趙熙寧，岳敏，安茜，宋亞楠，季春麗，崔紅利，李潤植

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 分子農(nóng)業(yè)與生物能源研究所，山西 太谷 030801)

螺旋藻(Spinulinasp.)是一種光自養(yǎng)的原核植物[1],屬于藍(lán)藻門、顫藻科、節(jié)旋藻屬。藻體多為單列細(xì)胞組成的不分枝絲狀體，呈疏松或緊密的有規(guī)則螺旋狀。螺旋藻細(xì)胞內(nèi)含有大量藻藍(lán)素，藻細(xì)胞多為藍(lán)綠色[2]。螺旋藻可分布于各種生態(tài)環(huán)境，但多數(shù)在陽光充足(2 500～3 000 lx)、氣候溫暖(30～40 ℃)、高堿性(pH 8.0～9.8)或高鹽度水體中才能快速生長獲得高生物量。迄今，已發(fā)現(xiàn)38種螺旋藻，大規(guī)模人工養(yǎng)殖的主要為鈍頂螺旋藻(Spirulinaplatensis)和極大螺旋藻(Spirulinamaxima)[3]。

螺旋藻蛋白質(zhì)含量高達(dá)50%～70%(干重)，是所有天然食品中蛋白含量最高的，其蛋白含量相當(dāng)于雞蛋的6倍、牛肉的3.3倍、大米的10倍和大豆的 1.68倍[4]。螺旋藻油脂含量1.5%～6%，多為γ-亞麻酸等不飽和脂肪酸[5]。碳水化合物含量為15%～20%，主要以多糖類的形式存在。此外，螺旋藻還含有豐富的維生素、類胡蘿卜素、礦物質(zhì)以及多種生物活性物質(zhì)。螺旋藻細(xì)胞缺少纖維素細(xì)胞壁成分，細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)易于人體消化吸收[6]。張文等[7]提到螺旋藻被譽(yù)為“21世紀(jì)最佳的理想食品”和 “人體的超級營養(yǎng)包”。螺旋藻因其營養(yǎng)豐富而被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療保健、飼料等眾多領(lǐng)域[8]。

與諸多植物蛋白是不易吸收的醇溶性蛋白不同，螺旋藻蛋白質(zhì)全部為水溶性，利于人體吸收，藻體消化率高達(dá)84%以上[7]。螺旋藻中除含有一般的營養(yǎng)性蛋白外，還含有約17%的具有特殊生理功能和醫(yī)療保健功能的色素蛋白質(zhì)——藻藍(lán)蛋白(Phycocyanin,PC)[9]。藻藍(lán)蛋白是自然界中稀有色素蛋白之一，顏色鮮艷，是一種營養(yǎng)豐富的蛋白質(zhì)，其氨基酸組成齊全，8 種人體必需氨基酸含量高，是一種極好的天然食用色素和保健食品[10]。藻藍(lán)蛋白具有調(diào)節(jié)、合成人體代謝所需要的多種重要的酶,有進(jìn)人體細(xì)胞再生、保養(yǎng)卵巢、促進(jìn)人體內(nèi)合成彈力蛋白等重要作用，同時(shí)還具有調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能、提高人體對疾病的抵抗力和抑制癌細(xì)胞生長的功效，被食品專家形象地譽(yù)為“食物鉆石”[11]。因此，藻藍(lán)蛋白含量是螺旋藻育種和營養(yǎng)保健品研發(fā)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此研究如何加快螺旋藻生長、提高其藻藍(lán)蛋白含量具有重要意義。

規(guī)?；斯ゐB(yǎng)殖螺旋藻聯(lián)產(chǎn)富營養(yǎng)食品、功能保健品以及其他高附加值產(chǎn)品已發(fā)展為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及生物經(jīng)濟(jì)的新興產(chǎn)業(yè)，也是我國大健康產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略實(shí)施的重要組成部分[12]。然而，螺旋藻商業(yè)化生產(chǎn)中仍存在如藻種退化、變異和混雜，生長慢，加工程度低和產(chǎn)品附加值提升少等問題。篩選和培育生長快、產(chǎn)量高、抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)、藻藍(lán)蛋白含量高的螺旋藻藻株可為螺旋藻產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效奠定優(yōu)異種質(zhì)基礎(chǔ)。

