全 文 ：植　　　物　　　研　　　究
BULLETIN OF BOTAN ICAL RESEARCH
第 18卷　第 3期 1998年　 7月
Vol. 18　 No. 3 July , 　 1998
大螺旋藻一些生理特性的研究
邱丽氚 1　凌元洁 2　谢树莲 2
( 1. 山西大学师范学院 ,太原　 030012)　 ( 2. 山西大学 ,太原　 030006)
摘　要　证实了大螺旋藻 ( Spirulina major Kuetz. )含有叶绿素 a,类胡萝卜素和藻
胆素 ,缺乏叶绿素 b。此外发现大螺旋藻的荧光光谱与高等植物的很相似。大螺旋藻
没有过氧化物酶同功酶区带出现 ,而可溶性蛋白质的区带却很明显 ,尽管大螺旋藻
生长在不同的培养条件下 ,但这些区带总是很稳定。
关键词　大螺旋藻 ;色素 ;吸收光谱 ;荧光光谱 ;过氧化物酶同功酶 ;可溶性蛋白质
STUDY ON SOME PHYSIOLOGICAL CHARACTER
OF SPIRULINA MAJOR KUETZ.
Qiu Li- chuan
1　 Ling Yuan- jie2　Xie Shu- lian2
( 1. T eacher s Co lleg e o f Shanxi univ er sity , Taiyuan 030012)
( 2. Shanxi Univ ersity , T aiyuan 030006)
Abstract　 The resul ts o f this paper conform that S. major contains Chlo rophy ll a,
carotenoid and phycobiline, but i t i s deficient in Chlo rophyll b. In addi tion, we
found tha t the f lucrescence spectrum o f the alg a is very similar to that of higher
plant. The pigment- bound o f isoperoxidase f rom S. major disappears. Whereas
the pigment- bounds o f w ater- so luble pro teins are obvious. They are alway s sta-
ble in spite of the various culture condi tion w here the alg a is g row n.
Key words　Spirulina major; Pigment; Absorption spect rum; Flucrescencespe-
ctrum; The pigment- bound o f isopero xidase; The pigment- bounds
o f wa ter- soluble pro teins
螺旋藻 ( Spirulina )具有较高的蛋白质含量 ,适量的碳水化合物 ,脂肪等 ,可供人们食用 ,
为此人们大量培养及研究螺旋藻 ,所采用的螺旋藻绝大多数为钝顶螺旋藻 ( S. platensis )和
极大螺旋藻 ( S. max ima )〔5〕 ,但我们本地产的是大螺旋藻 ( S. major ) ,为开发利用该种藻
收稿日期: 1997- 3- 10
类 ,有必要对其生理特性进行研究。
1. 材料与方法
1. 1　材料
用 25号浮游网在山西省清徐县养鱼场鱼池内采集藻类 ,当天用微细玻璃吸管分离大螺
旋藻 ,并将大螺旋藻放入 Zarrouk培养液中进行单种培养 ,或在培养液中加入萘乙酸
( N AA)或 6-苄基嘌呤 ( 6- BA)进行培养 ,培养条件为两组 ,即 A组:在培养室内 ,温度为
29℃左右 ,光照为 1100Lux左右 ,光暗周期 14 10; B组: 室内自然条件。
1. 2　方法
1. 2. 1　大螺旋藻活体的吸收光谱
将大螺旋藻的藻体均匀分散在培养液中 ,以培养液为对照 ,在岛津 UV- 265可见 -紫
外分光光度计上测吸收光谱。
1. 2. 2　大螺旋藻色素在石油醚中的吸收光谱
取新鲜的大螺旋藻放入研钵中 ,加入丙酮研磨提取 ,再用石油醚萃取 ,在岛津 UV - 265
可见—紫外分光光度计上测萃取液的吸收光谱 (以石油醚为对照 )。
1. 2. 3　大螺旋藻色素在石油醚中的荧光光谱
由上述石油醚萃取色素液在岛津 RF- 540荧光光度计上测荧光光谱 ,激发波长为
488nm。
1. 2. 4　酶液制备与电泳
用蒸馏水将培养的大螺旋藻冲洗多次 ,放在冰箱中冰冻后 ,加入 3倍于大螺旋藻体积的
0. 1M Tris- Hcl缓冲液 , pH8. 3,再加入少量石英砂在研钵中冰浴研磨成匀浆状。匀浆液离
心 ( 4000转 /分 ) 20分钟。上清液用葡聚糖凝胶 G25浓缩 2倍 ,制备出的样品加 40%蔗糖后 ,每
管凝胶加 0. 05ml。采用聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳 ,分离胶浓度为 7. 2% ,浓缩胶浓度 3% , 4℃
左右电泳 2小时 ,过氧化物酶同功酶的染色用醋酸联苯胺—过氧化氢染色法 ,可溶性蛋白质
染色用考马氏亮蓝染色法。
2. 结果与讨论
2. 1　大螺旋藻活体的吸收光谱
由图 1可以看出:叶绿素 a吸收 680nm左右的光波 ,而且叶绿素 a有两个吸收高峰 ,对光
