健康生長期：

顏色：深紅色、紫紅色或粉紅色（因菌株和光照條件略有差異）。

原因：菌體合成大量細菌葉綠素（Bchl a）和類胡蘿卜素（如螺菌黃素），用于光合作用。

透明度：均勻渾濁，無明顯沉淀或分層。

對數(shù)生長期后期：

顏色可能變淺：因部分菌體進入穩(wěn)定期，代謝速率下降，色素合成減少。

二、顏色異常與潛在問題分析

1. 顏色變淺或發(fā)白

可能原因：

營養(yǎng)缺乏：碳源（如乙酸鈉）或氮源（如NH?Cl）耗盡，導(dǎo)致菌體停止增殖。

光照不足：光合色素合成受阻（需光照強度1000-5000 lux，波長800-900 nm近紅外光）。

氧化壓力：培養(yǎng)基氧化還原電位過高（需添加半胱氨酸、Na?S等還原劑）。

溫度不適：超出最適生長溫度（30-35℃），高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，低溫抑制代謝。

解決方案：

補加新鮮培養(yǎng)基或關(guān)鍵營養(yǎng)（如補加0.2%乙酸鈉）。

調(diào)整光源波長和強度，使用紅外LED燈或白熾燈。

補充還原劑（如0.05% Na?S·9H?O）并通氮氣驅(qū)氧。

嚴格控溫在30-35℃范圍內(nèi)。

2. 顏色變綠或藍綠色

可能原因：

雜菌污染：綠硫細菌（如Chlorobium）或藍細菌（如Synechocystis）競爭性生長。

光質(zhì)不匹配：使用短波長光源（如藍光）誘導(dǎo)異常色素表達。

解決方案：

鏡檢確認污染（綠硫細菌呈桿狀、藍細菌有光合片層），更換培養(yǎng)基并嚴格滅菌（121℃ 20分鐘）。

使用長波長光源（＞800 nm）或添加濾光片。

3. 顏色變棕黃或灰褐色

可能原因：

代謝產(chǎn)物積累：硫化物（如H?S）或有機酸過量導(dǎo)致pH下降（理想pH 6.8-7.5）。

菌體自溶：長期培養(yǎng)未傳代，菌體死亡后釋放胞內(nèi)物質(zhì)。

解決方案：

監(jiān)測并調(diào)節(jié)pH（添加1M NaOH或緩沖液如HEPES）。

縮短培養(yǎng)周期，及時轉(zhuǎn)接新鮮培養(yǎng)基（每3-5天傳代一次）。

4. 顏色發(fā)黑或有黑色沉淀

可能原因：

硫化物沉淀：過量硫源（如Na?S）在酸性條件下生成FeS或MnS黑色沉淀。

重金屬毒性：培養(yǎng)基中Fe2?、Cu2?等離子濃度過高。

解決方案：

降低硫源濃度，控制pH在7.0以上防止硫化物析出。

使用去離子水配制培養(yǎng)基，添加EDTA（0.01-0.1 mM）螯合重金屬。

三、顏色變化的分子機制與深層解析

1. 光合色素合成的調(diào)控

細菌葉綠素（Bchl a）與類胡蘿卜素的平衡

正常紅色源于Bchl a（吸收近紅外光）與類胡蘿卜素（吸收藍綠光，起光保護作用）的協(xié)同表達。

顏色變淺：可能因光照過強導(dǎo)致類胡蘿卜素占比升高（菌體啟動光保護機制），或氮源不足抑制Bchl合成。

顏色發(fā)綠：若污染藍細菌（含葉綠素a）或綠硫細菌（含Bchl c/d），光譜吸收峰偏移至可見光區(qū)（如680 nm）。

2. 氧化還原狀態(tài)對色素的影響

培養(yǎng)基中還原劑（如Na?S）不足時，Eh（氧化還原電位）升高，抑制光合膜系統(tǒng)發(fā)育，導(dǎo)致Bchl合成受阻。

檢測建議：使用鉑電極實時監(jiān)測Eh值，目標(biāo)范圍-150～-250 mV（厭氧光合代謝的典型值）。

3. 硫代謝與顏色異常

沼澤紅假單胞菌可利用硫化物（S2?）作為電子供體，但過量硫化物會導(dǎo)致：

黑色沉淀：S2?與Fe2?生成FeS（培養(yǎng)基含鐵時）。

pH驟降：硫氧化產(chǎn)生H?SO?，抑制菌體生長（顏色變黃褐）。

對策：控制硫源濃度（≤1 mM），添加pH緩沖劑（如10 mM MOPS）。

四、高級培養(yǎng)優(yōu)化策略

1. 動態(tài)補料培養(yǎng)

