地木耳人工培养及不同铁源的影响

李贤煜 李 砧 冯 佳 谢树莲

（1.山西大学 生命科学学院，山西 太原 030006；2.太原师范学院 生物科学系，山西 太原 030031）

地木耳人工培养及不同铁源的影响

李贤煜1李 砧2冯 佳1谢树莲1

（1.山西大学 生命科学学院，山西 太原 030006；2.太原师范学院 生物科学系，山西 太原 030031）

以BG－110液体和固体培养基相结合的方法，对地木耳进行人工培养，观察地木耳生长发育的过程，并比较不同铁源对其生长的影响.结果表明，在pH为8.0的条件下，能有效抑制杂藻和杂菌的生长，有利于地木耳的培养，在柠檬酸铁铵或硫酸亚铁质量浓度0.018 g／L的培养基上，地木耳生长最好.

地木耳；人工培养；铁源；pH

地木耳（NostoccommuneVauch.），又叫地皮菜、地软或普通念珠藻，属蓝藻门，念珠藻科.一般地皮菜藻体呈片状，为肉眼可见的胶状扩展群体，藻丝由50～170个营养细胞和异形胞组成，在胶鞘内无规则地排列.该种生长适应性强，在我国分布较广，从海拔3 000 m以上的高山到低地平原，从－40℃的低温到30℃以上的高温，都可以生长［1－2］.

地皮菜在许多方面有极高的应用价值.该种营养丰富，富含人体必须的多种氨基酸、微量元素和维生素，是人们的席上佳肴、健康饮品和食品，并可入药，对某些疾病有独到的疗效，在《本草纲目》、《中国医学大辞典》中有记载［3］.它还具有生物固氮作用，可作为生物肥料.

对地皮菜的研究，过去多集中于其生理、生态、生化以及营养成分等方面，而对其人工培养的相关报道甚少［1，2，4－7］.主要原因是由于其生长与pH 值、含水量、含盐量、温度等诸多因素有关，培养条件不易控制.也正因为如此，使地皮菜这一优质食用资源的利用受到了限制.同时，由于过度采收，其野生资源正面临逐渐减少的趋势.本研究在实验室条件下对地皮菜进行了人工培养并研究了培养基中微量元素铁的不同铁源及浓度对其生长的影响，以求寻找合适可行的培养条件，为其开发利用和有效保护提供理论基础.

1 材料与方法

1.1 材料

实验用地木耳藻种采购于太原五龙口市场，藻种呈棕褐色，形状为片状.

1.2 培养基

培养基采用BG－110培养基.修正的BG－110培养基分别以硫酸亚铁和氯化铁代替柠檬酸铁铵.固体培养基添加质量分数为1%的琼脂.以1 mol／L的NaOH调节pH，控制pH值在8.0.

1.3 方法

1.3.1 液体培养

地皮菜藻种用蒸馏水清洗3～4次，随后浸泡于BG－110培养液中8～11 h.称重，然后用玻璃匀浆器匀浆，制成匀浆液，质量浓度2.0 g／L.将藻种匀浆液置于10 L的玻璃培养瓶中，25℃下通气培养.光暗比为14 h∶10 h.每10 d补充一次培养液.实验设置3个重复［8］.

1.3.2 固体培养

按照1.3.1的方法制备藻种匀浆液.无菌条件下每个平板接种1 m L匀浆液，涂布棒涂匀，置于人工气候箱中静置培养.光照条件为16 h，25℃，光照度4 000lx.黑暗条件为8 h，12℃［6，9，10］.每实验组设置3个重复.

1.4 形态观察

挑取培养的群体，以OLYMPUS－BX51显微镜观察并照相.

2 结果与分析

2.1 地皮菜在液体培养基条件下的发育过程

干燥时的地皮菜外形不同于同属的葛仙米（Nostocsphaeroides）和发菜（N.flagelliforme）［11－13］，形如木耳，黑色或棕褐色，片状.遇水后，藻体吸水膨胀.将藻体压碎，在显微镜下观察，可见藻体由多数呈念珠状的藻丝组成，藻丝单列细胞（图1a）.

液体培养8～10 d后，培养物出现少许绿色，观察发现原先棕黄色的藻丝中开始出现绿色的藻丝（图1b）.约15～20 d后，培养物基本呈绿色，显微镜观察到新发育的短而直的藻丝，经过连续细胞分裂后，长度明显增加，并呈现弯曲状，细胞体积增大，胶质趋于减少（图1c）.之后，培养液中肉眼可见的绿色团块絮状物增多.约30 d后出现大小不等的球形藻体，直径在10～230μm之间，大多为150μm左右.藻丝细胞直径2.5～6.5μm，并出现了异形胞，直径5～10μm（图1d）.继续培养，藻体生长，直径增加到0.5～2 mm不等（图1e）.再经过10～20 d的培养，藻体直径可超过8 mm（图1f）.持续培养至60 d左右，球形藻体达到最大直径，约15 mm，中空，透明状，容易贴壁（图1g）.再继续培养，藻体直径不再增加，较大的藻体出现破裂（图1h）.

