具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式及利用

摘要

本发明公开一种具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理及利用模式，通过将藻种和灭菌的沙粒按1∶4质量比混合，研磨成粉末；从野外取回的沙粒过0.2mm筛，平铺塑料盘中，厚度20cm；研磨好的藻种用蒸馏水混匀，均匀喷洒在沙面上，接种浓度4g·m

说明书

发明领域

本发明涉及荒漠苔藓的生物技术领域，具体的说，本发明涉及沙漠生物结 皮中具鞘微鞘藻分离和纯化方法技术领域。

背景技术

生物结皮作为干旱荒漠地区特殊环境的产物，是由苔藓植物、细菌、真菌、 蓝绿藻、地衣与土壤形成的有机复合体。生物结皮在其发育过程中，积极参与 土壤的形成，具有改变土壤理化性质、增加土壤有机质含量的功能，对土壤抗 侵蚀性能的提高有着显著功效。土壤生物结皮抗逆性强，具有光合、生物固氮 两大生理功能，光能利用率远高于高等植物，能够有效的利用光能资源，可以 在干旱、严寒、盐碱、土壤贫瘠的恶劣的环境下发育生长，形成5-50mm厚的地 表覆盖物，从而增强地表的稳定性，有效地减小荒漠地表的侵蚀，在防风、固 沙、防止土壤侵蚀、改变水分分布状况等方面起着重要作用。

土壤生物结皮在干旱半干旱地区分布广泛，特别是在维管植物难以生存地 区，对当地土地资源维持和生态环境保护具有重要意义。生物结皮对于荒漠干 旱半干旱地区具有诸多功能：固氮作用，为荒漠植物和土壤微生态系统提供氮 素；把金属螯合态转变为植物可吸收形态；提高土壤积聚能力，降低风蚀和沙 土流失；构建一个粗糙表面，从而可以捕获水分或者养分含量丰富颗粒。这些 功能决定了其在沙漠修复和植被管理中的重要作用。但沙漠生物结皮极易遭受 破坏，一旦遭到破坏，会加速沙漠化进程。根据结皮大小，一块完整结皮自然 恢复时间从几年到十几年不等，周期漫长。

具鞘微鞘藻广泛存在于世界各大荒漠中，并且是荒漠地区藻结皮最为明显 的优势物种。作为荒漠植被演替过程中的先锋拓殖生物，具鞘微鞘藻能在极端 环境(高温、干旱、高pH、盐碱、高紫外辐射)下生长、繁殖，并利用藻丝体 对沙粒的捆绑作用和分泌的多糖对沙粒的黏结作用使松散的沙面形成一个有机 的整体，对生物结皮的形成和发育产生重要的生态学效应。所以，在沙漠恢复 和人工生物结皮应用中，具鞘微鞘藻无疑是关键物种。但利用具鞘微鞘藻在沙 漠接种时，最适宜的接种浓度和施水量还不清楚，而接种浓度和施水量直接制 约着生物结皮的形成。在野外探明适宜的接种浓度和施水量需要大量的人力和 物力。

经检索，已有的研究结果表明，有关具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养在国 内外还未见报道。因此，探索和研究具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模 式及利用，有利于利用具鞘微鞘藻开展各种研究，对应用于沙漠生物结皮和防 风固沙有着极为重要的理论和实践意义。

发明内容

针对国内外未见有关具鞘微鞘藻纯化分离的技术现状，由于具鞘微鞘藻藻 丝外面包被较厚的鞘，而且具有黏性，容易粘附一些单细胞或个体较小的藻类， 分离纯化具有一定的难度。本发明的目的在于提供一种具鞘微鞘藻的纯化分离 方法，本发明提供的方法简便易行，可操作性强，成功地解决了具鞘微鞘藻的 纯化分离问题，对应用于沙漠生物结皮和防风固沙提供可行的生物材料。

本发明具体提供一种具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式，步骤培 养步骤包括：

(1)藻种研磨：将沙粒过0.2mm筛，灭菌，取在冰箱内保存的具鞘微鞘 藻干燥种，藻种和沙粒按1∶4质量比混合，在研钵内将藻种研磨成粉末。

(2)沙盘准备：将从野外取回的沙粒过0.2mm筛，放入50cm×35cm× 25cm的塑料盘中，铺平，沙粒厚度在20cm。

(3)接种：用喷壶将研磨好的藻种，加蒸馏水将其混匀，用喷壶均匀洒 在沙面上，接种浓度是4g m^-2。

(4)培养：接种完毕后，将沙盘移至光照培养架上进行培养，培养温度 为室温，光照强度是2000lux，光照/黑暗时间是16/8h。

(5)水分施加：每天上午10:00在沙盘上施加水分，施水量是3L m^-2， 连续施加水分15d，结皮发育良好。

通过实施本发明具体的技术内容，可以达到以下有益效果。

通过应用上述具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式，30d后测定形 成的生物结皮生物量是2.52±0.19mg cm^-2，结皮厚度是2.23±0.62mm，抗压强 度是109.43±11.66Pa，显著高于其它处理。

本发明通过提供具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理及应用模式，为利 用具鞘微鞘藻在沙漠中成功形成生物结皮提供了一种有效的技术方案，对沙漠 防风固沙、受损荒漠生态系统的人工恢复具有重要的理论意义和实践意义。

附图说明

图1显示为同一接种浓度下不同水分处理形成的生物结皮图，图中，在每 个接种量浓度的施水量梯度中，a表示了空白对照，b表示了0.75L m^-2，c表示了 1.5L m^-2，d表示了2.25L m^-2，e表示了3L m^-2，f表示了3.75L m^-2。

图2显示为同一水分条件下不同接种浓度处理形成的生物结皮图，图中a 表示了接种浓度梯度是0.5g m^-2，b表示了接种浓度梯度是1g m^-2，c表示了接种浓 度梯度是4g m^-2，d表示了接种浓度梯度是7g m^-2。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。

实施例一：具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式

具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式具体培养步骤包括：

(1)藻种研磨：将沙粒过0.2mm筛，灭菌，取在冰箱内保存的具鞘微鞘 藻干藻种，藻种和沙粒按1∶4质量比混合，在研钵内将藻种研磨成粉末。

(2)沙盘准备：将从野外取回的沙粒过0.2mm筛，放入50cm×35cm× 25cm的塑料盘中，铺平，沙粒厚度在20cm。

(3)接种：用喷壶将研磨好的藻种，加蒸馏水将其混匀，用喷壶均匀洒 在沙面上，接种浓度梯度分别是是0.5g m^-2，1g m^-2，4g m^-2，7g m^-2参见附图 2中a-d。

(4)培养：接种完毕后，将沙盘移至光照培养架上进行培养，培养温度 为室温，光照强度是2000lux，光照/黑暗时间是16/8h。

(5)水分施加：每天上午10:00在沙盘上施加水分，每个接种量浓度的 施水量梯度分别为：空白对照，0.75L m^-2，1.5L m^-2，2.25L m^-2，3L m^-2，3.75 L m^-2，连续施加水分15d，参见附图1中a-f。

综合考虑接种量和施水量两方面因素，具鞘微鞘藻接种量是4g m^-2，施水 量为3L m^-2在室内形成的生物结皮效果最好，30d后测定形成的生物结皮生物 量是2.52±0.19mg·cm^-2，结皮厚度是2.23±0.62mm，抗压强度是109.43±11.66 Pa，显著高于其它处理。