問題：分批培養(yǎng)中碳源（如乙酸）快速耗盡，導(dǎo)致生長停滯（顏色變淺）。

解決方案：

采用恒化器（Chemostat）連續(xù)培養(yǎng)，維持碳氮比穩(wěn)定。

補料策略：當(dāng)OD660達到0.8時，流加0.5%乙酸鈉（每小時補加體積的1%）。

2. 光生物反應(yīng)器設(shè)計

光路優(yōu)化：

使用光纖導(dǎo)光系統(tǒng)，確保培養(yǎng)液內(nèi)部光均勻分布（避免表面光過強而底層光不足）。

光波長選擇：優(yōu)先使用850-900 nm LED（匹配Bchl a吸收峰）。

控氧技術(shù)：

微好氧條件下，通入N?:CO?=95:5混合氣體，維持溶解氧＜0.1 mg/L（避免光合系統(tǒng)氧化損傷）。

3. 代謝組學(xué)輔助診斷

若顏色異常且常規(guī)方法無效，可檢測培養(yǎng)液中代謝物：

液相色譜（HPLC）：分析乙酸、丙酸等有機酸殘留量，判斷碳源利用率。

氣相色譜（GC）：檢測H?S、CO?等氣體代謝產(chǎn)物，評估硫代謝是否失衡。

五、疑難案例解析

案例1：菌液顏色反復(fù)變白

現(xiàn)象：接種后初期呈紅色，3天后變白，補加營養(yǎng)后恢復(fù)，但循環(huán)出現(xiàn)。

診斷：

鏡檢發(fā)現(xiàn)菌體聚集成團（生物膜），導(dǎo)致傳代不均。

檢測發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中Mg2?不足（＜0.1 mM），影響細胞膜穩(wěn)定性。

解決：

添加5 mM MgSO?，并加入0.01% Tween 80分散菌體團聚。

改用磁力攪拌培養(yǎng)（轉(zhuǎn)速50 rpm）增強傳質(zhì)。

案例2：顏色呈異常紫黑色

現(xiàn)象：菌液呈紫黑色，離心后上清為黃色，沉淀為黑色顆粒。

診斷：

X射線衍射（XRD）顯示沉淀含F(xiàn)e?O?（磁鐵礦），因培養(yǎng)基中Fe2?過量（＞5 mM）且pH＞7.5時自發(fā)氧化。

解決：

降低FeSO?濃度至0.1 mM，添加10 mM EDTA螯合游離Fe2?。

控制pH在7.0以下（通過調(diào)節(jié)CO?通氣比例）。

六、長期維護與菌種保藏

1. 防止菌種退化的措施

傳代頻率：每2周轉(zhuǎn)接一次，避免長期靜置培養(yǎng)（易誘發(fā)突變）。

抗逆性強化：

在培養(yǎng)基中逐步增加光照強度（從1000 lux至3000 lux），篩選高活力菌株。

添加0.5%海藻糖作為保護劑，減少傳代過程中的氧化損傷。

2. 高效保藏方法

短期保存：

穿刺半固體培養(yǎng)基（含0.3%瓊脂），4℃避光可存活3個月。

長期保存：

甘油冷凍管：菌液與40%甘油混合（終濃度20%），-80℃保存5年以上。

冷凍干燥：添加脫脂牛奶作為保護劑，真空凍干后-20℃儲存（存活率＞90%）。

七、常見問題快速響應(yīng)表

茵衣藻是一種模型綠色微藻，能夠利用醋酸異養(yǎng)生長。盡管含有完整的β氧化基因，但不能在脂肪酸上生長。最近的報道表明，藻類優(yōu)先隔離而不是分解脂酰鏈，來用作快速重建膜。我們收集了一系列過氧化物酶體生物發(fā)生所需的潛在衣藻過氧化物素（PEXs），以表明萊茵衣藻具有一套完整的過氧化物酶體生物發(fā)生因子。為了確定過氧化物酶體參與外源性脂肪酸的代謝，我們檢測了在不同營養(yǎng)條件下表達與過氧化物酶體蛋白N端或c端肽融合的熒光蛋白，同時加入熒光標(biāo)記的棕櫚酸。在光照和黑暗，有或者沒有乙酸作為碳源的條件下，使用共聚焦顯微鏡跟蹤過氧化物酶體。在細胞中，鑒定了四個主要的隔間，包括： (1)乙醛酸循環(huán)酶標(biāo)記和含有過氧化物酶體靶向信號1（PTS1）三肽但缺乏脂肪酸標(biāo)記，(2)脂肪酸標(biāo)記，(3)乙醛酸循環(huán)酶標(biāo)記，(4)PTS1標(biāo)記。不到5%的隔間同時含有脂肪酸和過氧化物酶體標(biāo)記物。對光學(xué)切片圖像的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，萊茵衣藻在細胞中同時攜帶不同的過氧化物酶體群體，并根據(jù)光照條件調(diào)節(jié)過氧化物酶體的含量。另一方面，無論培養(yǎng)條件如何，同時含有脂肪酸和過氧化物酶體標(biāo)記物的隔室的比例都沒有顯著變化。結(jié)果表明，β-氧化在萊茵衣藻的過氧化物酶體群體中可能發(fā)生率較小，這支持了藻類中脂肪酸的主要代謝偏好是脂質(zhì)生物合成而不是β-氧化的觀點。

