沼澤紅假單胞菌培養基的優化研究

幸晶晶，王瑞品，柳忠玉 (長江大學生命科學學院，湖北 荊州 434025)

馬立安 (長江大學生命科學學院，湖北 荊州 434025；長江大學荊楚特色食品研發中心，湖北 荊州 434025)

沼澤紅假單胞菌培養基的優化研究

幸晶晶，王瑞品，柳忠玉
(長江大學生命科學學院，湖北 荊州 434025)

馬立安
(長江大學生命科學學院，湖北 荊州 434025；長江大學荊楚特色食品研發中心，湖北 荊州 434025)

為有效促進沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)的生長和繁殖，采用單因素試驗和正交試驗對其培養基配方進行了優化，結果顯示，最佳培養基組成配方為:乙酸鈉3.8g/L，氯化銨1.3g/L，酵母膏0.7g/L，微量元素0.8 mL/L。在此條件下培養，沼澤紅假單胞菌菌液D660nm值可達 2.186，比優化前提高了29.4%。

沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)；培養基；優化

光合細菌(Photosynthetic Bacteria，PSB)是一類具有原始光合體系、能在厭氧或兼性厭氧環境中進行光合作用不產氧氣的原核生物總稱。光合菌具有固碳、產氫、可氧化和分解硫化氫及多種毒物的能力[1～3]。沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)是光合細菌的代表菌株之一。沼澤紅假單胞菌作為養殖水質凈化劑，早已廣泛應用于水產養殖中，可有效降低對蝦養殖廢水中的化學需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)。沼澤紅假單胞菌富含各種生物活性蛋白、泛酸、葉酸和多種維生素，可作為飼料添加劑用于經濟動物的養殖[4～7]。沼澤紅假單胞菌也能加速植物對養分的吸收和轉化，有利于提高作物的產量和品質，同時又能夠改善土壤菌群的分布，提高土壤的肥力[8,9]。但是，沼澤紅假單胞菌培養基成分以及各種培養條件的研究仍然是制約該菌廣泛應用的主要因素之一[10]。本研究旨在對沼澤紅假單胞菌的培養基配方進行優化，簡化生產配方，降低生產成本，以期為產業化生產沼澤紅假單胞菌菌劑提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

沼澤紅假單胞菌為長江大學生命科學學院微生物實驗室保藏。

基礎培養基成分：乙酸鈉、氯化銨、酵母膏、微量元素(由FeCl3·6H2O 5mg、CuSO4·5H2O 0.05mg、H3BO41mg、MnCl2·4H2O 0.05mg、ZnSO4·7H2O 1mg、CO(NO3)2·6H2O 0.5mg溶于蒸餾水中，并定容至1000mL配制而成)、蒸餾水。

1.2 方法1.2.1 菌種的活化

將實驗室保存的菌株在無雜菌的條件下轉接 3 次，接種量10%，于 32℃、1500 lx 光照條件下培養 72h。

1.2.2 單因素試驗

在基礎培養基中添加4.2g/L乙酸鈉、0.8g/L酵母膏、1mL/L微量元素，先改變氯化銨濃度(1.1、1.3、1.5g/L)，確定最優的氯化銨濃度；接著在最優的氯化銨濃度基礎上改變酵母膏的濃度(0.5、0.6、0.7g/L)，確定最優的酵母膏濃度；再在優化的氯化銨、酵母膏濃度基礎上改變微量元素的濃度(0.0、0.4、0.6、0.8、1.0mL/L)，確定最優的微量元素濃度；最后在優化的氯化銨、酵母膏、微量元素濃度基礎上改變乙酸鈉濃度(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5g/L)，確定最優的乙酸鈉濃度。

1.2.3 正交試驗

采用 L9 (34)正交試驗設計，選擇沼澤紅假單胞菌培養基中上述4種成分作為試驗的因素，每個因素選3個水平，分別進行試驗組合。然后對這 9 種不同組合的培養基按 10%接種量分別接種沼澤紅假單胞菌菌株，于 32℃、1500lx 光照條件下培養 72h，測定培養液的光密度D660nm值。

