均匀设计在紫球藻培养基优化中的应用.pdfVIP

维普资讯 第23卷 第6期 海 洋 通 报 V01．23．No．6 2004年 l2月 MARINESCIENCEBULLETIN Dec．2OO4 均匀设计在紫球藻培养基优化中的应用 孙利芹 ，林剑，王长海，江涛 (1．中国海洋大学，山东 青岛 266071：2一烟台大学海洋生化工程研究所，山东 烟台 264005) 摘 要：将均匀设计的方法应用于紫球藻 (Porphyridiumcruentum)培养基的优化。在单因素实验的基础 上，采用Ut2(12×6)均匀设计表对影响紫球藻生长显著的4种主要营养因素进行了优化，获得了以海水 为基础的优化培养基配方：NaHCO~：2755gL／，NaNO~：3．224gm ，KH2PO*：0．035gm ，VBt2： 2．772ugm，VBt：0．9mgm，Fe—EDTA：0．11mgL／，有效地提高了紫球藻的生物量产量和生长速率。 关键词：紫球藻：培养条件优化；均匀设计 中图分类号：Q949．29+2．1：Q9453 文献标识码：A 文章编号：1001．6392(2004)06-0066—05 均匀设计是我国著名数学家王元、方开泰创立的一种将数论与多元统计相结合的实验设 计方法，与正交设计相比，它具有许多突出优点，如：(1)每个因素每个水平只做～次试 验，而且试验次数与水平数相同；(2)水平数增加时，试验次数按水平数增加的量而增 加；(3)可以用计算机给出定量方程式，便于分析条件对结果的影响，减小误差；(4)可 以大大地减少试验次数，提高工作效率，降低成本；(5)便于对有交互作用的因素进行实 验研究。均匀设计在军事科学、航空航天上应用极广，在生化、微生物工程方面也有较多的 报道㈣ 。 紫球藻 (Porphyridium cruentun)是一种比较原始的单细胞红藻，它广泛地分布在海 水、淡水、咸水及潮湿的土地中，有较强的抗盐性。紫球藻生长过程中能合成藻红蛋白、高 不饱和脂肪酸和紫球藻多糖等多种具有广阔前景及巨大潜在市场的生物活性物质，有很高的 经济价值。紫球藻的生长过程中不利用有机碳源，HCo3和C02均有利于它的生长，培养基 中C，N，P和微量元素的浓度大小对其生长也有很大的影响 。 对于紫球藻培养基的优化已有相关报道 ，但仅限于运用正交设计方法，考虑到均匀设 计能够用最少的试验次数获得科学结论，这对于海洋微藻培养基的筛选具有重要的意义。因 此本文将这种新型的设计方法用在紫球藻培条件的优化上，以较少的实验次数，借助计算机 的统计回归软件，寻找到最优的培养基配方。 l 材料与方法 1．1 藻种 实验所用紫球藻 (Porphyridium cruentun)藻种是由烟台大学海洋生化工程研究所提 供，经分离与纯化所得。 1．2 培养液、培养条件 原始培养基配方 (原 1)为：NaHCO3，3．0g／L；NaNO3，1．5g／L；KH2PO3，0．03e／L；VBI2， 收稿 日期收修改稿 日期 基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金项目资助 维普资讯 6期 孙利芹等：均匀设计在紫球藻培养基优化中的应用 67 0．5tagL／；VB1，0．9mg／L和Fe-EDTA，0．1lmgL／ 。配制培养基用的海水为经海水过滤系统 过滤的无菌海水，自然pH。 藻类培养在恒温振荡培养箱中进行，设定温度为：23℃±l℃，光照强度：3500lx， 转速：140rm／in。 l-3 测试方法 用比色法测定生物量 ，建立细胞个数与吸光度的关系曲线及细胞干重与吸光度的关系 曲线。取新鲜培养液，3500rm／in离心 15min，弃上清液，以无菌海水悬浮，再次离心，用 无菌海水定容到一定的浓度，用第二次离心后的上清液作参比，在604nlil下测其吸光度。 同时采用血球计数法计量其对应的细胞个数：取 l0mL培养液加入离心管中，两次离心、 洗涤后置于105℃烘