本研究從室外多年螺旋藻養(yǎng)殖塘水體中篩選分離到藻藍(lán)蛋白含量高、生物量大、生長快和適應(yīng)強(qiáng)的鈍頂螺旋藻優(yōu)異藻株 Sp-SX07，并對其培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化配置，建立一套養(yǎng)殖技術(shù)參數(shù)。這為后續(xù)該優(yōu)異螺旋藻株的規(guī)模化養(yǎng)殖和高附加值產(chǎn)品研發(fā)提供了科學(xué)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)儀器與藻種來源

1.1.1 試驗(yàn)儀器

高壓滅菌鍋Panasonic MLS-3781 L； 超凈工作臺Boxun BJ-CD；熒光顯微鏡OLYMPUS CKX53；光照培養(yǎng)箱BIC-400；電子天平LD20002；分析天平BSA系列；真空泵SHZ-D循環(huán)水式真空泵；布氏漏斗外徑100 mm；移液槍Eppendorf；倒置熒光顯微鏡 IX73；臥式智能精密搖床BSD-W×2200；離心機(jī)ALLEGRA X-30R；旋渦振蕩器XH-C，U-2001紫外可見分光光度計(jì)。

1.1.2 藻樣來源

試驗(yàn)所用藻樣取自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)分子農(nóng)業(yè)與生物能源研究所室外螺旋藻(鈍頂螺旋藻)養(yǎng)殖水體。

1.2 培養(yǎng)基的配方及培養(yǎng)條件

本試驗(yàn)培養(yǎng)螺旋藻所采用的培養(yǎng)基為Zarrouk培養(yǎng)基(表1)。

表1 Zarrouk培養(yǎng)基配方Table 1 Zarrouk medium formula

液體培養(yǎng)：按照上述配方的量配成溶液；

固體培養(yǎng)：稱取質(zhì)量濃度1%的瓊脂粉溶解于上述配好的培養(yǎng)基中。121 ℃，滅菌20min[13]。

培養(yǎng)條件：起始pH 9.0、溫度30 ℃、LED暖白光4 000 lx， 光暗比12 h/12 h，藻種接種量10% (V/V)，測定每日OD=560 nm處的吸光度，確定其生長量和生長速度。

1.3 鈍頂螺旋藻的分離

1.3.1 水樣預(yù)處理

將螺旋藻養(yǎng)殖池原藻液分裝在250 mL的藍(lán)蓋瓶中，敞開瓶口置于自然界條件下放置48 h。兩天后吸取10%(V/V)原液置于100 mL Zarrouk無菌培養(yǎng)基中，放在30 ℃的恒溫光照培養(yǎng)箱中，定時(shí)觀察。15 d后，挑選生長健壯、污染較少的藻液做為待分離藻液。

1.3.2 稀釋平板涂布分離螺旋藻

本研究中鈍頂螺旋藻的分離主要采用稀釋平板涂布法。取100 μL進(jìn)行涂板。將涂好的平板放于30 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待平板上長有肉眼可見的藻落后，在體式顯微鏡下觀察每個(gè)藻落的形態(tài)特征。然后選取幾株具有代表性的藻落，挑去藻落一部分，分別接種于裝有適量無菌zarrouk液體培養(yǎng)基的100 mL錐形瓶中，放于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每天抽樣顯微觀察。

1.4 螺旋藻藻種的篩選、鑒定與培養(yǎng)