纖細裸藻能積累大量的β-1,3-葡聚糖，并線性聚合形成顆粒狀的副淀粉作為貯藏多糖。纖細裸藻在無氧條件下快速分解副淀粉并將其轉(zhuǎn)化為蠟酯產(chǎn)生ATP。早期研究已在纖細裸藻中鑒定出存在三種主要的β-1,3-葡聚糖酶，但目前尚不清楚這些酶是否主要負責(zé)副淀粉的降解過程。在本研究中，我們首先證明了這些已知的β-1,3-葡聚糖酶不是無氧副淀粉降解所必需的，然后進行了功能蛋白質(zhì)組學(xué)和反向遺傳學(xué)分析，以確定負責(zé)副淀粉降解的酶。對從分離的副淀粉中提取的蛋白質(zhì)進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)兩種內(nèi)切葡聚糖酶（EgENG1A和EgENG2）和一種層狀糊精磷酸化酶（EgLDP1）是潛在的副淀粉降解酶。此外，基于生物信息學(xué)對這些酶同源蛋白的鑒定表明，在副淀粉降解過程中，還有一種葡聚糖酶（EgENG1B）和兩種磷酸化酶（EgLDP2和EgP1）參與。同時敲除任意2~3個內(nèi)切葡聚糖酶基因均可顯著延緩副淀粉在無氧條件下的降解。兩個編碼層狀糊精磷酸化酶基因的敲除細胞系dKD-ldp1/p1在副淀粉合成和降解方面表現(xiàn)出比單敲除細胞系更為顯著的表型，表明EgLDP1和EgP1共同調(diào)節(jié)副淀粉代謝。這些結(jié)果清楚地表明，在本研究中確定的葡聚糖酶和磷酸化酶在無氧條件下的大量副淀粉降解中發(fā)揮作用。

　　前言：

　　近年來，南美白對蝦早期死亡綜合癥（EMS）一直困擾著整個對蝦養(yǎng)殖業(yè)，“EMS”還是導(dǎo)致對蝦養(yǎng)殖早期高死亡率、高排塘率的主要原因。對蝦的“EMS”與藻毒素有著千絲萬縷的聯(lián)系，采取切實可行的措施，控制好藻毒素，才是減少對蝦早期死亡綜合癥的主要途經(jīng)。

　　藻類對南美白對蝦養(yǎng)殖的影響：

　　1.藻類都具有產(chǎn)氧功能，也包括令養(yǎng)蝦戶頭疼的藍藻。當(dāng)前最大的問題是，當(dāng)單一藻類大量繁殖時，會釋放出藻毒素，直接導(dǎo)致水體溶氧迅速降低，造成的南美白蝦的應(yīng)激性反應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)單一藻類大量繁殖的情況時，需要引起我們的重視。

　　2.在眾多藻類毒素中，藍藻微囊藻毒素對白對蝦肝胰臟的損傷是不容置疑的，同時也是造成南美白對蝦肝胰腺壞死、腸炎、偷死的主要原因之一。水中藻類問題導(dǎo)致對蝦大量死亡的現(xiàn)象也時有發(fā)生，對水中藻類的控制已經(jīng)成為水質(zhì)管理的重點之一。

　　藻毒素產(chǎn)生的原因：

　　1、水體富營養(yǎng)化是藻毒素發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)和首要條件，養(yǎng)殖水質(zhì)自身污染也是誘發(fā)有害藻類大量繁殖的原因之一。

　　2、倒藻影響。倒藻出現(xiàn)時會導(dǎo)致水色驟然變清、變濁、甚至變紅。發(fā)生“倒藻”時，首先溶解氧會下降，二氧化碳會增加，pH值迅速下降；其次大量的死藻分解，會加大耗氧，還會產(chǎn)生氨氮和亞硝酸鹽；水中的原生物會大量繁殖，直接導(dǎo)致對蝦藻類毒素中毒、缺氧、發(fā)病、死亡。

