一種微生物復合添加劑及其在提高光合細菌產(chǎn)量中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微生物復合添加劑及其在提高光合細菌產(chǎn)量中的應用。本發(fā)明所提供的微生物復合添加劑，由亞鐵鹽、鎂鹽、鈷鹽和芽孢桿菌組成；所述亞鐵鹽、所述鎂鹽、所述鈷鹽和所述芽孢桿菌的配比符合如下條件：所述亞鐵鹽中的亞鐵離子、所述鎂鹽中的鎂離子、所述鈷鹽中的鈷離子和所述芽孢桿菌的配比為20mg：10mg：10mg：2.56×106cfu。本發(fā)明通過在光合細菌培養(yǎng)基中添加所述微生物復合添加劑，結(jié)果顯示可明顯促進光合細菌的快速增殖，在單位體積和單位時間內(nèi)獲得了更大的生物量，從而提高了光合細菌的產(chǎn)量。本發(fā)明實現(xiàn)了高效培養(yǎng)光合細菌的目的，培養(yǎng)獲得的光合細菌可以作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料添加劑。
【專利說明】一種微生物復合添加劑及其在提高光合細菌產(chǎn)量中的應用

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于微生物【技術(shù)領域】，涉及一種微生物復合添加劑及其在提高光合細菌產(chǎn) 量中的應用。

【背景技術(shù)】
[0002] 光合細菌菌體無毒，其體內(nèi)含60%以上的蛋白質(zhì)，并富含例如B12、葉酸等多種維 生素，其體內(nèi)的生物素含量是酵母的幾千倍。另外，光合細菌體內(nèi)還含有生長促進因子，是 一類營養(yǎng)價值高且成分較全的細菌。將光合細菌應用于養(yǎng)殖業(yè)中具有明顯的增產(chǎn)效果，所 以發(fā)展光合細菌菌體作為養(yǎng)殖飼料添加劑有望帶來巨大的經(jīng)濟效益。
[0003] 光合細菌是一類以光作為能源的微生物，能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自 然界中的有機物、硫化物、氨等作為供氫體兼碳源進行光合作用。隨著光合細菌的作為養(yǎng)殖 飼料帶來的效益的研宄和應用的不斷深入，首要的問題是如何實現(xiàn)菌體的大量培養(yǎng)，使光 合細菌的研宄更多地應用于生產(chǎn)，實現(xiàn)規(guī)模化的應用。目前關(guān)于光合細菌的培養(yǎng)基有許多， RCVBN培養(yǎng)基是光合細菌培養(yǎng)中常用的基礎培養(yǎng)基。針對不同的菌種，該培養(yǎng)基在組成和濃 度上有經(jīng)過一定的改良，但光合細菌在其中生長仍然緩慢，不利于光合細菌的大規(guī)模培養(yǎng)。
[0004] 因此，如何提高培養(yǎng)過程中的光合細菌細胞生物產(chǎn)量成為光合細菌作為養(yǎng)殖飼料 產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種微生物復合添加劑及其應用。
[0006] 本發(fā)明所提供的微生物復合添加劑，具體由亞鐵鹽、鎂鹽、鈷鹽和芽孢桿菌 (Bacillus sp.)組成；所述亞鐵鹽、所述鎂鹽、所述鈷鹽和所述芽孢桿菌的配比符合如下條 件：所述亞鐵鹽中的亞鐵離子、所述鎂鹽中的鎂離子、所述鈷鹽中的鈷離子和所述芽孢桿菌 的配比為 20mg :IOmg :IOmg :2· 56X 106cfu。
[0007] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述亞鐵鹽具體為硫酸亞鐵，所述鎂鹽具體為硫酸鎂， 所述鈷鹽具體為氯化鈷。相應的，所述微生物復合添加劑為由硫酸亞鐵、硫酸鎂、氯化鈷和 所述芽孢桿菌按照54mg :50mg :10mg :2. 56X IO6Cfu的比例混合而成。
[0008] 所述微生物復合添加劑在制備用于培養(yǎng)光合細菌的培養(yǎng)基中的應用也屬于本發(fā) 明的保護范圍。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種用于培養(yǎng)光合細菌的改良培養(yǎng)基。
[0010] 本發(fā)明所提供的用于培養(yǎng)光合細菌的改良培養(yǎng)基，為在用于光合細菌培養(yǎng)的基礎 培養(yǎng)基中添加所述微生物復合添加劑后形成的培養(yǎng)基。