在觀察過程中，選擇生長形態(tài)穩(wěn)定、藻細(xì)胞均一、培養(yǎng)液無污染的螺旋藻藻株。得到候選藻株后，4倍鏡和10倍鏡下顯微觀察候選藻株，測定其藻體總長、螺距、螺徑，觀察藻體末端形態(tài)以及培養(yǎng)液顏色，藻液是否沉降或上浮，進(jìn)而確定藻株。取分離的螺旋藻株，置于500 mL錐形瓶中擴(kuò)大培養(yǎng)。

1.5 螺旋藻藻株性狀測定

1.5.1 日生長量測定

每天上午9:00取5 mL藻液用分光光度計(jì)在560 nm處測定吸光度，繪制生長曲線，并將測完后的藻液用0.45 μm的混合纖維素酯微孔濾膜抽濾獲得濕藻體，烘干至恒重，測定干藻體重量，對比不同藻的日生長量[14]。

1.5.2 藻藍(lán)蛋白的提取和含量分析

待測藻液離心5 min(8 000 r·min-1)，倒去上清液。使用等量去離子水清洗2次后，藻體冷凍干燥。采用直接滲透壓法測蛋白含量：取0.06 g螺旋藻藻粉，加入10 mL磷酸鹽緩沖液(0.15 mol·L-1,pH=7.0)，混勻后在4 ℃靜置36 h。樣品離心5 min(8 000 r·min-1)后，得到清透的藍(lán)色上清液。用紫外分光光度計(jì)在620 nm與652 nm處測定液體的光密度，根據(jù)下列公式計(jì)算藻藍(lán)蛋白濃度Cc-pc/g·L-1：

Cc-pc=(OD620-0.474×OD652)÷5.34

根據(jù)公式計(jì)算藻體中藻藍(lán)蛋白含量Y/%：

Y=(Cc-pc×V÷M)×100%

其中，V為磷酸緩沖液體積/L，M代表螺旋藻藻粉重量/g。

1.6 優(yōu)異螺旋藻藻株培養(yǎng)條件優(yōu)化

從上述候選藻株中選取日生長量較高、生長速率較快、藻藍(lán)蛋白含量豐富的藻株。采用單因素變量的原則對該株螺旋藻生長及藻藍(lán)蛋白積累所需的光質(zhì)、光照強(qiáng)度、溫度、起始pH進(jìn)行最優(yōu)選擇。

2 結(jié)果與分析

2.1 螺旋藻的分離

2.1.1 螺旋藻樣的平板分離單藻落液體培養(yǎng)獲得候選螺旋藻藻株

藻樣涂板培養(yǎng)15 d后，即可在平板上觀察到直徑約1 mm的藻落(圖1a)。通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)螺旋藻藻落形態(tài)不一。

圖1 螺旋藻水樣的分離(a)與螺旋藻單藻落液體培養(yǎng)(b)Fig.1 Separation of Spirulina water sample(a) and liquid culture of single Spirulina clone(b)

2.1.2 單藻落液體培養(yǎng)獲得候選螺旋藻藻株

挑取形態(tài)差異明顯的藻落進(jìn)行液體培養(yǎng)，培養(yǎng)10 d后，可觀察到培養(yǎng)液顏色青綠，藻體均一(圖1b)。

2.2 螺旋藻不同藻株的形態(tài)比較

試驗(yàn)共分離出8株螺旋藻藻株，分別編號Sp-SX01至Sp-SX08。顯微觀察和測定結(jié)果表明(表2)，分離所得8株藻，除Sp-SX04生長期形態(tài)不一、藻體培養(yǎng)液污染外，其余藻株可歸為5種類型： 第一類為Sp-SX01和Sp-SX03，培養(yǎng)液藍(lán)綠色，藻體平均總長約370 μm、平均螺距70 μm、平均螺徑32 μm、末端鈍圓，培養(yǎng)時(shí)藻體易上浮。第二類為Sp-SX06和Sp-SX08，培養(yǎng)液呈藍(lán)綠色，藻體平均總長約為135 μm、平均螺距44 μm、平均螺徑27 μm、末端鈍圓，培養(yǎng)時(shí)極易上浮。第三類為Sp-SX02號藻株，平均螺距達(dá)到60 μm，藻體總長較短，平均達(dá)268 μm，但末端形態(tài)與其他藻株差異明顯，呈尖、圓狀，培養(yǎng)時(shí)整個(gè)生長期均沉水。第四類為Sp-SX05，培養(yǎng)液顏色綠色，平均總長264 μm，平均螺距14 μm，平均螺徑36 μm，末端鈍圓，上浮型。第五類為Sp-SX07，培養(yǎng)液藍(lán)綠，平均總長536 μm，平均螺距30 μm，末端鈍圓，上浮型。

