第36卷第10期 2015年10月
文章编号：0254-0096(2015)10-2565-06
太阳能学报 ACTA ENERGIAESOLARIS SINICA
Vol. 36, No. 10 Oet,2015
莱茵衣藻和根瘤菌共培养提高产氢条件的优化
许丽丽1，徐潇？，吴双秀2，王全喜3，李德志
（1.华东师范大学资源与环境科学学院环境科学系，上海200241；2.中国科学院北京基因组研究所基组科学与信息重点实验室，
北京100101；3，上海师范大学生命与环境科学学院生物系，上海200234）
摘要：将菜茵衣藻（Chlamydomonasreinhardti）以不同比例与日本慢生大豆根瘤菌（Bradyrhizobitumjaponicam）混合，在不同光照条件下进行产氢培养，以确定产氢的最优条件和探索产氢提高的机理。结果表明：藻菌共培养的最优产氢条件为25℃、光照200μE/(m·s)、生长至饱和期的菌和藻体积比为1:80,产氢量最大，约为272μmol/(mgChl)，是对照组的17.0倍。藻菌共络养提高产氢量的主要原因是体系中0浓度的降低使氢化酶活性提高以及衣藻生物量的增加。
关键词：莱茵衣藻；根瘤菌；共培养；产氢；培养优化；生物量
中图分类号：Q785 0引言
文献标识码：A
养，寻找最适的藻菌培养比例及培养条件，并检测衣藻生长和氢化酶活性，初步探索产氢量提高的原
莱茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）能利用太阳能产H、氢化酶活性高、易培养，是光合生物制氢的模式物种，但其氢化酶对0,敏感，而0是藻类光合作用的主要产物1，因此降低藻细胞内0含量是提高衣藻产氢的关键。光合细菌是一类以光作为能源、能在厌氧光照条件下利用有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物，其光合作用不产生0z、只产生H,2。有报道尝试将绿藻与光合细菌共培养来提高产氢量，如：Miura等"将莱茵衣藻与光合细菌共培养，使产氢量提高10倍多；Kawaguchi等将海虹菌、食淀粉乳杆菌与杜氏盐藻和莱茵衣藻共培养，氢气产量提高了15.5%； Kim等S将莱茵衣藻与梭菌和球形红细菌KD131 共培养提高产氢，产量提高2~10倍；Melis等[]利用莱茵衣藻与光合细菌——红螺菌和梭状芽孢杆菌共培养的整合系统进行产氢研究，产量提高约5倍；吴双秀等报道将大豆根瘤菌与莱茵衣藻共培养使衣藻的产氢量提高了4.5~13倍，而根瘤菌单独培养时并不产氢，是藻菌共培养产氢研究的新发现，
基于此，本文将根瘤菌与莱菌衣藻cc124共培
因，为实现微藻光合生物制氢技术的应用莫定实验基础。
材料与方法 1
1.1实验材料及其培养方法
莱茵衣藻（C.reinhardti）cc124购自美国莱茵衣藻研究中心。其正常培养条件为25±1℃，水平播床转速120r/min，光照强度为0~200μE/(m·s)，培养基为TAP(Tris-Acetate-Phosphate)(pH值7.0)，液体培养每5天继代1次.接种量为1%；固体TAP培养基含1%的琼脂，藻种的纯化和保存是以藻液或单克隆通过划线方法接种在TAP琼脂平板上的，每两周继代1次(")。衣藻产氢培养所用的缺硫培养基为正常TAP培养基内的MgSO.、Fes(SO.)、CuSO.和ZnSO 分别用等物质的量的氯化物来替换，简称TAP-Si"]。日本慢生大豆根瘤菌（B.japonicum）购于中国农业大学，其培养条件为28±1℃，水平摇床转速 200r/min，遮光，培养基为YEM(yeastextract-mannitol）(pH值7.2），液体培养每两天继代1次，接种量为 1%；固体YEM培养基含1%的琼脂，菌种的纯化和
收稿日期：2013-09-27
基金项目：国家白然科学基金（31271397；31170387；31370435）；上海市闵行区科委项目（2011MH063）
通信作者：李德志（1965—），男，博士、教授，主要从事植物生理和生态学方向的研究。dzli@des.ecnu.edu.en