　　如何控制藻毒素過度繁殖：

　　1.做好肥水育藻是最關(guān)鍵的第一步。改變傳統(tǒng)的肥水方式，少施有機肥，合理施用生物肥，主動控制少藻和不倒藻。

　　2.堅持“以菌養(yǎng)藻”。定期投放有益微生物制劑，如光合細菌、EM菌、乳酸菌、芽孢桿菌，通過生態(tài)競爭，降解進入水體中的有機耗氧，凈化水質(zhì)，平衡藻相和菌相。

　　3.提高底部溶解氧。溶解氧是評價水質(zhì)穩(wěn)定的重要標(biāo)準，在對蝦養(yǎng)殖中后期增大溶氧量，尤其是凌晨池水溶解氧為最低時，是常見的降低水體氨氮、亞硝酸鹽含量的有效措施。

　　堅持使用膽汁酸拌料，雖然現(xiàn)在藻毒素?zé)o藥可徹底降解，但我們可以通過拌料使用膽汁酸起到促進對蝦肝胰腺排毒解毒的作用，同時強健對蝦肝胰腺功能，提高對蝦體質(zhì)，預(yù)防因藻毒素引起的腸炎、偷死、白便等肝胰腺疾病。

　　有害藻的大量生長說明水環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)問題，因此對不同的有害藻類的不同時期可采用不同的方案進行處理，但對于毒性比較大的藻類，換水還是最佳選擇?？刂茖ξr藻毒綜合癥，是對蝦養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的重要舉措。

　　文章來源于龍昌動保官方網(wǎng)站

根據(jù)光合作用是否產(chǎn)氧，可分為不產(chǎn)氧光合細菌和產(chǎn)氧光合細菌;又可根據(jù)光合細菌碳源利用的不同，將其分為光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型，前者是以硫化氫為光合作用供氫體的紫硫細菌和綠硫細菌，后者是以各種有機物為供氫體和主要碳源的紫色非硫細菌。
產(chǎn)品分類液體菌劑以有機、無機原料培養(yǎng)液接種光合細菌，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)而成的光合細菌菌液。
固體菌劑由某種固體物質(zhì)作為載體吸附光合細菌菌液而成。
施用方法生產(chǎn)的光合細菌肥料一般為液體菌液，用于農(nóng)作物的基肥、追肥、拌種、葉面噴施、秧菌蘸根等。
作種肥使用，可增加生物固氮作用，提高根際固氮效應(yīng)，增進土壤肥力。
葉面噴施，可改善植物營養(yǎng)，增強植物生理功能和抗病能力，從而起到增產(chǎn)和改善品質(zhì)的作用。
作果蔬保鮮劑，能抑制病菌引起的病害，對西瓜等的保存有良好的作用。光合細菌防止病害的主要原因是因為它具有殺菌作用，能抑制其他有害菌群及病毒的生長。
此外，在畜牧業(yè)上應(yīng)用于飼料添加劑，畜禽糞便的除臭，有機廢棄物的處理上均有較好的應(yīng)用前景。
由于光合細菌應(yīng)用歷史比較短，許多方面的應(yīng)用研究還處在初級階段，還有大量的、深入的研究工作要做。尤其是這一產(chǎn)品的質(zhì)量、標(biāo)準以及進一步提高應(yīng)用效果等方面基礎(chǔ)薄弱，有待進一步加強。目前的研究和試驗已顯示出光合細菌作為重要的微生物資源，其開發(fā)應(yīng)用的前景是廣闊的，必將具有不可替代的應(yīng)用市場，在人類活動中必將發(fā)揮越來越大的作用。

光合細菌簡稱PSB是在厭氧條件下, 能夠進行不放氧光合作用的一類細菌的總稱。屬于水圈微生物的一種, 廣泛分布于水田、池塘及江河湖海中,尤其在有機物污染的積水(如糞便、堆肥污水等)處較多。光合細菌包括綠硫細菌、紅硫細菌、紅螺菌三個科, 其中紅螺科的一些屬(如紅假單胞屬)能在厭氧光照、好氧黑暗條件下迅速利用低分子有機物, 故可用來處理有機廢水。

2.研究概況

自60年代起, 日本小林正泰等首先進行了用PSB菌處理有機廢水方面的研究, 先后成功地利用光合細菌對糞尿、食品行業(yè)污水、淀粉生產(chǎn)污水、皮革及以豆制品生產(chǎn)中所產(chǎn)生的有機廢水進行了處理, 取得了成功的經(jīng)驗。近年來中國也已對高合成脂肪廢水、豆制品、洗毛廢水及檸檬酸、味精等中、高濃度廢水進行了研究和成功運作。而且不僅采用PSB占絕對優(yōu)勢的活性污泥法, 同時采用制用載體進行接觸氧化法的運作也取得了較大的成功。在利用PSB處理高濃度廢水如味精廢水經(jīng)過三段接觸氧化法, 利用PSB菌群, 將COD從幾萬降至2-3千mg/L不僅突破了傳統(tǒng)的采用厭氧處理后才能將COD從幾萬降至幾千的做法, 同時將作為一種優(yōu)勢菌與其它優(yōu)勢菌結(jié)合, 可以廣泛應(yīng)用在食品、印染、制革、造紙等具有可生化性能的污水處理上。

