CN103477970A - 蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术 - Google Patents

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王金霞
董瑞琪
周百成
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Abstract

本发明公开了一种蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，通过光生物反应器对蜈蚣藻丝状无性克隆系进行大量扩繁。本发明针对蜈蚣藻丝状体的生长特点，采用具有高效的光能、物质传输的封闭式光生物反应器，对蜈蚣藻的丝状无性细胞系进行大量培养，建立起高效快速的蜈蚣藻无性系细胞快速扩繁技术，能够全年连续进行蜈蚣藻无性系的规模化扩培。

Description

蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术
技术领域
本发明涉及藻类培养技术领域，具体的说是蜈蚣藻丝状体的光生物反应培养。
背景技术
蜈蚣藻（Grateloupia filicina）因含有丰富的卡拉胶在食品工业、纺织工业中都有广泛的应用，近年来蜈蚣藻的原料需求量越来越大，但蜈蚣藻的来源有限，野生资源日渐减少，且生长速度较慢，难以保证供应。而人工养殖的瓶颈是种苗问题，由于蜈蚣藻丝状体是由蜈蚣藻的单细胞克隆组成，具有较高的全能性，除具有与藻体相同的光合色素组成外，还能够在合适条件下重新发育成蜈蚣藻个体，在蜈蚣藻的人工养殖和天然活性物质生产方面具有很高的应用价值。但由于其生长速度较慢、易污染等而无法进行大量培养，从而限制了其应用。
传统的蜈蚣藻培养常常只是组织培养形式，如《舌状蜈蚣藻切段离体再生的初步研究》（张丽娟，2000），这种培养方式出苗时间长，一般需要40~60天，且数量少，不能在生产中应用。
中国专利申请201110383001.5公开了一种蜈蚣藻丝状体的诱导方法，但其只是一种丝状诱导手段，而其实蜈蚣藻丝状体的诱导不止这一种方法，通过对孢子的培养也可以获得丝状体。蜈蚣藻丝状体的诱导不是难题，难的是如何大量快速扩培，只有达到一定的规模化，才能在生产上有意义。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种能够实现蜈蚣藻丝状体快速大量繁殖、满足生产应用需要的培养技术。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，通过光生物反应器对蜈蚣藻丝状无性克隆系进行大量扩繁。
其中，所述光生物反应器是ZL98222325.0藻类生物反应器。
其中，采用所述光生物反应器进行通气培养，进气量控制在培养液体表面平稳翻动、无大量气泡破碎的状态，培养方式为批次、半连续或连续。
其中，采用以消毒海水配制的培养液，硝酸氮含量在10-500 mg/L，磷酸盐含量在1-50 mg/L，含有Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素；光照强度在20-120μEm-2s-1；光周期在10:14 L/D-24:0 L/D；培养温度在15-30℃。
其中，藻类生物反应器表面光照强度为60μEm-2s-1，光暗周期为12h：12h，培养温度25℃。
蜈蚣藻丝状体是指仅通过营养繁殖或无性繁殖的方式从单一的个体或其外植体（explant）重复繁殖而成的细胞克隆系，能够使藻类细胞停滞在某一生长阶段不再继续分化从而可以通过光生物反应器进行大量扩繁。
本发明所具有的优点：
利用细胞工程技术，诱导藻类外植体的细胞全能性表达，获得具有强扩繁能力的藻类微型无性系—丝状体。本发明构建的蜈蚣藻无性系能够停止分化，消除季节限制，可全年进行营养繁殖。相对于藻体本身，其无性系还具有适温范围广的特点，能够在10～30℃范围内能够正常生长。
采用光生物反应器，对蜈蚣藻丝状体进行通气培养，不但能够提高其生长速度，还可以达到高密度培养（3 g FW/L以上），满足生产应用的需要，首次实现了蜈蚣藻丝状体的大量、快速扩繁。
本发明针对蜈蚣藻丝状体的生长特点，采用具有高效的光能、物质传输的封闭式光生物反应器，对蜈蚣藻的丝状无性细胞系进行大量培养，建立起高效快速的蜈蚣藻无性系细胞快速扩繁技术，能够全年连续进行蜈蚣藻无性系的规模化扩培。该技术还可用于蜈蚣藻人工养殖育苗以及藻红蛋白等天然活性产物的生产。
附图说明
 图1为实施例1中生长7-14天左右的蜈蚣藻丝状体。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
实施例1
选择蜈蚣藻（Grateloupia filicina）丝状体，用物理方式即手术剪切段或用磁力搅拌器打碎成2mm左右的藻团。
将3.2g鲜重藻团于2L藻类光生物反应器中进行培养，培养液为PES培养基配方。藻类生物反应器表面光照强度为60μEm-2s-1，光暗周期为12h：12h。反应器中连续通入无菌空气，将进气量控制在培养液体表面平稳翻动、无大量气泡破碎的状态；常温下（25℃）培养，每3天更换1/3培养液，15天后反应器中蜈蚣藻丝状体培养密度达到2.8g FW/L。
图1是生长7~14天后的蜈蚣藻丝状体。图中的标尺：a=10 μm；b=5 mm。
本发明针对蜈蚣藻丝状体的生长特点，采用具有高效的光能、物质传输的封闭式光生物反应器，对蜈蚣藻的丝状无性细胞系进行大量培养，建立起高效快速的蜈蚣藻无性系细胞快速扩繁技术，能够全年连续进行蜈蚣藻无性系的规模化扩培。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，通过光生物反应器对蜈蚣藻丝状无性克隆系进行大量扩繁。
2.按权利要求1所述的蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，所述光生物反应器是ZL98222325.0藻类生物反应器。
3.按权利要求1或2所述的蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，采用所述光生物反应器进行通气培养，进气量控制在培养液体表面平稳翻动、无大量气泡破碎的状态，培养方式为批次、半连续或连续。
4.按权利要求1或2所述的蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，采用以消毒海水配制的培养液，硝酸氮含量在10-500 mg/L，磷酸盐含量在1-50 mg/L，含有Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素。
5.按权利要求1或2所述的蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，所述光生物反应器的光照强度在20-120μEm-2s-1；光周期在10:14 L/D-24:0 L/D；培养温度在15-30℃。
6.按权利要求5所述的蜈蚣藻丝状体的光生物反应器培养技术，其特征在于，所述光生物反应器的表面光照强度为60μEm-2s-1，光暗周期为12h：12h，培养温度25℃。
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Title
王金霞: "大型海藻微球体的生物反应器培养和应用基础研究", 《中国科学院研究生院博士学位论文》, 2 November 2010 (2010-11-02) *

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