[0011] 在所述改良培養(yǎng)基中，來源于所述微生物復合添加劑中的亞鐵離子的終濃度為 20mg/L，來源于所述微生物復合添加劑中的鎂離子的終濃度為10mg/L，來源于所述微生物 復合添加劑中的鈷離子的終濃度為l〇mg/L，所述芽孢桿菌的終濃度為2. 56 X IO6Cfu/!(即 所述芽孢桿菌在所述改良培養(yǎng)基中的含量為2. 56 X 106cfu/L)。
[0012] 在本發(fā)明中，所述用于光合細菌培養(yǎng)的基礎培養(yǎng)基具體為RCVBN培養(yǎng)基。
[0013] 所述RCVBN培養(yǎng)基的組成如下：每IL所述RCVBN培養(yǎng)基中含有DL-蘋果酸4g，硫 酸鎂0· 12g，硫酸銨lg，氯化鈣0· 075g，磷酸二氫鉀0· 5g，磷酸氫二鉀0· 3g，Na2EDTA 0· 02g， VB1O. 001g，尼克酸0. 001g，生物素0. 015g，T. M儲備液lml，余量為水，pH6. 8。
[0014] 所述T. M儲備液的溶劑為水，溶質(zhì)及其濃度如下：Η3Β030 · 7g/L、MnSO4. H2OO. 389g/ UNaMoO4. 2H20 0· 188g/L、Cu(NO3)2 · 3H20 0· 01g/L。
[0015] 所述微生物復合添加劑或所述改良培養(yǎng)基在如下（a)-(c)任一中的應用也屬于 本發(fā)明的保護范圍：
[0016] (a)提高光合細菌產(chǎn)量；
[0017] (b)提高光合細菌代謝中ATP產(chǎn)量；
[0018] (c)促進光合細菌生長代謝的關(guān)鍵基因 RSP_3419的表達。
[0019] 本發(fā)明還提供一種提高光合細菌產(chǎn)量的方法。
[0020] 本發(fā)明所提供的提高光合細菌產(chǎn)量的方法，具體包括如下步驟：將待培養(yǎng)的光 合細菌接種于所述改良培養(yǎng)基中，于溫度25-35°C (如30°C )、光強2000-40001UX(如 30001UX)的厭氧環(huán)境中靜置培養(yǎng)。
[0021] 在本發(fā)明中，將所述待培養(yǎng)的光合細菌接種于所述改良培養(yǎng)基中時，所述待培養(yǎng) 的光合細菌的接種量為：接種后，所述待培養(yǎng)的光合細菌的含量為2. 176X101(lCfU/L。
[0022] 所述提高，具體體現(xiàn)為：將待培養(yǎng)的光合細菌接種于所述改良培養(yǎng)基中，于溫度 30°C、光強30001UX的厭氧環(huán)境中靜置培養(yǎng)，所得光合細菌的量，顯著高于采用所述用于光 合細菌培養(yǎng)的基礎培養(yǎng)基（如所述RCVBN培養(yǎng)基）在相同條件下培養(yǎng)所得所述光合細菌的 量。
[0023] 在本發(fā)明中，所述培養(yǎng)的時間具體為3天。
[0024] 在本發(fā)明中，所述光合細菌為類球紅細菌（Rhodopseudomonas spheroides);具體 如類球紅細菌（Rhodopseudomonas spheroides)ATCC 17023。
[0025] 本發(fā)明的優(yōu)點：
[0026] (1)通過使用本發(fā)明方法，即在基礎培養(yǎng)基中加入一種促進光合細菌快速增殖的 由微量元素和微生物促進劑組成的微生物復合添加劑，在單位體積和單位時間內(nèi)得到了更 大的生物量，為光合細菌在養(yǎng)殖飼料業(yè)的應用發(fā)展提供了一種可行的技術(shù)。
[0027] (2)本發(fā)明方法中，從蛋白質(zhì)和基因兩方面同時調(diào)控光合細菌的代謝水平，從而提 高光合細菌的產(chǎn)量。一方面，使用的Fe 2+、Mg2+和Co 2+有效地刺激了蛋白質(zhì)的表達，它直接 影響光合細菌代謝的關(guān)鍵酶一一總脫氫酶活性明顯提高（該酶決定了細胞代謝水平），同 時光合細菌生長代謝所需的能量ATP產(chǎn)量明顯提高。另一方面，使用的微生物促進劑芽孢 桿菌有效地刺激了光合細菌生長代謝的關(guān)鍵基因 RSP_3419的表達，從基因方面加速了光 合細菌的增殖。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為微量元素對光合細菌菌體增殖的影響。圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基（不 加微量元素）的對照。