3.PSB處理有機廢水的原理

從廢水中分離出來的PSB是紅螺菌科的一些細菌種, 其細胞可進行光合磷酸化和光氧化還原反應(yīng), 在好氧黑暗條件下, 紅螺菌缺少這種載色體, 此時它通過三梭酸循環(huán)來進行有機酸代謝, 但當(dāng)轉(zhuǎn)變成厭氧光照時又很快形成載色體。這種隨生長條件變化而靈活地改變代謝類型的特性, 使PSB在厭氧光照、黑暗好氧、明亮好氧的條件下均可降解有機物, 而且它所要求的條件也不像一般的專屬好氧菌和專屬厭氧菌那樣嚴格。由于在好氧條件下產(chǎn)酸的速率明顯高于厭氧產(chǎn)酸的發(fā)酵的速率, 且PSB生長較快, 分解能力較大, 故在好氧設(shè)施使用PSB降解有機物更為有利, 它不僅比單一的專屬細菌具有較高生長率, 同時在不同環(huán)境條件下都能發(fā)揮其特殊的作用。對于酸化水解工藝加上好氧曝氣處理有機廢水來源, 通過兼性厭氧菌的作用將長鏈有機物轉(zhuǎn)化成低級脂肪酸等小分子有機物, 再在好氧條件下, PSB生物降解有機物的能力比常規(guī)的好氧菌具有較高的處理效率, 它將使好氧生化池的容積大幅度減小, 降低工程投資, 具有廣泛的應(yīng)用價值。

PSB與其它菌種共同生存時同樣具有較高的優(yōu)勢。在自然水體中紅螺菌是與其它養(yǎng)菌共生的, 而且有機物越多的地方如魚塘、沼澤、淤泥堆積等地,紅螺菌會更多, 因此只要廢水中的水質(zhì)、溶解氧、停留時間合適, 光合細菌就會保持一定的優(yōu)勢生長, 在生化反應(yīng)池中的微生物菌群與降解過程中相應(yīng)的微生物菌群交替演繹使得生物降解在更高的狀態(tài)下進行。因此, 只要投加的菌種是生物降解所必需的, 或能協(xié)同降解有機物的微生物, 均可使PSB菌處于一種高效的狀態(tài), 提高處理效果。

4.處理有機廢水的特點

a、處理中低濃度的廢水時, 同樣具有處理高濃度有機廢水的特點,BOD 負荷高。可高達5kg/m3·d以上, 同時由于投加了其它菌種, 同樣具有一般接觸氧化法的特點, 出水BOD很低。

b、耐沖擊負荷,BOD 負荷大幅變化, 出水處理效果不受影響。

c、重新運行靈活

在將PSB菌進行接觸氧化法時, 不需污泥回流, 吸附在載體上時, PSB菌種生長性能好, 重新檢修時, 恢復(fù)正常運行啟動較快。

e、PSB耐高鹽分, 是一種可降解油脂、脫硫、脫氮、脫磷的廣譜細菌, 在和不同的細菌協(xié)同作用下,可以處理多種有機廢水。

f、對溫度變化不敏感, 在低溫狀態(tài)下, 仍然能達到一定的處理效果。

g、污泥量少, 易于分離。作用于載體上時, 污泥量比單純的活性污泥法的污泥產(chǎn)量大幅度減少。

5.結(jié)論

光合細菌在污水處理中, 能有效地提高處理效率, 它不僅對高濃度有機廢水水質(zhì)具有良好的處理效果, 而且與其它優(yōu)勢菌協(xié)同處理低濃度廢水時同樣能取得較理想的效果, 而且能降低基建投資, 減少運行成本。是具有實用價值的處理方式。

1.?在水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用。凈化養(yǎng)殖塘水質(zhì)。PSB可以抑制綠藻等有害微生物的生長，降解有害有機物，增加水體氧氣，減少水生動物的病害。作為水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖的飼料或飼料添加劑。PSB蛋白質(zhì)含量>60%，并含有16種氨基酸，各種B族維生素、促生長因子、輔酶Q、抗病毒因子和色素等，是一種營養(yǎng)豐富的飼料或飼料添加劑。這種飼料是一種典型的單細胞蛋白（SCP）。水產(chǎn)養(yǎng)殖用每畝水面每次投放10升（凈化水質(zhì)用1-3次，魚飼料用應(yīng)多少投放），飼料或添加劑用按1-3%添加到動物飼料或飲水中。