表2 8株螺旋藻形態(tài)的比較Table 2 Comparison of the morphology of eight strains of spirulina

注：所測數(shù)據(jù)為視野下選取的任意10株螺旋藻的測量結(jié)果的平均值。

Note: Each value is the average of the measurements of every ten strains ofSpirulinaselected from the field of view.

總之，2號藻末端尖圓，培養(yǎng)液為綠色，是唯一的沉水型藻株。Sp-SX01和Sp-SX03號形態(tài)相似，藻株的總長、螺距、螺徑均大于形態(tài)相似的Sp-SX06和Sp-SX08號藻株。Sp-SX05的特點(diǎn)是螺距短，螺徑粗。Sp-SX07的特點(diǎn)是藻體總長最長。

2.3 螺旋藻不同藻株的日生長量比較

在溫度30 ℃、光照4 000 lx下，連續(xù)12 d測試不同藻株生長量，結(jié)果表明(圖2a)，Sp-SX01和Sp-SX03號藻株12 d平均日生長量分別達(dá)到0.68 g·L-1和0.67 g·L-1。Sp-SX06和Sp-SX08號藻株12 d平均日生長量達(dá)到0.46 g·L-1和0.44 g·L-1。Sp-SX02、Sp-SX05和 Sp-SX07號株系，12 d平均日生長量分別為達(dá)0.61 g·L-1，0.37 g·L-1，和0.87 g·L-1。概括而言，Sp-SX07號株螺旋藻平均日生長量明顯高于其他株系；而Sp-SX05號株系的日生長量最低。Sp-SX01和Sp-SX03號日生長量相近，Sp-SX06和Sp-SX08號螺旋藻株系日生長量也相似，再次印證1號和3號為同一個(gè)株系，6號和8號為另一個(gè)相同株系。

圖2 螺旋藻藻株日生長量(a)與螺旋藻藻株藻藍(lán)蛋白含量(b)Fig.2 Daily growth(a) and phycocyanin content(b) in cells of Spirulina algae

2.4 螺旋藻不同藻株的藻藍(lán)蛋白含量比較

按照1.5.2中試驗(yàn)方法測定每個(gè)螺旋藻藻株的藻藍(lán)蛋白含量。各個(gè)藻株取等量冷凍干燥后藻粉提取藻藍(lán)蛋白，根據(jù)公式計(jì)算藻藍(lán)蛋白含量，結(jié)果顯示(圖2b)，Sp-SX01和Sp-SX03號藻株藻藍(lán)蛋白含量為8.14%和8.36%；Sp-SX06和Sp-SX08號藻株藻藍(lán)蛋白含量為17.31%和16.95%；Sp-SX02號藻株藻藍(lán)蛋白含量為16.68%；Sp-SX05號藻株藻藍(lán)蛋白含量為15.35%；Sp-SX07號藻株藻藍(lán)蛋白含量為23.69%。上述分析表明，Sp-SX07號藻株藻藍(lán)蛋白含量明顯高于其他藻株，而Sp-SX01號和Sp-SX03藻株藻藍(lán)蛋白含量最低，數(shù)值相近，Sp-SX06和Sp-SX08號藻株藻藍(lán)蛋白含量次高，數(shù)值接近。顯然，藻藍(lán)蛋白含量再次印證1號和3號為同一個(gè)藻株，而6號和8號為另一個(gè)相同藻株。

