一种提高发状念珠藻野外栽培生长速率的方法

摘要

一种提高发状念珠藻野外栽培生长速率的方法，是在野外沙漠或荒漠上大规模培养发状念珠藻时，通过添加多糖类物质(如阿拉伯胶，果胶，羧甲基纤维素，黄原胶、海藻酸钠等亲水性多糖)来改变发状念珠藻与固体依附基质表面之间的润湿性，调节发状念珠藻从周围环境获取水分的供需状况，从而提高发状念珠藻在野外栽培中的生长速率，最终通过自身代谢分泌胞外多糖使发状念珠藻与沙粒粘结形成生物结皮，发挥发状念珠藻在荒漠治理中的生态保护作用。本发明具有简单易行，操作简便，发状念珠藻细胞成活率高，适宜大规模培养等特点。

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种提高发状念珠藻野外栽培生长速率的方法，适合在野外沙漠或荒漠上大规模培养发状念珠藻。

背景技术

发状念珠藻(Nostoc flagelliforme)是一种陆生性蓝细菌(蓝藻)，俗称发菜，主要生长在干旱、半干旱地区的部分荒漠草原和荒漠地带。发状念珠藻生长极为缓慢，自然条件下年生长率低于10％，蕴藏量相当有限。长期以来，发状念珠藻是我国一种名贵的食用蓝藻。近年来发状念珠藻市场需求量的上升及其价格的上涨使得对发状念珠藻的掠夺性采收加剧，发状念珠藻资源遭受严重破坏，以致濒临枯竭，并导致成片牧草枯死，大面积土壤裸露，致使草场退化、沙化。在干旱少雨的特殊生态环境下，经过几十年上百年才能长成的灌木植被一经破坏就基本上没有恢复的可能。鉴于这一局面，国务院于2000年7月起发状念珠藻被列为国家一级重点保护植物，禁止其采收、加工和销售。

为了能使野生发菜资源得到恢复，保护资源和环境，有关发状念珠藻的大规模栽培一直受到关注。至今为止，发菜细胞的液体培养条件已经比较成熟，但有效的固体培养方法还很少。根据野外调查，发菜的生长环境土壤贫瘠，土壤具有的共同特征是土层薄，沙性大，结构松散。这种土壤环境只有发菜能够生长，但生长缓慢，说明特殊的微土壤环境是发菜局限分布的一个主要因子。至今为止，关于发状念珠藻的固体培养还仅仅停留在发菜原植体的栽培上，但自2000年起发菜列为禁止采收的植物后，寻求一种新的有效的发菜野外栽培方法就显得极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更为简便、高效，适合大规模培养的提高发状念珠藻野外栽培生长速率的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.01％-0.5％亲水性多糖的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.4-0.8，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

本发明的亲水性多糖为阿拉伯胶、果胶、羧甲基纤维素、黄原胶或海藻酸钠。

本发明通过添加亲水性胞外多糖来调节发状念珠藻细胞与沙粒的润湿性，提高发状念珠藻在沙漠或荒漠上的生长速率。在沙漠或荒漠上，沙粒本身虽具有一定的润湿性能，但并不是最佳的，添加亲水性的胞外多糖可使发状念珠蓝细胞与固体依附材料之间的润湿性能达到更好，更适合发状念珠藻在固体材料上的生长。经过一定时间的野外培养，发状念珠藻细胞群落逐渐增多和增大，并通过自身代谢分泌胞外多糖与沙粒粘结形成生物结皮，提高了发状念珠藻在荒漠治理中的生态保护作用。

具体实施方式

实施例1：1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.01％阿拉伯胶的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.4，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

实施例2：1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.3％果胶的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.6，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

实施例3：1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.5％羧甲基纤维素的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.8，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

实施例4：1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.08％黄原胶的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.5，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

实施例5：1)制备发状念珠藻单细胞接种液：将发状念珠藻细胞经分离纯化后得到发状念珠藻单细胞，发状念珠藻液体扩大培养条件为，光照强度90μmolm^-2s^-1，光暗比12∶12，有光照时温度25℃，无光照时10℃，在BG-11₀培养液中培养15-20天得到发状念珠藻菌体，将所得发状念珠藻菌体接种于含有质量浓度为0.15％海藻酸钠的BG-11₀培养基中，其吸光度A₄₁₀＝0.7，即制成发状念珠藻单细胞接种菌源；

2)发状念珠藻单细胞在野外沙漠或荒漠上的培养：将发状念珠藻单细胞接种菌源喷洒于野外沙漠或荒漠上，每日早晨喷洒一次水分，喷洒的水分使固体基质表面湿润即可，直至30天后，发状念珠藻形成肉眼可见的小群落即可停止每天喷洒水分，改为每隔5天喷洒水分，60天后小群落逐渐连接成片，停止洒水任其自然生长。

本发明是将液体扩大培养的发菜单细胞接种于含有0.01％-0.5％多糖的BG-11₀培养基中作为接种菌源，通过多糖类物质(如阿拉伯胶，果胶，羧甲基纤维素，黄原胶、海藻酸钠等多糖)的亲水性来改变发状念珠藻与沙粒依附基质表面之间的润湿性，调节发状念珠藻从周围环境获取水分的供需状况，从而提高发状念珠藻在野外栽培中的生长速率，最终通过自身代谢分泌胞外多糖使发状念珠藻与沙粒粘结形成生物结皮，发挥发状念珠藻在荒漠治理中的生态保护作用。