2.?在種植業(yè)上的應(yīng)用。PSB作為微生物肥料增強作物的光合作用，改良土壤，提高作物的固氮能力，促進生根、花芽形成、果實膨大和作物早熟，提高作物抗毒、抗病能力。此項應(yīng)用一般用清水稀釋20倍后，噴灑葉面、噴灌滴灌、澆根、浸根均可。

3.?污水、垃圾的凈化和除臭。在養(yǎng)殖中，由于密度大，大量的飼料投喂和動物糞便的排泄，加上其他工業(yè)、居民生產(chǎn)生活也產(chǎn)生高濃度的廢水，給環(huán)境造成極大負擔(dān)。PSB處理污水效果好，連續(xù)投放三次，間隔一周，每次每畝投放20升，可以達到污水綜合排放標(biāo)準。垃圾除臭采用噴灑處理。

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光合細菌

光合細菌適宜生長在15℃—40℃的環(huán)境中，有半環(huán)狀、桿狀、球狀、螺旋狀等多種形態(tài)。光合細菌雖不含葉綠體，但含有類似葉綠體的結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中有葉綠素、菌綠素、輔助色素類胡蘿卜素和藻膽素等細菌光合色素，這些色素是光合細菌進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。

光合細菌菌體無毒且營養(yǎng)豐富，含有65.45%蛋白質(zhì)，7.18%脂肪，2.78%粗纖維和20.31%可溶性糖。PSB菌體還含有豐富的B族微生物（其中維生素B12含量是酵母的200倍）和16種人體必需氨基酸、泛酸、葉酸等。除此之外，還含有抗病毒物質(zhì)、促生長因子和輔酶Q等多種生理活性物質(zhì)，尤其是輔酶Q含量分別為酵母、菠菜葉和玉米幼芽的13倍、94倍和82倍。光合細菌也因此被開發(fā)成多種保健食品。據(jù)美國商務(wù)部透露，僅1992年, 美國保健品中約有5.5% ~ 6.5%的品種加有不同比重的光合細菌菌液；日本生物化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的一種紫色光合細菌保健食品還申請了專利。

由于以煤焦油系為主要成分的合成色素具有致癌性，天然色素的開發(fā)引起了廣泛關(guān)注。光合細菌含有的類胡蘿卜素是一種用途非常廣泛的功能色素，在用作食品添加劑的同時還可起到抗氧化的保健作用。采用光合細菌發(fā)酵生產(chǎn)的類胡蘿卜素?zé)o毒、色彩鮮艷，目前已被廣泛應(yīng)用于油脂類、豆制品、冰淇淋、糕點以及飲料等的著色。

此外，光合細菌還可作為優(yōu)良的水質(zhì)改良劑和飼料添加劑應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽飼養(yǎng)上。

經(jīng)典的紫色非硫細菌（紅螺菌）的富集培養(yǎng)基的配方為：NH4Cl：0.1g；?NaHCO3：0.1g；K2HPO4：0.02g；CH3COONa：0.1~0.5g；MgSO4·7H2O：0.02g；?NaCl：0.05～0.2g；?生長因子1ml，蒸餾水97ml，微量元素溶液1ml，pH為7.0。

其中，①5％NaHCO3水溶液，過濾除菌取2m1加入無菌培養(yǎng)基中。②生長因子：維生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、對氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg，以上藥品溶于蒸餾水中，定容至10ml，然后過濾除菌。③微量元素溶液：FeCl3·6H2O?：5mg；CuS04·5H2O：0.05mg；H3BO4lmg；MnCl2·4H2O：0.05mg；ZnSO4·7H2O：1mg；Co(NO3)2·6H2O：?0.5mg。以上藥品分別溶于蒸餾水中，并定容至1000m1。

除①、②、③外，各成分溶解后100?Pa滅菌20min。然后分別加入①、②、③，如加入0.1％～0.3％的蛋白胨則能促進該菌生長。

2、分離培養(yǎng)基：

傳統(tǒng)的紅螺科分離培養(yǎng)基的配方為：NH4Cl：0.1g；?MgCl2：0.02g；?酵母膏：0.01g；?K2HPO4：0.05g；?NaCl：?0.2g；?瓊脂2g，蒸餾水90ml。100Pa滅菌20min。

滅菌后，無菌操作加入經(jīng)過濾除菌的0.5g/5mlNaHCO3，再無菌加入過濾除菌的0.1g或0.1mlNa2S·9H2O（降低培養(yǎng)基的氧化還原值），最后再加入5ml經(jīng)過濾除菌的乙醇、戊醇或4％丙氨酸。用過濾滅菌的0.1mol/H3PO3調(diào)pH至7.0。