[0029] 圖2為微量元素 Fe2+對光合細菌菌體增殖的影響。圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基 (不加微量元素）的對照。
[0030] 圖3為微量元素 Mg2+對光合細菌菌體增殖的影響。圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基 (不加微量元素）的對照。
[0031] 圖4為微量元素 Co2+對光合細菌菌體增殖的影響。圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基 (不加微量元素）的對照。
[0032] 圖5為Fe2+、Mg2+和Co2+對光合細菌代謝中ATP產(chǎn)量的影響。圖中，空白表示RCVBN 培養(yǎng)基（不加微量元素）的對照。
[0033] 圖6為微生物促進劑對光合細菌菌體增殖的影響。圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基 (不加微量元素）的對照。
[0034] 圖7為Fe2+、Mg2+和Co 2+對光合細菌代謝中的關(guān)鍵基因 RSP_3419的表達的影響。 圖中，空白表示RCVBN培養(yǎng)基（不加微量元素）的對照。

【具體實施方式】
[0035] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0036] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0037] 本發(fā)明采用的RCVBN培養(yǎng)基，其基本組成成分見表1，溶劑為水：
[0038] 表I RCVBN培養(yǎng)基
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種微生物復合添加劑，由亞鐵鹽、鎂鹽、鈷鹽和芽孢桿菌組成；所述亞鐵鹽、所 述鎂鹽、所述鈷鹽和所述芽孢桿菌的配比符合如下條件：所述亞鐵鹽中的亞鐵離子、所 述鎂鹽中的鎂離子、所述鈷鹽中的鈷離子和所述芽孢桿菌的配比為20mg :10mg :10mg : 2. 56X 106cfu。
2. 權(quán)利要求1所述的微生物復合添加劑在制備用于培養(yǎng)光合細菌的培養(yǎng)基中的應用。
3. -種用于培養(yǎng)光合細菌的改良培養(yǎng)基，其特征在于：所述改良培養(yǎng)基為在用于光合 細菌培養(yǎng)的基礎培養(yǎng)基中添加權(quán)利要求1所述的微生物復合添加劑后形成的培養(yǎng)基； 在所述改良培養(yǎng)基中，來源于所述微生物復合添加劑中的亞鐵離子的終濃度為20mg/ L，來源于所述微生物復合添加劑中的鎂離子的終濃度為10mg/L，來源于所述微生物復合添 加劑中的鈷離子的終濃度為l〇mg/L，所述芽孢桿菌的終濃度為2. 56 X 106cfu/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改良培養(yǎng)基，其特征在于：所述用于光合細菌培養(yǎng)的基礎培 養(yǎng)基為RCVBN培養(yǎng)基。
5. 權(quán)利要求1所述的微生物復合添加劑或權(quán)利要求3或4所述的改良培養(yǎng)基在如下 (a)-(c)任一種的應用： (a) 提高光合細菌產(chǎn)量； (b) 提高光合細菌代謝中ATP產(chǎn)量； (c) 促進光合細菌生長代謝的關(guān)鍵基因 RSP_3419的表達。
6. -種提高光合細菌產(chǎn)量的方法，包括如下步驟：將待培養(yǎng)的光合細菌接種于權(quán)利要 求3或4所述的改良培養(yǎng)基中，于溫度25-35°C、光強2000-40001UX的厭氧環(huán)境中靜置培 養(yǎng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述溫度為30°C ;所述光強為30001UX。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的微生物復合添加劑或應用或改良培養(yǎng)基或方法，其 特征在于：所述光合細菌為類球紅細菌（Rhodopseudomonas spheroides)。
【文檔編號】C12R1/07GK104498423SQ201410799629
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】張光明, 周琴, 彭猛, 劉淑麗, 趙薇 申請人:中國人民大學