几种海洋微藻的固定化培养

我们用褐藻酸钙固定化处理和培养了几种我国常见的海洋微藻测定了在固定化条件下这些藻类的生长以及光合作用和呼吸作用情况,并初步研究了固定化条件对藻类生长的影响.期望这些工作对我国海藻细胞固定化技术的应用和发展能起到一定的作用.

固定化的各种微藻,经过一段时间的培养,在褐藻酸钙胶球内进行细胞分裂并形成大小不一的藻落.这些藻落随着培养时间的延长而增大(图版工).镜检并未发现细胞形态有大的变化,但细胞大小稍有变化,如固定化等鞭金藻较自由生长的细胞略小,固定化亚心形扁藻变大.一些具有鞭毛的种类(如金藻、盐藻和扁藻),在固定化过程中失去鞭毛呈不运动形式.但若将它们从固定化状态解离开来,经短时间的培养后,它们又恢复原来细胞的大小和运动.

若培养时问过长,各种固定化微藻都有外泌到培养液中的现象发生.外泌程度以盐藻和金藻最弱,隐杆藻和三角褐指藻次之,扁藻和微形角刺藻最多.

各种微藻在褐藻酸钙胶球内的生长速率不同.但除亚心形扁藻外,生长速率都低于游离细胞.一般来说,同一藻落内的细胞基本处于相同的细胞周期.我们观察到,隐杆藻虽然在褐藻酸钙胶球内也形成藻落,但藻落内细胞松散,甚至彼此分开(图版工一1),而大扁藻(图版I一2)、亚心形扁藻(图版工一5)和三角揭指藻的固定化细胞在胶球内形成的藻落,藻落内细胞靠得较紧,需要施加外力才能将藻落打散.角刺藻(图版工一4)和等鞭金藻(图版工一3)藻落内细胞的内聚力极强,需施较强外力始能将其打散.

当藻落达到一定密度后,细胞的生长即逐渐停止.对一些种类,如三角褐指藻、角刺藻、盐藻和大扁藻,固定化细胞会逐渐死亡解体,即使经常更换培养液也不能使这种情况逆转.而另一些种类,如亚心形扁藻、隐杆藻和等鞭金藻,若定期更换培养液和保持合适的培养条件,细胞仍可在褐藻酸钙内保持旺盛活力不会死亡.固定化海洋微藻的呼吸作用强度分高低两种,亚心形扁藻、等鞭金藻和隐杆藻的呼吸作小南等:几种海洋微藻的固定化培养作用强度低于相应的游离细胞,而其余的种类,其固定化细胞的呼吸程度均高于游离细胞。

讨论

固定化是构建生物反应器的一项重要技术.固定化藻类的应用探索己涉及种质保存、生物传感器、代谢产物生产、能源生产、污水处理和协同固定化等领域,但关于固定化对藻类影响的基础研究还比较少.至于海藻的固定化研究,无论是基础理论和开发应用都处于起步阶段.用海藻酸钙固定化以后,微藻处于同游离状态完全不同的微环境中,其生长和生理过程必然受到影响.因此对更多的种类进行固定化培养和游离状态的培养,比较其对生长和生理过程的影响,积累更多的基础资料,对于构建生物反应器并进一步开发利用都是必不可少的.