3、篩選富集培養(yǎng)基

? ? ? ? ? ?NH4Cl?1g/L,?NaHCO3?1g/L,?CH3COONa?3g/L,?KH2PO4?0.3g/L,?MgSO4?0.1g/L,?酵母膏0.5g/L,?微量元素母液1g,?自然pH值。擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基以海水代替微量元素母液。1000~4000lx光照,?(30±2)℃恒溫培養(yǎng)。

參考文獻：固定化海洋光合細菌處理生活污水的研究*???黃寶興,李蘭生,趙亮,張微,唐迎迎????海洋湖沼通報

4、基礎(chǔ)培養(yǎng)基

NH4Cl:1g;?Na2HPO4:?0.5g;?MgSO4:?0.2g;?NaCl:?2g;?NaHCO3:?5g;?酵母膏:2g?;?乙醇2ml，用?0.1N?H3PO4調(diào)至pH7.0。

劃線培養(yǎng)基:采用固體瓊脂培養(yǎng)基，即在基礎(chǔ)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加1.0%的瓊脂。

以上培養(yǎng)基初始pH值均用H3PO4調(diào)至7.0，經(jīng)121℃滅菌30分鐘，NaHCO3過濾除

菌后加入。培養(yǎng)條件:光照培養(yǎng)箱溫度控制在30℃、光照強度控制在?3000uE.m-2s-1培養(yǎng)。

光合細菌是一種兼性嫌氣細菌，需要深層培養(yǎng)或在真空干燥器內(nèi)達到嫌氣或半嫌氣狀態(tài)，一般將混合菌放入培養(yǎng)液中先富集再分離。具體方法:將混合菌裝入?10ml試管中，加入培養(yǎng)液充滿至刻度，蓋上膠塞，在光照條件下保持在30℃左右培養(yǎng)。待培養(yǎng)液出現(xiàn)紅色后，取培養(yǎng)液加1.5%的瓊脂，制成固體培養(yǎng)基，取菌液分別用無菌水以10-100000000倍稀釋，分別取lml樣本涂在平皿上，光照、30℃培養(yǎng)2d左右在平板上長出菌落。移至平板采用劃線法進行分離，將劃好線的平板倒置，在相同條件下培養(yǎng)，反復(fù)分離純化，挑取不同特征的菌落，用斜面保存，純化分離后的菌種置于冰箱保存?zhèn)溆谩?/span>

PSB?培養(yǎng)中除碳、氮、磷等主要營養(yǎng)元素外，還需要一定量的鎂、鈣、鈉和有關(guān)的微量元素，將所需的營養(yǎng)元素按一定的比例配成適于菌體生長繁殖的培養(yǎng)基。本實驗室采用酵母膏、蛋白胨培養(yǎng)基，基本配方為:CaCl2?0.3g，MgSO4·7H2O?0.5g，酵母膏3g，蛋白胨3g，蒸餾水1000ml，pH:?6.8.?如需制固體培養(yǎng)基再加2%瓊脂。培養(yǎng)溫度：25℃～30℃最佳，光照強度：2000LX～5000LX，PH：7.5～8.5最佳。

把菌種接種到滅好菌的培養(yǎng)基中，在三角瓶中進行二級培養(yǎng)，每天搖晃幾次。把?40L?的反應(yīng)器中加滿自來水，放入通氣管，蓋上保鮮膜一起用次氯酸殺菌消毒24小時，用硫代硫酸鈉（1L次氯酸需要150g硫代硫酸鈉）來中和。以15%的接種量接入反應(yīng)器中，用泵通氣培養(yǎng)，用分光光度計跟蹤測量菌液的密度，得到菌液的密度較高，而且反應(yīng)器還可以進一步放大。

5、細菌生長培養(yǎng)基

NaCOOH3.0g.酵母膏3.0g，NH4CL2.0g，KH2PO4 0.5g，天然海水1000ml，高溫滅菌。

100ml具塞容量瓶中裝有50ml光合細菌培養(yǎng)基，按10%接種量接種母液（約每毫升10億個細胞）混合均勻后置于恒溫光照培養(yǎng)箱中光照厭氧培養(yǎng)，光強2500Lux，溫度30攝氏度。

6、HCH光合細菌培養(yǎng)基

滅菌條件

（1）高壓蒸汽滅菌?小件玻璃器皿、培養(yǎng)基等采用濕式高壓蒸汽滅菌。這種滅菌方式可以達到徹底的滅菌。滅菌條件：0.103?MPa，120?℃，20min。

（2）紫外滅菌?無菌操作臺采用紫外滅菌方式，用紫外燈滅菌?30min。該種方式對空氣進行滅菌。

光合細菌的純培養(yǎng)

