作为我国一级保护的珍稀陆生蓝细菌，传统食材——发菜（学名发状念珠蓝细菌，Nostoc flagelliforme），含有丰富的营养成分，具有较高的营养价值和药用价值，有望成为新型的功能性食品。发菜在生长过程中向细胞外分泌大量的多糖，该多糖因具有能增强人体免疫力、抗病毒、抗肿瘤、抗辐射等功能而日益受到关注。本实验室在多年工作的基础上，建立了发菜细胞高密度液体培养方法，实现了发菜的人工培养。在人工培养过程中，发现光对发菜细胞培养影响很大。本书基于编者近十年对发菜光合生理和培养技术的研究，结合国内外相关研究成果，全面、系统地介绍了发菜多糖及其他活性物质的结构、性质与生物活性，光合生理与光合作用机制，光调控技术，光对发菜细胞培养的影响及其应用。通过现代发酵技术实现传统食材的高附加值，为开发利用特种生物资源，提供必要的基础理论数据与技术方法。
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前言
第1章发菜及其细胞培养 001
1.1 发菜概述 001
1.1.1 发菜研究的历史与现状 001
1.1.2 发菜的食用、药用价值 004
1.2 发菜细胞培养进展 005
1.2.1 发菜原植体的人工培养 005
1.2.2 发菜细胞的分离与培养 006
1.2.3 发菜细胞的扩大培养 009
1.2.4 发菜细胞的固态培养 010
参考文献 011
第2章 发菜多糖及其他活性成分 017
2.1 多糖 017
2.1.1 多糖的结构 018
2.1.2 多糖的生物合成 021
2.1.3 多糖的性质 023
2.1.4 发菜多糖的应用 027
2.2 藻蓝蛋白 027
2.2.1 藻蓝蛋白的结构 028
2.2.2 藻蓝蛋白的生物合成 030
2.2.3 藻蓝蛋白的性质 031
2.2.4 藻蓝蛋白的应用 034
2.3 MAAs 035
2.3.1 MAAs的结构 036
2.3.2 MAAs的生物合成 038
2.3.3 MAAs的性质 039
2.3.4 MAAs的应用 041
2.4 伪枝藻素 042
2.4.1 伪枝藻素的结构 042
2.4.2 伪枝藻素的生物合成及性质 042
2.4.3 伪枝藻素的应用 044
参考文献 044
第3章 光合生理 052
3.1 光合系统 052
3.1.1 类囊体 052
3.1.2 藻胆体 053
3.1.3 藻胆蛋白 055
3.2 光合作用机制 057
3.2.1 原初反应 057
3.2.2 电子传递与光合磷酸化 058
3.2.3 碳同化 060
3.3 光适应与调节机制 060
3.3.1 色光适应 061
3.3.2 光调节机制 061
参考文献 064
第4章 光调控 070
4.1 光 070
4.1.1 光的性质与单位 070
4.1.2 光质的概念及其变化规律 071
4.1.3 紫外辐射 072
4.1.4 光质的生态作用与生物的适应 072
4.2 光调控机理 073
4.2.1 光强对微藻的影响 073
4.2.2 光质对微藻的影响 074
4.2.3 光周期对微藻的影响 077
4.2.4 UVB辐射对蓝细菌的影响 077
4.3 光调控方式 079
4.3.1 调节光质 079
4.3.2 转变光波长 080
4.3.3 调节光强 081
4.3.4 调节光周期 082
4.3.5 调节紫外辐射 082
4.4 光调控的应用 082
4.4.1 光调控在微藻培养中的应用 082
4.4.2 光调控在植物栽培中的应用 083
4.4.3 紫外辐射在植物中的应用 084
参考文献 085
第5章 可见光对发菜细胞培养的影响 091
5.1 光强对发菜细胞培养的影响 091
5.1.1 光强对发菜生长和多糖生产的影响 091
5.1.2 光强在发菜细胞培养液中的衰减 093
5.1.3 分阶段提高光强 096
5.2 光周期对发菜细胞培养的影响 096
5.3 光质对发菜细胞培养的影响 098
5.3.1 光质对细胞生长的影响 098
5.3.2 光质对多糖生产的影响 100
5.3.3 光质对发菜细胞代谢的影响 107
5.4 光质对发菜细胞中光合色素的影响 116
5.4.1 短期培养条件下光质对光合色素的影响 117
5.4.2 长期培养条件下光质对光合色素的影响 122
5.4.3 不同光强的红光对发菜细胞中光合色素的影响 125
参考文献 127
第6章 紫外辐射对发菜细胞培养的影响 131
6.1 UVB辐射对发菜细胞光合作用的影响 131
6.1.1 UVB辐射对光合色素的影响 131
6.1.2 UVB辐射对光合呼吸的影响 134
6.2 UVB辐射对发菜细胞其他方面的影响 136
6.2.1 UVB辐射对细胞形态的影响 136
6.2.2 UVB辐射对荚膜多糖含量的影响 137
6.3 UVB辐射对发菜细胞合成MAAs的影响 138
6.3.1 MAAs的种类鉴定 139
6.3.2 发菜细胞内MAAs含量的变化 146
6.4 不同UVB辐射条件下发菜细胞的代谢组学分析 149
6.4.1 胞内小分子代谢物的检测与定量分析 149
6.4.2 热图分析 150
6.4.3 多元统计分析 152
6.4.4 发菜细胞内重要代谢标志物的变化与分析 156
参考文献 161
第7章 光调控在发菜细胞培养中的应用 164
7.1 组合光质及其光强对发菜细胞培养的影响 164
7.1.1 组合光质及其光强对发菜生物量的影响 164
7.1.2 组合光质及其光强对发菜多糖产量的影响 165
7.1.3 组合光质及其光强对发菜色素组成的影响 167
7.1.4 组合光质及其光强对发菜细胞组成的影响 172
7.1.5 组合光质及其光强对发菜细胞固定CO2速率和光合效率的影响 173
7.1.6 组合光质及其光强对发菜细胞营养盐吸收的影响 175
7.2 波长转换法对发菜细胞培养的影响 177
7.2.1 波长转换法对发菜生长的影响 177
7.2.2 不同光环境下不同氮源对发菜生长的影响 179
7.2.3 以尿素为氮源时，波长转换法对发菜生长的影响 183
7.3 转光膜对发菜细胞培养的影响 187
7.3.1 不同转光膜对发菜生物量的影响 187
7.3.2 不同转光膜对发菜多糖产量的影响 187
7.3.3 不同转光膜对发菜色素含量的影响 188
7.3.4 不同转光膜对发菜藻胆蛋白含量的影响 189
参考文献 189
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