[发明专利]一种利用农田培养葛仙米的方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种培养葛仙米的方法，尤其涉及一种在农田中进行培养的方法，属于生物技术和应用藻类学领域。

背景技术

葛仙米(Nostoc sphaeroids拟球状念珠藻)，俗称田木耳、天仙菜、珍珠菜，学名拟球状念珠藻，是主要生长于湖北省鹤峰县水稻田中的一种珍稀淡水经济蓝藻，春季收获；主要为球形。据传1600年前，东晋道教理论家、医药学家、炼丹术家葛洪因采用葛仙米治愈当朝皇太子之顽疾，皇感葛洪之功，遂赐名“葛仙米”，一直为专供皇宫和王府享用的珍馔。葛仙米为湖北鹤峰县的著名特产，是传统食品，还具有良好的药用保健作用，其药用价值在《本草纲目拾遗》、《全国中草药汇编》中均有记载。现在的科学研究已经确认葛仙米含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素和多糖类物质，具有良好的保健和药用功效，包括抗肿瘤、免疫、降血脂、抗病毒等作用，在临床应用方面具有良好的前景。用热水提取的葛仙米天然样品、人工培养物及去细胞培养液中分离得到的胞外聚合物，均具有很强的抗补体活性。其脂类抽提物能够降低胆固醇和脂肪酸代谢相关基因的表达，降低炎症的风险。基于葛仙米蛋白质含量高，同时它富含藻多糖的胶被具有增强人体补体激活能力、抗氧化能力、抗辐射能力，科学家试图将葛仙米开发为构建长期载人航天活动所需要的可再生食品，并在神州二号飞船的微重力条件下进行了相关生长研究。葛仙米与地木耳(N.commune)、发菜(N.flagelliforme)同属蓝藻门(Cyanophyta)，蓝藻纲(Cyanophyceae)，段殖藻目(Hormogonales)，念珠藻科(Nostocaceae)，念珠藻属(Nostoc)，是一种多细胞群体，群体外面有一共同的胶质衣鞘，易形成层状结构，呈墨绿色；野生群体直径可以达到2厘米，人工培养的葛仙米直径可以达到5厘米。葛仙米的最高年产量曾达25吨，售价每公斤约为$70-120；现在由于耕作方式、农药化肥的使用，使葛仙米的产量大大降低，其年产量锐减至0.5吨，存在绝迹的可能；同时，农药化肥也使其野生资源的品质逐年下降。

在实际社会生活中开发葛仙米的经济价值为人类服务方面的应用非常少，这与野生葛仙米资源已经枯竭，从而限制了对葛仙米的开发利用有关；因此开展葛仙米人工培养是当前形势下的必然选择。从二十世纪七十年代开始，黎尚豪院士开始了葛仙米的研究，将其作为一种潜在的可供利用的稻田固氮蓝藻进行了研究，并在人工条件下进行了初步的培养。目前在BG-11₀培养基的基础上实现了葛仙米室内和室外的大规模培养，在国内和美国已经出现几家专业从事葛仙米生产的生物技术公司。在实际生产中葛仙米群体破裂严重，从而导致人工培养的葛仙米产量低下，生产无法维持稳定，难以保证葛仙米产品的持续供应，影响和制约了正常销售活动的进行；更加导致生产成本居高不下，当前每公斤鲜藻的生产成本约为60-80元，严重制约了对葛仙米的商业化利用和普通老百姓对产品的接受。因此寻找一种廉价、高效的葛仙米培养模式尤为重要。

中国专利文献：一种培养葛仙米的方法，申请号：99120005.5，该发明是一种培养葛仙米的方法，公开的方法包括培养液制备、藻种制备、生物反应器培养、制备接种物、培养、实时监控、筛选收获、提高机械强度及干燥，该培养在生物反应器中进行，人工、能源耗费高，同时产生大量污水，生产成本高。中国专利文献：一种用生物反应器培养葛仙米的方法，申请号：200310111215.2，该发明是一种用生物反应器培养葛仙米的方法，公开的方法包括培养液配制、藻种制备、生物反应器培养、制备接种物、培养、监控、收获、提高葛仙米球形体的机械强度、干燥，该培养也是在生物反应器中进行，建造成本高，生产成本也高。专利申请号99120005.5和200310111215.2都存在生产成本高，葛仙米群体容易破裂，每公斤葛仙米鲜藻的生产成本价格约为￥60-100元。中国专利文献：葛仙米野外资源的增殖方法，申请号：200710052690.5，该发明是葛仙米野外资源的增殖方法，公开的方法要求在水稻生长季节稻田禁止喷洒除草剂，审慎使用化肥；冬季灌溉保水，春季水温升到15℃以上接种藻种，保证农田2:10的干湿交替节律。该发明是针对葛仙米原产地鹤峰县的水稻田提出的恢复野生资源生长的方法，适用的水稻田范围小，葛仙米生长季节短，产量低，管理也繁琐。综上可见，人工培养葛仙米现有技术存在生产成本高，产品的品质有待提高等缺陷；而野外增殖技术应用范围小，生长季节短，难以满足大规模培养葛仙米的需要等缺陷。

发明内容