本課題研究所用光合細菌為?Z08，除特殊說明外，皆是由純培養(yǎng)獲得。將?50?mL?HCH?培養(yǎng)基灌裝于?250?mL?三角瓶，用封口膜將瓶口密封，以防止灰塵和雜菌進入。灌裝好的培養(yǎng)基采用高壓蒸汽滅菌?20?min。待冷卻以后，在無菌操作臺中接種?OD660=1.0（干重?840?mg/L）的?Z08?15?mL。接種后將菌液放置在?140?rpm?的恒溫搖床中培養(yǎng)，控制溫度?30?℃，24?h?照明，照度?500—1000?lx，培養(yǎng)?48?h?達到穩(wěn)定期。培養(yǎng)后的光合細菌保存在?4℃條件下備用。

紅色非硫光合細菌富集培養(yǎng)基的配制:?NaHCO3?1.0?g;?NH4Cl?1?g;?K2HPO4??0.2?g;CH3COONa?1.0~5.0?g;MgSO4·7H2O?0.2?g;?NaCl?0.5~2.0?g;酵母浸汁0.1?g;微量元素10?mL。

將上述成分溶于蒸餾水中,調(diào)節(jié)pH至7.0,定容1000?mL。在115℃下滅菌20?min。

光合細菌的分離與培養(yǎng)

①?液體富集培養(yǎng)基：CH3COONa?3.0?g?，CH3CH2COONa?0.3?g，NaCl?1.0?g，(NH4)2SO4?0.3?g，MgSO4·7H2O?0.5?g，K2HPO4?0.7?g，CaCl2?0.05?g，MnSO4?0.0025?g，FeSO4?0.005?g，酵母膏?0.1?g，谷氨酸?1.0?g，蒸餾水定容至?1?L，調(diào)?pH?至?7.4。

②?固體分離培養(yǎng)基：CH3COONa?3.0?g·L-1，酵母膏?3.0?g·L-1，CaCl2?0.3?g·L-1，MgSO4·7H2O?0.5g·L-1，瓊脂?20?g·L-1，調(diào)?pH7.4。

培養(yǎng)條件：取少量活性污泥樣品于裝有?120?mL?富集培養(yǎng)基的?125?mL?血清瓶中富集，置于光照培養(yǎng)箱中?30?℃培養(yǎng)，照度為?2000?1x。6~9?d?后，液體培養(yǎng)基變?yōu)榧t色，經(jīng)搖床振蕩稀釋處理后，涂布和劃線于平板固體培養(yǎng)基上，置于恒溫培養(yǎng)箱中黑暗好氧培養(yǎng)，7?d?后獲得單菌落。在平板固體培養(yǎng)基中重復(fù)劃線?3?次以上，直到在顯微鏡下觀察為純菌。

7、RCVBN擴大培養(yǎng)基

優(yōu)化培養(yǎng)實驗采用RCVBN擴大培養(yǎng)基,其組成為:CH3COONa?3.0g,?(NH4)2SO4?1.0g,?MgSO4?0.2g,?NaCl?1.0g,?KH2PO4?0.3g,?K2HPO4?0.5g,?CaCl2?0.05g,?酵母膏0.1g,?微量元素溶液1mL,?蒸餾水1000mL.

微量元素溶液為改良的Imhoff和Truper生長因子溶液,其組成為:?EDTA-2Na?2g,?FeSO4·7H2O?0.2g,?MnCl2·4H2O?0.1g,?H3BO3?0.1g,?CoCl2·6H2O?0.1g,?ZnCl2?0.1g,?Na2MoO4·2H2O?0.02g,?NiCl2·6H2O?0.02mg,?CuCl2·2H2O?0.01g,?蒸餾水1000mL。

培養(yǎng)方法

在8個CSTR光合培養(yǎng)器中進行分批培養(yǎng),培養(yǎng)器體積為50?L。培養(yǎng)器光照根據(jù)強度不同的需要分別由三只25W,40W,60W,100W白熾燈泡組合提供,培養(yǎng)器的底部設(shè)有穿孔曝氣管,根據(jù)DO含量間歇開啟,培養(yǎng)器內(nèi)設(shè)有溫控器。

8、光合細菌參考培養(yǎng)基

無水乙酸鈉5mg，氯化銨1.0mg，磷酸氫二鉀0.2mg，MgSO4·7H2O 0.2mg， 碳酸氫鈉1.0mg，酵母浸膏0.1mg，氯化鈉1.0mg調(diào)節(jié)pH為7.1-7.2, 1.05Mpa，121攝氏度滅菌20分鐘，固體培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)上添加15-20%瓊脂