葛仙米是一种淡水丝状蓝藻,主要分布在于湖北鹤峰的水稻田中,其具有很高的营养价值和药用价值,但由于农药和化肥的大量使用及人类活动的影响,从而导致野生葛仙米的产量急剧下降。本文以葛仙米为实验材料,研究了不同磷浓度对葛仙米的生长、生理生化和内部结构的影响实验,同时也展开了长期室外半长期连续培养。以期为葛仙米的室外规模化培养奠定理论和实验基础,获得主要结果如下:在不同磷浓度对葛仙米生长、生理生化特征影响的实验中,磷的接种浓度分别为0、0.087、0.174、0.696、1.74 mmol/L,结果显示:高磷浓度(0.696、1.74 mmol/L)能增加葛仙米群体的干湿重比,抑制葛仙米群体的破裂,获得较高的生产率(磷浓度为0.696 mmol/L生产率最高,为81 mg·L-1·d-1(干重);且葛仙米中多糖的含量、群体弹性与磷浓度呈正相关,在磷浓度为1.74 mmol/L时,多糖含量、群体弹性分别为42.53%、31 g。蛋白质的含量与磷浓度呈负相关,蛋白质含量最低为37.83%。在磷浓度为0 mmol/L时,葛仙米群体颜色在12天时由墨绿色变为黄色,而高浓度(0.696、1.74 mmol/L)时群体颜色保持不变;与高磷浓度下培养的葛仙米相比,低磷浓度下的群体内部藻丝分布更加稀疏。2013年6月-2014年4月在温室中利用100 L(100×10×120 cm)和200 L(100×20×120 cm)的平板式生物反应器进行半连续长期培养葛仙米,接种密度分别为5 g/L、20 g/L和50 g/L。整个培养期间,每天12:00记录的光强在50-1000μmol·m-2·s-1之间波动,每天15:00记录的培养液温度在0-38℃之间变化。厚度为10 cm和20 cm两种生物反应器中最高干重生产率分别为33 mg·L-1·d-1和39mg·L-1·d-1。接种密度相同时,两种厚度的生物反应器中葛仙米的生物增量相似;生物反应器厚度相同时,通常葛仙米的生产率与接种密度呈正相关。培养时间对温室中葛仙米培养和生化成分含量的影响很大,在7-8月葛仙米的生物量出现了负增长,干重生产率最小为-12 mg·L-1·d-1(干重);12月份葛仙米的多糖含量在反应器厚度为10 cm、接种密度为5 g/L时只有为6.6%,在12月份反应器厚度为20 cm、接种密度为50 g/L时高达40.6%;7月份叶绿素含量在反应器厚度为10 cm、接种密度为5 g/L时只有0.8 mg/L,而在12月份反应器厚度为20 cm和接种密度为5 g/L时最高可达10.6 mg/L。2013年3月-2014年4月在室外中利用200L平板式生物反应器(150×30×60cm)半连续长期培养葛仙米,整个培养期间,记录每天15:00培养液温度波动范围为0-40℃,记录每天12:00光强波动范围为50-2000μmol·m-2·s-1。整个培养期间,干重生产率最高为0.023 g·L-1·d-1,鲜重生产率最高为1.7 g·L-1·d-1。在冬季培养的葛仙米蛋白质和多糖含量最高,分别为41.3%和43.7%。培养到5月份,15:00培养液温度长期维持在35℃,12:00光强长期在1500μmol·m-2·s-1以上,此期间的葛仙米群体出现大量破裂,培养周期结束时无完整群体,干重s生产率为-0.011 g·L-1·d-1。为了探讨影响葛仙米室外培养破裂的原因,7-8月份在室外通过遮阳(光强为正常光强的40%左右)与降温(温度控制在28℃以下)的手段尝试培养葛仙米。有遮阳网的情况下,遮光降温组和只遮光组的干重生产率分别为0.023 g·L-1·d-1、0.022 g·L-1·d-1,遮光降温组下培养葛仙米多糖含量高于只遮光组,为46.1%,只遮光组蛋白质含量高于遮光降温组,为34%。而无遮阳网情况下,降温组和对照组中葛仙米均生长到第6天群体颜色由墨绿色变为黄色,到周期结束时群体全部破裂。结果表明:在遮阳网下,降温和不降温葛仙米都能正常生长;在无遮阳网时,降温和不降温葛仙米群体都会全部破裂,导致葛仙米无法生长。