2 結果與分析

2.1 氯化銨對沼澤紅假單胞菌生長的影響

注：不同字母表示組間顯著性差異(P<0.05)，圖2～4同。圖1 不同濃度氯化銨下沼澤紅假單胞菌的生長情況

圖2 不同濃度酵母膏下沼澤紅假單胞菌的生長情況

不同濃度氯化銨下的沼澤紅假單胞菌培養液D660nm測定結果如圖1 所示。由圖1可見，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值隨著氯化銨濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，但不同濃度氯化銨下的沼澤紅假單胞菌生長沒有顯著影響(P> 0.05)，當氯化銨濃度為 1.3g/L 時，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值稍高，因此，后續試驗中氯化銨的濃度采用1.3g/L。

2.2 酵母膏對沼澤紅假單胞菌生長的影響

不同濃度酵母膏下的沼澤紅假單胞菌培養液D660nm測定結果如圖2 所示。由圖2可見，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值隨著酵母膏濃度的升高而上升，當酵母膏濃度為 0.7g/L時，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值最高，且顯著高于其他濃度組 (P<0.05)。因此，后續試驗中酵母膏的濃度采用0.7g/L。

2.3 微量元素對沼澤紅假單胞菌生長的影響

不同濃度微量元素下的沼澤紅假單胞菌培養液D660nm測定結果如圖3 所示。由圖3可見，在培養基中添加微量元素的條件下，沼澤紅假單胞菌的D660nm值顯著高于不加微量元素的對照組(P<0.05)，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值隨著微量元素濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，當微量元素濃度為0.6mL/L 時，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值最高，因此，后續實驗中微量元素的濃度采用0.6mL/L。

2.4 乙酸鈉對沼澤紅假單胞菌生長的影響

不同濃度乙酸鈉下的沼澤紅假單胞菌培養液D660nm測定結果如圖4所示。由圖4可見，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值隨著乙酸鈉濃度的升高呈先上升后下降的趨勢。當乙酸鈉濃度為4.0g/L時，沼澤紅假單胞菌培養液的D660nm值最高，且顯著高于其他濃度組(P<0.05)。

2.5 培養基配方優化的正交試驗

采用L9(34)正交試驗對培養基成分進行優化，對乙酸鈉、氯化銨、酵母膏及微量元素進行4因素3水平的正交試驗，考察培養基組分對沼澤紅假單胞菌生長影響，選取最優的培養基配方。正交試驗因素水平見表1，正交試驗結果見表2。由表2可得出，培養基成分對沼澤紅假單胞菌生長的影響順序為D>A>B>C，微量元素對沼澤紅假單胞菌生長的影響最大，酵母膏對生長的影響最小。最終確定優化培養基的組分為A2B2C3D3，即乙酸鈉3.8g/L、氯化銨1.3g/L、酵母膏0.7g/L、微量元素0.8mL/L。在此條件下培養，沼澤紅假單胞菌D660nm值可達2.186，比優化前提高了29.4%。

圖3 不同濃度微量元素下沼澤紅假單胞菌的生長情況圖4 不同濃度微量元素下沼澤紅假單胞菌的生長情況

表1 因素水平表

表2 培養基優化正交試驗結果

3 討論與小結

近年研究發現，pH、溫度、接種量、光照強度等因素影響沼澤紅假單胞菌的生長，并且它們之間又相互影響[10～15]。本研究在自然pH、37℃培養箱條件下重點考察了培養基成分對沼澤紅假單胞菌生長的影響。在沼澤紅假單胞菌株培養基組成的優化試驗中，對正交試驗設計得到的9種配方組合分別進行了培養試驗，其結果顯示最優配方組合為:乙酸鈉為3.8g/L，氯化銨1.3g/L，酵母膏0.7g/L，微量元素0.8mL/L。在此條件下培養，沼澤紅假單胞菌培養液D660nm值可達2.186，比優化前提高了29.4%，說明該配方培養基可顯著促進沼澤紅假單胞菌的生長和繁殖。由于沼澤紅假單胞菌在農作物、水產養殖業及污水凈化方面應用效果較多。因此，對沼澤紅假單胞菌培養的最優化培養基成分配搭和培養條件的研究，可為該類光合菌的規模培養和工業化生產提供依據。

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[編輯] 余文斌

2016-10-14

幸晶晶(1993-)，女，碩士生，研究方向為食品微生物與生態學。通信作者：馬立安，malian@yangtzeu.edu.cn;柳忠玉，179595859@qq.com。

Q935

A

1673-1409(2017)02-0042-04

[引著格式]幸晶晶，王瑞品，柳忠玉，等.沼澤紅假單胞菌培養基的優化研究[J].長江大學學報(自科版)，2017，14(2)：42～45.