2.2 固体培养基中不同铁源对地皮菜生长的影响

表1是培养基中不同铁源的质量浓度水平

表1 地皮菜培养基中不同铁源及质量浓度 g／L

经培养后，培养基中生长明显可见的绿色藻落.不同铁源及浓度地皮菜固体培养生长情况见表2.从中可知，在柠檬酸铁铵或硫酸亚铁浓度0.018 g／L的培养基上，地木耳生长最好.

表2 地皮菜在不同铁源及质量浓度培养基中的生长情况

3 讨论

pH是影响藻类有关生长代谢等许多生理过程中的一个重要因子，地木耳也不例外.实验结果显示，pH值对其液体培养实验有影响.培养基的pH在7左右，即近中性时，藻株尽管能生长，但同时能生长的杂藻数量也比较多.原因可能是近中性的环境比较适合多种藻类的生长（如胶须藻、颤藻等）.地木耳的野外生长环境指示碱性条件，所以本实验控制培养基在pH值为8.0时，结果证明能在一定时间内抑制了其他藻类的生长.

从生长的速度上看，液体充气培养方式明显优于固体培养，所以，若要扩大培养应首选液体培养基培养.

许多文献对念珠藻属藻类的培养从不同角度进行过研究［8－15］，包括各种元素对其生长的影响，而这其中很少涉及到铁元素.事实上，铁元素对叶绿素蛋白的影响非常显著，植物缺铁时叶绿素蛋白含量明显下降，这是由于缺铁会导致叶绿素合成前提－吡咯环和卟啉环的合成受阻，从而导致叶绿素合成减少，尤其在偏酸性条件下，不利于Fe2＋和Fe3＋之间的转化，所以使得植物本身生长减缓［15］.铁盐吸收的好坏，对其生长有至关重要的作用.因此，本实验初步研究了不同铁盐及浓度对地木耳培养的影响.此外，作为一种健康食品，考虑到Fe2＋更易被人体吸收，采用含二价铁盐（如硫酸亚铁等）的培养基更有意义.

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［2］纪丽莲，李文谦，赵玉萍.盱眙地皮菜的液体培养研究［J］.江苏农业科学，2007，（1）：159-161

［3］夏建荣，高坤山.球形念珠藻的生化组分分析［J］.武汉植物学研究，2002，20（3）：223-224

［4］毕润成，闫桂琴.山西南部地木耳群落特征及其资源分布的研究［J］.武汉植物学研究，1999，17（3）：239-243

［5］Potts M，Whitton B A.The Ecology of Cyanobacteria［M］.Kluwer Academic publishers，2004

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［7］邓中洋，胡征宇，况琪军，等.地木耳规模化培养的初步研究［J］.武汉植物学研究.2004，22（6）：578-580

［8］赵学敏，毕永红，胡征宇.不同培养基对发菜细胞生长和光合活性的影响［J］.武汉植物学研究.2005，23（4）：332-336

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［13］梁文裕，孙兰芳，赵 辉，等.发菜液体培养的初步研究［J］.宁夏农林科技，2005，（5）：6-8

［14］毕永红，胡征宇.温度、营养和光强对发状念珠藻生长的影响［J］.过程工程学报，2004，3（4）：245-249

［15］程 超，莫开菊，汪兴平.葛仙米生长及繁殖条件的探讨［J］.湖北民族学院学报（自然科学版），2003，（4）：14-17

Studis on Artificial Cultivation ofNostocCommuneVauch.and Effects of Different Iron Sources

Li Xianyu1Li Zhen2Feng Jia1Xie Shulian1
（1.School of Life Science，Shanxi University，Taiyuan 030006；2.Department of Biology，Taiyuan Normal University，Taiyuan 030031，China）

NostoccommuneVauch.was artificial cultivated under combination of methods of BG－110 solid culture medium and liquid culture medium in the laboratory.The growth and development process were observed.The effects of different sources to growing of N.communewere compared.The results showed that N.communegrew well and other algae and bacteria were inhibited in the situation of pH 8.0.N.communegrew well on the media with 0.018 g／L ferric ammonium citrate or FeSO4.

NostoccommuneVauch.；artificial cultivation；iron sources；pH

张丽萍】

1672-2027（2011）03-0136-04

Q554

A

2010-11-23

山西省农业攻关项目（2006031036）、工业攻关项目（20100321107）.

李贤煜（1984-），男，山西昔阳人，山西大学博士研究生，主要从事植物资源的研究.