2.5 優(yōu)異藻種培養(yǎng)條件的優(yōu)化

由上得出，Sp-SX07藻株日生長量高達(dá)0.87 g·L-1，且藻藍(lán)蛋白含量高達(dá)23.69%。因此，選取Sp-SX07作為優(yōu)異藻株。采用單因素變量原則，對其光質(zhì)、光照強(qiáng)度、起始pH、溫度進(jìn)行優(yōu)化培養(yǎng)。以12天的培養(yǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.5.1 光質(zhì)對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響

光源設(shè)置：LED暖白光、LED白光、LED紅光、LED藍(lán)光

光照強(qiáng)度：4 000 lx;起始pH：9.0；溫度：30 ℃的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)

試驗(yàn)結(jié)果表明(圖3)：(1)其它條件一定時(shí)，LED暖白光對螺旋藻的培養(yǎng)效果最佳、藻藍(lán)蛋白含量也最高；LED紅光培養(yǎng)下的螺旋藻生長最差，出現(xiàn)變黃現(xiàn)象，部分藻類死亡，但其藻藍(lán)蛋白含量卻較多。(2)單色光源中，藍(lán)光的培養(yǎng)效果優(yōu)于紅光；紅光光源下，螺旋藻生長最慢；藍(lán)光光源下，螺旋藻生長緩慢，藻藍(lán)蛋白積累最少。(3)白光光源下，LED暖白光下螺旋藻的生長速度、藻藍(lán)蛋白含量明顯優(yōu)于LED白光，越到后期差異越大。單色光源由于缺少某種色光，會減弱螺旋藻的光合作用，導(dǎo)致生長緩慢；紅光有利于藻藍(lán)蛋白形成，所以紅光下藻藍(lán)蛋白積累較多， 盡管生長減慢。兩種白色光源均能較好的滿足藻藍(lán)蛋白積累對光照的需要，暖白光由于更接近太陽光，所以效果更好。

圖3 光質(zhì)對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響Fig.3 Effect of light quality on growth and accumulation of phycocyanin in Spirulina Sp-SX07

2.5.2 光照強(qiáng)度對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響

光照強(qiáng)度設(shè)置：0 lx(即暗培養(yǎng))、2 000 lx、4 000 lx、6 000 lx；光源：LED暖白光；起始pH：9.0；溫度：30 ℃的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)。

試驗(yàn)結(jié)果表明(圖4)：(1)其它條件一定時(shí)，在4 000 lx的光強(qiáng)下，螺旋藻生長最好、藻藍(lán)蛋白積累較多，暗培養(yǎng)的情況最差。(2)在培養(yǎng)初期，兩種高光強(qiáng)條件下螺旋藻生長差異不大，到第八天后4 000 lx條件下螺旋藻生長速度明顯快于6 000 lx，但其藻藍(lán)蛋白含量略低。(3)2種低光強(qiáng)下，2 000 lx光強(qiáng)下螺旋藻生長較快、藻藍(lán)蛋白含量較少，暗培養(yǎng)下螺旋藻生長受抑制，藻藍(lán)蛋白含量最低。6 000 lx光強(qiáng)下后期生長不及4 000 lx光強(qiáng)的原因可能是由于后期藻種密度加大，流動較慢，部分藻種更易受到強(qiáng)光傷害，造成生長速率下降。 然而，由于細(xì)胞分裂少，細(xì)胞合成的有機(jī)物如藻藍(lán)蛋白相對較多。暗培養(yǎng)條件下，螺旋藻光合作用受阻，生長受到抑制，也不利于藻藍(lán)蛋白積累。

圖4 光照強(qiáng)度對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響Fig.4 Effects of light intensity on growth and accumulation of phycocyanin in Spirulina Sp-SX07

2.5.3 起始pH對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響

起始pH設(shè)置：5.0、7.5、8.5、9.5。光源：LED暖白光；光照強(qiáng)度：4 000 lx；溫度：30 ℃的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)12 d。

