g，(NH4)2 SO4 0. 3 g，MgSO4 0. 2 g，KH2PO4 0. 5
g，K2HPO4 0. 3 g，CaCl2 0. 05 g，酵母膏 0. 1 g，MnSO4
0. 0025 g，FeSO4 0. 005 g，蛋白胨 0. 01 g，谷氨酸
0. 0002 g，蒸馏水 1 L，pH值 7. 5，121℃蒸汽灭菌 30
min。每升光合细菌基础培养基中加入 0. 15% (W /
2010 年第 6 期 张国民等:光合细菌混合培养条件的优化
V)琼脂即为固体光合细菌基础培养基。
1. 3 光合细菌混合接种液准备
将实验室保存的沼泽红假单胞菌和球形红假单
胞菌活化培养，分别稀释平板计数，然后，将沼泽红
假单胞菌和球形红假单胞菌按菌落数 1 ∶ 1 进行混
合，即为光合细菌混合接种液。
1. 4 培养条件优化
将光合细菌混合接种液接种于 450 mL 光合细
菌基础培养基的盐水瓶，光照培养;进行接种量
(2% －10%)、培养基初始 pH(6 － 9)、氧气含量(空
气含量 10% － 50%)及振荡培养条件(180 r /min，5
－ 20 min /d)优化试验。
1. 5 混合光合细菌最佳培养条件下生长
混合光合细菌菌液，接入含 450 mL光合细菌基
础培养基的盐水瓶内，在上述优化的最佳培养条件
下培养，定时检测生长情况。
1. 6 混合光合细菌生长的测定
混合光合细菌生长的测定采用分光光度计法，
测定光合细菌混合培养液在 660 nm的吸光值［4］，所
用试验均设 3 次对照。
1. 7 数据处理
数据处理采用 Microsoft Excel 2003 软件处理，
所用数据均为 3 次测定的平均值。
2 结果与分析
2. 1 接种量对光合细菌混合培养的影响
将混合光合细菌接种液体按 2%、4%、6%、
8%、10% (V /V)接种量接种于 450 mL 光合细菌基
础培养基的盐水瓶，置于 30℃，光照强度 2 500 －
3 000 lx培养，定时取样测定生长情况。结果如图 1
所示，随着接种量的增加，混合光合细菌的生长速度
相应的增加，然而，当接种量大于 6%以后，增加不
明显，因此 6%是最佳的接种量。
2. 2 培养基初始 pH值对光合细菌混合培养的影响
将混合光合细菌接种液体按 6%(V /V)接种量
接种于 450 mL光合细菌基础培养基(pH6 － 9)的盐
水瓶，置于 30℃，光照强度 2 500 － 3 000 lx 培养，定
时取样测定生长情况。结果如图 2 所示，培养基 pH
在 7. 0 － 8. 0 时，生长速度较快，最适合 pH 值为
7. 5。
图 1 接种量对混合光合细菌生长的影响
图 2 pH值对混合光合细菌生长的影响
2. 3 氧需求量对光合细菌混合发酵的影响
将混合光合细菌接种液体按 6%(V /V)接种量
接种于光合细菌基础培养基(pH6 － 9)的盐水瓶，置
于 30℃，光照强度 2 500 － 3 000 lx，不同空气含量下
培养，定时取样测定生长情况。结果如图 3 所示，随
着空气含量的增加，光合细菌混合菌的生长速度
减慢。
2. 4 振荡时间对光合细菌混合发酵的影响
将混合光合细菌接种液体按 6%(V /V)接种量
接种于光合细菌基础培养基(pH7. 5)的盐水瓶，置
于 30℃，光照强度 2500 － 3000 lx，空气含量(10%)
下培养，定时振荡并取样测定生长情况。结果(图
4)表明，适当的振荡有利于光合细菌混合菌的生
长，最佳的振荡时间为 10 min。
2. 5 混合光合细菌的最佳生长条件下标准生长曲
线测定
将混合光合细菌接种液体按 6%(V /V)接种量
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2010 年第 6 期
图 3 氧需求量对混合光合细菌生长的影响
图 4 振荡时间对混合光合细菌生长的影响
接种于光合细菌基础培养基(pH7. 5)的盐水瓶，置
于 30℃，光照强度 2 500 － 3 000 lx，空气含量
(10%)下培养，定时振荡(180 r /min，10 min /d) ，定
时取样测定生长情况。结果如图 5 所示，混合光合
细菌在 2 d后进入快速生长期，4 d后进入平衡生长
期，6 d后生物量开始下降。
3 讨论
本研究对光合细菌对沼泽红假单胞菌(Rhodop-
seudomonas palustris PL1)和球形红假单胞菌(Rho-
dopseuelonmnas spheroids PL2)两菌株的混合培养条
件进行了优化，在优化条件下培养，光合细菌混合
菌在光照培养中繁殖速度快，培养液起初呈浑浊
状，起初为淡红色，以后转为浅红色，最后呈深红
色。光合细菌混合菌在 30℃连续光照条件下生长
迅速，定时适当的振荡，从而达到较少发生附壁和
图 5 混合光合细菌最佳生长条件下生长情况
产生细胞碎片，在南方以普通白炽灯照射容易控
制温度［5］。
经过 20 亿年进化，光合细菌在水圈生态系多
个子生态系中生活，表现出很强的适应能力，这与
光合细菌多元化代谢能力是分不开的。所以，不
同生态环境中的光合细菌对营养物质的利用能力
存在一定差别［6，7］。因此，利用不同菌株不同代谢
能力，从而提高其环境适应性以达到充分发挥其
某些作用特性。
参 考 文 献
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