葛仙米、地木耳的大量培养及葛仙米形态生理特征研究

论文摘要

本文以葛仙米（Nostoc sphaeroides）、地木耳（Nostoc commune）两种具有重要经济价值蓝藻为材料,开展了大量培养研究。并对葛仙米群体内部显微结构的变化及生理特征进行了系统的研究。主要获得以下结果:室内规模化和室外跑道式培养池培养葛仙米和地木耳。室内大量培养的规模达到5000升,月最高产量可达到297.4 Kg （鲜重）,月均生产量为180.9 Kg （鲜重）,温度过高会明显降低葛仙米的产量。在室外利用跑道式培养池培养葛仙米、地木耳,地木耳的生产率最高可以达到445.2 g·m-2·d-1 （鲜重）;在表面积为13 m2的培养池中,地木耳的接种量低于120 Kg时,生产率和接种密度成正比。葛仙米的生产率最高可以达到269.2 g·m-2·d-1 （鲜重）,直径较大的葛仙米群体由于群体破裂,降低室外培养生产率;葛仙米群体中叶绿素a的含量（以鲜重计）随着群体直径的增加呈明显下降趋势,相反,含水量（RWC）却随群体直径的增加而显著增加,可溶性糖的含量同样与直径之间呈正相关性。葛仙米群体内部结构受群体直径、光强和培养温度的影响。在直径增加的过程中,葛仙米群体的外部特征变化不明显,但其横切结构发生明显变化。群体直径为1mm时,所有的藻丝无规则地均匀分布在共同的胶鞘以内;随着群体直径的增加,葛仙米的横切上依次出现致密点、环状结构、或有或无核心,群体中央变为液态,最后直至群体发生破裂消失。同时,藻丝的排列、不同位置藻丝的长短、光合能力和色素含量也呈现一定的规律;在直径2mm以下时,群体内部和表层藻丝的长短无明显差异,排列也无明显规律;随着群体直径的增加,群体表层的藻丝呈放射状排列,内部的藻丝排列无规律,长度变短;外层藻丝的光合速率加快,内层藻丝的叶绿素a和藻胆蛋白含量增加。培养光强和温度同样影响葛仙米群体内部结构的变化。在室外条件下用玻璃缸培养葛仙米,葛仙米的生产率、可溶性糖的含量、叶绿素a的含量、干湿重比等,均呈现不同的变化趋势。与一层、两层网覆盖时相比,通常无网覆盖时生产率较高,最高可以达到5.354±1.055 g·L-1·d-1（Fw）