試驗(yàn)結(jié)果表明(圖5)：(1)其它條件一定時(shí)，pH設(shè)置為8.5的螺旋藻生長最好、藻藍(lán)蛋白含量最多，pH為5.0的螺旋藻生長停滯、藻藍(lán)蛋白含量最少。(2)螺旋藻在中性至堿性的環(huán)境中生長良好，藻藍(lán)蛋白積累較多。在生長前期，起始pH為中性或堿性的螺旋藻生長速度快、且差異不大，在生長至第六天時(shí)開始出現(xiàn)差異，隨后差異越來越明顯，生長速率為pH8.5>pH9.5>pH7.5。本試驗(yàn)所采用螺旋藻生活的環(huán)境為堿性，酸性環(huán)境對其生長有抑制作用。堿性過強(qiáng)對于螺旋藻的酶活性有一定的抑制作用，亦于螺旋藻生長和藻藍(lán)蛋白積累不利。

圖5 起始pH對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響Fig.5 Effect of initial pH on growth and accumulation of phycocyanin in Spirulina Sp-SX07

2.5.4 溫度對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響

溫度設(shè)置：20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃。光源：LED暖白光；光照強(qiáng)度：4000 lx；起始pH：9.0的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)12 d。

圖6 溫度對螺旋藻Sp-SX07藻株生長及藻藍(lán)蛋白積累的影響Fig.6 Effect of temperature on growth and accumulation of phycocyanin in Spirulina Sp-SX07

試驗(yàn)結(jié)果表明(圖6)：(1)其它條件一定時(shí)，溫度為35 ℃的螺旋藻生長較慢，但藻藍(lán)蛋白含量最多。溫度為30 ℃的螺旋藻生長最快、藻藍(lán)蛋白含量較高。溫度為20 ℃的生長最差、藻藍(lán)蛋白含量較低。(2)在培養(yǎng)前6天，除20 ℃的一組外，均生長良好且差異不大。6～8 d時(shí)，35 ℃的螺旋藻長勢不及25 ℃和30 ℃，第8天后30 ℃長勢明顯強(qiáng)于25 ℃、35 ℃培養(yǎng)條件下，細(xì)胞開始死亡，培養(yǎng)瓶中出現(xiàn)黃褐色藻類。高溫會使螺旋藻的酶失活且對代謝產(chǎn)生負(fù)面影響，抑制其生長，但有利于藻藍(lán)蛋白積累。低溫抑制螺旋藻的酶活，使其代謝繁殖速率降低，生長緩慢、藻藍(lán)蛋白積累也受到抑制。依據(jù)螺旋藻Sp-SX07藻株生物量和藻藍(lán)蛋白含量等指標(biāo)，評估不同條件的培養(yǎng)效果，獲得優(yōu)化條件和參數(shù)為，在LED暖白光(光暗比12 h/12 h)、光照強(qiáng)度4 000 lx、溫度30 ℃、起始pH 8.5～9.5時(shí)培養(yǎng)效果最佳，藻株日生長量和藻藍(lán)蛋白含量都達(dá)到理想水平。

3 討論與結(jié)論

螺旋藻產(chǎn)業(yè)是當(dāng)代農(nóng)業(yè)及生物產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，也是大健康產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。利用螺旋藻為原料生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是篩選或培育具有優(yōu)良特性的螺旋藻藻株。例如，汪志平[15]成功選育一株具有降血糖功能的螺旋藻新品系Sp-B(RD)，進(jìn)一步商業(yè)化可作為人類征服糖尿病的一種強(qiáng)力食藥同源產(chǎn)品。

