不同CO2濃度對(duì)葛仙米生理生化特性的影響及葛仙米大量培養(yǎng)研究.pdf

1、葛仙米（Nostoc sphaeroides）是一種可食用的固氮藍(lán)藻，并且有著很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。目前野生葛仙米主要生長(zhǎng)在湖北省鶴峰縣的水稻田中，但是由于環(huán)境的變化，鶴峰縣的野生葛仙米的年產(chǎn)量不斷減少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)對(duì)其的需求，因此現(xiàn)在有許多的科研人員展開了在室內(nèi)或者室外對(duì)葛仙米進(jìn)行人工培養(yǎng)的研究工作。在可控生態(tài)生命控制系統(tǒng)領(lǐng)域，研究人員也密切關(guān)注著葛仙米，因?yàn)楦鹣擅准仁且环N高營(yíng)養(yǎng)的食物，又是一種能去除二氧化碳產(chǎn)生氧氣的藻類，還

2、能在短時(shí)間內(nèi)積累大量生物量且其所占用的體積又比種植傳統(tǒng)的高等植物要小得多。
　　本文研究了在三種不同CO2濃度（380 ppm、900 ppm、1500 ppm）下培養(yǎng)的葛仙米在生長(zhǎng)、生理、光合作用等方面的表現(xiàn)，并用平板式光生物反應(yīng)器對(duì)葛仙米的室內(nèi)大量培養(yǎng)進(jìn)行了初步的研究，旨在探討葛仙米在未來(lái)封閉空間生保系統(tǒng)應(yīng)用的前景。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）首先對(duì)不同CO2濃度對(duì)葛仙米的生物量增長(zhǎng)速度和質(zhì)量的影響進(jìn)行了研

3、究。發(fā)現(xiàn)在本文所選取的三種CO2濃度中，葛仙米的鮮重生長(zhǎng)和干重生長(zhǎng)的速度隨著CO2濃度的增大而增大，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的培養(yǎng)后，CO2濃度為1500 ppm組葛仙米的鮮重比在大氣CO2濃度下培養(yǎng)時(shí)葛仙米的鮮重高出62.44％，干重則是在大氣CO2濃度下培養(yǎng)時(shí)葛仙米干重的3.05倍，比在CO2濃度為900 ppm的條件下培養(yǎng)的葛仙米鮮重高27.99%，干重是其1.47倍，而在CO2濃度為900 ppm的條件下培養(yǎng)的葛仙米鮮重比在大氣CO2濃度下

4、培養(yǎng)時(shí)葛仙米的鮮重高26.92%，干重則是其2.08倍；干鮮重比也隨著CO2濃度升高而增大，在CO2濃度為1500 ppm條件下培養(yǎng)的葛仙米的干鮮重比最大，為1.57，而在CO2濃度為900 ppm條件下培養(yǎng)的葛仙米的干鮮重比次之，為1.33，在用普通空氣培養(yǎng)的條件下葛仙米的干鮮重比最小，為0.83，說(shuō)明CO2濃度的升高有利于干物質(zhì)的積累；隨著CO2濃度的升高，葛仙米群體的平均直徑減小，在CO2濃度為380 ppm、900 ppm、15

5、00 ppm這三種條件下其直徑大于2 mm的葛仙米顆粒所占的比例分別是72%、70%和69%，而較大粒徑的葛仙米（>4 mm）則有較大的差異，分別為32%、25%和12%，較小粒徑的葛仙米（<4 mm）所占的比例分別是68%、75%和88%；同時(shí)，在高濃度CO2條件下生長(zhǎng)的葛仙米有著相對(duì)較小的顆粒平均直徑以及更好的顆粒彈性；
　?。?）然后對(duì)不同CO2濃度對(duì)葛仙米的蛋白質(zhì)、多糖及抗氧化酶（超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶）的影響進(jìn)行了研

6、究。發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量和可溶性多糖的含量隨著CO2濃度的增大而增大，CO2為1500 ppm組比CO2濃度為900 ppm組的總蛋白含量和可溶性多糖含量分別高7.4%和17.34%，比CO2濃度為380 ppm組的則分別高37.14%和64.20%，；隨著CO2濃度的升高，葛仙米的抗氧化酶的活性也相應(yīng)地增大了，說(shuō)明CO2濃度的升高可以提高藻類的抗氧化能力，這對(duì)于藻類的生長(zhǎng)包括其遇到其他逆境條件時(shí)的生長(zhǎng)是有利的。
　?。?）將葛仙米進(jìn)行

7、一個(gè)周期的培養(yǎng)后，對(duì)葛仙米的光合特性進(jìn)行了測(cè)定。發(fā)現(xiàn)在本實(shí)驗(yàn)所選取的三種CO2濃度中，隨著CO2濃度的升高，葛仙米的葉綠素含量也隨著升高，一個(gè)周期結(jié)束時(shí)，CO2為1500 ppm組比CO2濃度為900 ppm組的葉綠素a含量高27.7%，比CO2濃度為380 ppm組高57.1%，PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化率（Fv/Fm）和潛在最大相對(duì)電子傳遞速率（rETRm）隨著CO2濃度的升高增大，說(shuō)明隨著CO2濃度的升高，葛仙米的光合能力亦有所增強(qiáng)，三組