波的最大吸收在红光部分和蓝光部分 ;藻胆素的最大吸收在 580— 650nm之间 ,而且藻蓝素
和藻红素有各自的吸收峰 ;类胡萝卜素在近紫光部分的吸收峰与叶绿素 a重叠。我们测定的
大螺旋藻在培养液中的吸收光谱与 Clement G. 等〔6〕测定极大螺旋藻在培养液中的吸收光
谱相近。但大螺旋藻的藻红素和类胡萝卜素相应的吸收光谱不如极大螺旋藻的明显。
2. 2　大螺旋藻色素在石油醚中的吸收光谱
由图 2可以看出: 660nm处显然是叶绿素 a的吸收峰。无叶绿素 b相应的吸收峰 ,这是由
于蓝藻不含叶绿素 b。由于藻胆素为水溶性 ,不溶于石油醚中 ,因此 ,图中无藻胆素相应的吸
收峰。其它脂溶性色素 (如类胡萝卜素 )尽管也有吸收 ,但不明显 ,这些与念珠藻的相近〔1〕。
2. 3　大螺旋藻色素在石油醚中的荧光光谱
在 8℃左右测得的荧光光谱见图 3。当室温达 24℃时 ,荧光光谱均消失 ,这现象与高等植
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图 1　大螺旋藻活体的吸收光谱
1. 叶绿素 a; 2. 藻蓝素 ; 3. 藻红素 ; 4. 叶绿素 a和类胡萝卜素
Fig. 1　 Absorption spec trum o f living body of Spirulina major
1. Chlo roph yll a; 2. Ph ycocyanobilin; 3. Phycocoeryth robilin; 4. Ch lorophyll a and carotinoid
图 2　大螺旋藻色素在石油醚中的吸收光谱
Fig. 2　 Abso rption spectrum o f Spirulina major pigment in lig roin
物色素提取液 (脂溶性 )的荧光现象非常相似。
2. 4　大螺旋藻过氧化物酶同功酶和可溶性蛋白质
我们研究了在不同培养条件下对大螺旋藻过氧化物酶和可溶性蛋白质的区带稳定性的
影响。
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图 3　大螺旋藻色素在石油醚中的荧光光谱
Fig. 3 Fluo rescence spectra o f Spirulina major pigment in lig roin
图 4　大螺旋藻可溶性蛋白质谱带
0. 对照 ; 1. 未加激素 ; 2. 加 6- BA; 3. 加 N AA
Fig . 4　 Spectral band o f Solutable pro tein o f Spirulina major
0. Con trol; 1. Non- h ormone; 2. 6- BA added; 3. N AA added
从表 1可以看出 ,钝顶螺旋藻有过氧化物酶同功酶 ,而与它同属的大螺旋藻无过氧化物
酶同功酶 ,我们以大螺旋藻的不同生长期和不同生长条件 ,并且不同的凝胶浓度进行试验 ,
都未出现过氧化物酶同功酶 ,对此 ,我们测定了过氧化物酶活性〔 4〕 ,大螺旋藻的过氧化物酶
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活性极低 ,几乎不被检测 ,而同时做的小麦的过氧化物酶活性高 ,这表明大螺旋藻与钝顶螺
旋藻虽属同属 ,但过氧化物酶存在着差异。在海水中生长的海带、裙带菜有过氧化物酶同功
酶 ,而与此同环境的 7种绿藻却无过氧化物酶同功酶 ,说明生长在同一环境中的不同藻类过
氧化物酶存在差异。由以上所述可知 ,欲利用过氧化物酶作为某些藻类的分类学依据仍然有
困难。
表 1 大螺旋藻与其它植物的过氧化物酶比较
Table 1　　 The comparison of isoperoxidase of Spirul ina major and other plants
过氧化物酶
植物
Plants
Isoperoxidase
大螺旋藻
Spirul ina
major
钝顶螺旋藻
Spirulina
platensis〔7〕
海带
Laminar ia
japonica〔2〕
裙带菜
Unda ria
p innati f ida〔2〕
7种绿藻
7 species of
Chlorop hyta
小麦
Trit icum
aest ivum
同功酶
Is ozyme
— + + + -
活性
Activi ty
极低 高
注: + :有 ; - :无
大螺旋藻的可溶性蛋白质在凝胶上出现了 9条区带。在 29℃ , 1100Lux的培养条件下 ,大
螺旋藻可溶性蛋白质区带与在室内条件下 (温度 ,光照不恒定 )培养的大螺旋藻的可溶性蛋
白质区带基本一致 ,说明大螺旋藻的可溶性蛋白质区带受培养条件的影响不大 ,我们这结果
与华绍炳〔3〕的不一样 ,他们对青岛沿海 7种绿藻的研究表明 ,可溶性蛋白质带型极不稳定。我
们还注意到 ,在 29℃ , 1100Lux的培养条件下 ,未加激素的大螺旋藻的可溶性蛋白质的区带
与加 6-苄基嘌呤或萘乙酸的大螺旋藻的可溶性蛋白质的区带基本一致 ,这说明植物激素对
大螺旋藻的可溶性蛋白质区带的影响不大 ,由以上所述可以看出大螺旋藻的可溶性蛋白质
区带受外界条件的影响不大 ,因此 ,我们认为可溶性蛋白质可作为分类的依据。
参　　考　　文　　献
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