劉曉娟[16]采用不同劑量的紫外誘變擬微綠球藻(Nannochloropsis)，通過多次初篩和復(fù)篩，獲得了生理生化指標(biāo)相對較好的2株誘變株N27和N36。與出發(fā)株相比，它們的比生長速率分別提高了41.9%和26.1%；胞外多糖分別提高了38.57%和19.68%。葉麗[17]得到生長速率、總脂含量和 EPA 含量均高于三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)出發(fā)株(WP)的誘變株 MP-2。朱萬鵬等[18]對大慶湖藻樣進(jìn)行分離鑒定，篩選出3株高油脂含量的大慶湖藻YL-2、HY -2和HQ-1。孟范平等[19]獲得耐受煙道氣中極端環(huán)境(高濃度 CO2、含有酸性氣體)的小新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)和海水小球藻(Chlorellapacifica)，5%CO2處理組的生物量分別達(dá)到對照組的110%左右。宋玉鳳等[20]采用選擇性 Zarrouk 無機(jī)培養(yǎng)基從北海螺旋藻養(yǎng)殖場水樣中篩選出一株生長較快、藻體粗壯的螺旋藻藻種SP06，培養(yǎng)8 d每升養(yǎng)殖水可收獲濕藻46～48 g。董喬紅[21]從嘉興市本地養(yǎng)豬沼液池中分離、馴化得到一株高耐污的鈍頂螺旋藻馴化株SP24，在Zarrouk和沼液中的生物量比分離株系SP2提高了17.2%和13.2%。殷春濤等[22]利用超聲波處理鈍頂螺旋藻出發(fā)品系(Sp)NS-90020，獲得單細(xì)胞螺旋藻，然后用NTG誘變篩選獲得突變品系Sp-ALT。突變品系與出發(fā)品系相比，在25 ℃時(shí)生長最快，較能耐受低溫，蛋白質(zhì)略有升高，突變品系可作為一株中溫品系在較寒冷地區(qū)或寒冷季節(jié)生產(chǎn)而得到應(yīng)用。Kosaric 等[23]從廢水處理廠的二級廢水池中分離一株螺旋藻，在溫度30 ℃，光照 4 000 lx 下培養(yǎng)，與其它規(guī)模養(yǎng)殖的螺旋藻相比，該藻種生長最快(0.77 g·d-1)，粗蛋白含量最高(50.5%)。Li 等人[24]篩選到一株高效的廢水降解微藻，它能夠在 10 d 內(nèi)將無機(jī)營養(yǎng)物去除 98%，再經(jīng)過氮饑餓處理，油脂可從 14%增加到31%。

為獲得優(yōu)質(zhì)藻種，對室外4年的螺旋藻養(yǎng)殖池藻樣進(jìn)行分離和純化。驚喜的是，發(fā)現(xiàn)了一株優(yōu)異螺旋藻變異藻株——Sp-SX07。與出發(fā)株相比生物量增長速度和藻藍(lán)蛋白含量均大幅提高。該藻株呈藍(lán)綠色、波浪狀，藻體平均總長536.53 μm、平均螺距53.78 μm、平均螺徑30.54 μm、末端鈍圓，培養(yǎng)易浮水，微藻與培養(yǎng)基接觸面積增大，利于微藻生物量積累。以優(yōu)異藻株Sp-SX07為材料，通過對不同光質(zhì)、光照強(qiáng)度、pH值、溫度等培養(yǎng)條件下該藻株生產(chǎn)特性的測試，建立了該藻株優(yōu)化培養(yǎng)的主要參數(shù)。該藻株在LED暖白光(光暗比12 h/12 h)、光照強(qiáng)度4 000 lx、溫度25～30 ℃、起始pH 8.5～9.5之間生長良好，培養(yǎng)12 d平均日生長量0.87 g·L-1，比出發(fā)株高45%。藻藍(lán)蛋白含量占藻粉干重23.69%，比出發(fā)株高42%左右。優(yōu)異螺旋藻藻株Sp-SX07的鑒定及優(yōu)化培養(yǎng)參數(shù)的建立為該優(yōu)異藻株商業(yè)化生產(chǎn)及富含藻藍(lán)蛋白的功能食品研發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。