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 第一节 藻类的大规模培养
• 1.1 营养物质
• 1.1.1 碳源
• 1.1.1.1 无机碳源
• 1.1.1.2 有机碳源
• 1.1.2 氮源
• 1.1.3 矿物质与微量元素
• 1.2 光照的限制
• 1.3 温度的限制
• 1.4 光照与温度相互作用的影响
• 1.5 高氧浓度的影响
• 1.6 对pH值的控制
• 1.7 保持单藻培养
• 1.8 搅拌
• 第二节 藻类中的光合色素
• 2.1 光合色素的结构
• 2.1.1 叶绿素的结构
• 2.1.2 类胡萝卜素的结构
• 2.1.3 藻胆蛋白的结构
• 2.2 光合色素的吸收光谱
• 2.2.1 叶绿素的吸收光谱
• 2.2.2 类胡萝卜素的吸收光谱
• 2.2.3 藻胆蛋白的吸收光谱
• 2.3 光合色素与光能
• 第三节 葛仙米的研究进展
• 3.1 葛仙米的分类地位、产地、生活史
• 3.1.1 葛仙米的分类地位
• 3.1.2 产地
• 3.1.3 葛仙米的生活史
• 3.1.3.1 形态发育
• 3.1.3.2 发育过程中的细胞化学变化
• 3.2 葛仙米的生理学研究
• 3.2.1 藻殖段的分化
• 3.2.2 水分胁迫
• 3.2.3 盐胁迫
• 3.2.4 毒理学效应
• 3.2.5 无机碳的利用
• 3.2.6 重力对葛仙米生长的影响
• 3.2.7 葛仙米群体直径对生长生理的影响
• 3.3 葛仙米的营养成分分析
• 3.4 葛仙米资源的利用与开发
• 3.4.1 葛仙米作为佳肴的记载
• 3.4.2 药用价值
• 3.4.3 葛仙米产品的开发
• 3.4.3.1 多糖的提取
• 3.4.3.2 产品开发相关的技术
• 3.4.3.3 葛仙米的人工培养
• 3.5 展望
• 第二章 葛仙米、地木耳的规模化培养
• 第一节 葛仙米、地木耳规模化培养的生产技术
• 1.1 前言
• 1.2 材料和方法
• 1.2.1 实验材料
• 1.2.2 藻种的制备
• 1.2.3 室内葛仙米、地木耳的大量培养
• 1.2.4 室外葛仙米、地木耳的大量培养
• 1.2.5 葛仙米、地木耳的收获
• 1.3 结果与讨论
• 1.3.1 室内培养葛仙米、地木耳的产量
• 1.3.2 室外培养葛仙米、地木耳的产量
• 1.3.3 室外葛仙米、地木耳培养过程中应该观测的项目
• 1.4 小结
• 第二节 地木耳规模化培养的初步研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 实验藻种
• 2.2.2 藻丝形成群体
• 2.2.3 室外培养池的建造
• 2.2.4 地木耳的室外培养及生长的测定
• 2.2.5 藻群体鲜重的称量
• 2.2.6 地木耳群体直径大小的测量及杂藻的鉴别和技术
• 2.3 结果
• 2.3.1 藻丝形成群体的过程
• 2.3.2 地木耳生物量的变化
• 2.3.3 地木耳直径大小的变化
• 2.3.4 杂藻的种类和数量
• 2.4 小结
• 第三节 葛仙米室外规模化培养中不同群体直径大小对生长和群体破裂的影响..
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 藻种与预培养
• 3.2.2 培养池的建造
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 生长测定
• 3.2.3.2 葛仙米的收获
• 3.2.3.3 含水量的测定
• 3.2.3.4 叶绿素a的测定
• 3.2.3.5 类胡萝卜素含量的测定
• 3.2.3.6 苯酚硫酸法测量可溶性糖的含量
• 3.2.3.7 培养液中杂藻的种类与数量
• 3.2.3.8 葛仙米群体的显微结构
• 3.3 结果
• 3.3.1 葛仙米的产量
• 3.3.2 不同群体大小葛仙米的生长曲线
• 3.3.3 单位培养液中藻体粒数的变化曲线
• 3.3.4 葛仙米群体直径的变化
• 3.3.5 葛仙米含水量、Chla、可溶性糖的含量
• 3.3.6 培养池中杂藻的种类与数量
• 3.3.7 葛仙米的横切结构
• 3.4 讨论
• 第三章 葛仙米生活史及大群体不同层光合能力的比较
• 第一节 葛仙米的生活史——从藻丝形成群体到最后破裂
• 1.1 材料和方法
• 1.1.1 藻种
• 1.1.2 藻丝形成微群体
• 1.1.3 微群体形成大群体后，群体尺寸对葛仙米群体内部显微结构的影响
• 1.1.4 培养温度和光强对葛仙米群体内部显微结构的影响
• 1.1.5 取样观察
• 1.2 实验结果
• 1.2.1 藻丝形成微群体的过程
• 1.2.2 随着群体直径的增加葛仙米群体内部结构的变化
• 1.2.3 不同培养条件对葛仙米横切结构的影响
• 1.2.3.1 光强对葛仙米横切结构的影响
• 1.2.3.2 温度对葛仙米横切结构的影响
• 1.3 讨论
• 第二节 葛仙米大群体不同层光合能力的比较
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 群体不同层的低温荧光光谱的测定
• 2.1.2 群体不同层的全细胞吸收光谱和甲醇提取液的吸收光谱
• 2.1.3 群体不同层细胞的光合作用的测定
• 2.1.4 叶绿素的测定
• 2.1.5 类胡萝卜素的测定
• 2.1.6 藻胆蛋白含量的测定
• 2.2 结果
• 2.2.1 低温荧光发射光谱
• 2.2.2 吸收光谱
• 2.2.3 群体不同层细胞的叶绿素及藻胆蛋白含量
• 2.2.4 群体不同层细胞的P-I曲线
• 2.3 讨论
• 第四章 不同季节葛仙米的室外培养
• 1. 前言
• 2. 材料和方法
• 2.1 藻种
• 2.2 预培养
• 2.3 接种
• 2.4 生长的测定
• 2.5 太阳辐射日变化对葛仙米光合效率的影响
• 2.6 叶绿素a 的测定
• 2.7 苯酚硫酸法测量可溶性糖的含量
• 2.8 含水量的测定
• 2.9 葛仙米群体的显微结构
• 2.10 吸收光谱的测定
• 3 实验结果
• 3.1 光强与温度的变化
• 3.2 不同时间的生产率及生长曲线
• 3.3 可溶性糖含量的变化
• 3.4 叶绿素a 含量的变化
• 3.5 干湿重比的变化
• 3.6 不同月份甲醇的吸收光谱
• 3.7 天气状况对Fv/Fm的影响
• 3.8 不同月份不同遮阴处理对葛仙米横切结构的影响
• 4 讨论
• 第五章 接种密度对葛仙米生长、群体存活率、直径增加速度的影响
• 1 前言
• 2 材料和方法
• 2.1 藻种及其预培养
• 2.2 接种
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 直径的变化培养液中群体粒数的变化
• 2.3.2 叶绿素a 含量的测定
• 2.3.3 葛仙米群体颜色的变化
• 3 实验结果
• 3.1 接种密度对生长的影响
• 3.2 葛仙米群体直径增加的速率
• 3.3 接种密度对群体的存活率的影响
• 3.4 生长过程中葛仙米群体颜色的变化
• 4 讨论
• 参考文献
• 本研究的创新点
• 文章撰写和发表的情况
• 致谢