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摘 要：葛仙米味道鲜美，食药俱佳，极具经济价值，然而受到自然条件与环境污染的制约，其产地和产量极小，自然产量无法满足需求。该文通过综述近15年的研究成果，对葛仙米的营养成分和利用价值、自然生长条件、人工培养条件进行分析，总结其培养的最佳环境，为进一步完善葛仙米人工培养技术、提高产量提供参考。
关键词：葛仙米 利用 生长环境 培养条件
中图分类号：S567 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（c）-0211-05
葛仙米学名拟球状念珠藻（Nostoc sphaeroids）隶属于蓝藻门（Cyanophyta）蓝藻目（Cyanophyceae）念珠藻属（Nostoc）[1]。其味道鲜美、营养丰富，深受人民群众的喜爱。但是受自然分布及产量的影响，野生的葛仙米资源量远达不到需求，因此人工培养技术受到众多关注。但由于葛仙米独特的生长需求，其人工培养体系尚未完全成熟，如何防止葛仙米成体解体、杂菌污染、营养条件如何配置等问题还有待完善，特别是对于葛仙米培养条件的研究，大多进行单因子比较试验，比如温度、光照、pH等[2-15]，然而培养体系内各种因子的相互影响，造成最优的组合条件存在较大争议[8-16]。该文对近15年来关于葛仙米的研究和技术进行分析，综述其营养成分和利用价值、自然生长条件以及人工培养条件，重点探讨环境条件对葛仙米生长的影响，为葛仙米人工培养体系的优化、提高其产量提供参考。
1 葛仙米营养成分与分析
葛仙米的营养成分与利用如下。
葛仙米营养丰富（见表1）。以藻体干重计，其中蛋白质占28%～52%，粗脂肪占5%～8%，糖类24%，灰分10%～15%，碳水化合物为12%，总叶绿素为31%。葛仙米含有约15～17种氨基酸，其中7种人体必需氨基酸约占总氨基酸含量的10%～44%[17]，因而被用作氨基酸补品的原料。较高的精氨酸（Arg）含量显著提升了葛仙米的鲜味[17]。
此外，葛仙米还含有丰富的无机盐类，如Ca、Mg等。其维生素含量高，尤其是VitC含量高达500～550mg/100g（见表1），远超一般的食物。同时葛仙米高含量的VitB2可以代替蛋、奶等动物性食品来补充人体中VitB2含量。
葛仙米多糖含量高达24.2%，且胞外多糖干重含量可达80%[18]，在植物多糖含量比例中位居前列[19]。葛仙米多糖为大分子物质，是一种水溶性多糖[20]，具有抗胁迫、抗氧化、免疫调节、降血脂、抗病毒和抗菌活性的作用，同时具有一定程度的耐盐性和耐酸性[21-24]。另有研究表明，葛仙米多糖在体外具有良好的保湿性和吸水性，可在肌肤表现形成膜层用以隔绝灰尘锁住水分[21，25]，同时可抵御紫外线侵害[26]，因此可用于生产化妆品。另外，还有研究表明葛仙米提取物具有诱导肝癌细胞凋亡的能力，但是对于葛仙米抗癌作用与提高机体免疫能力的强度还有待更深入的研究[23，27，28]。
2 葛仙米的生长与培养条件
由于对生长环境的严苛要求，葛仙米产量一直不高。农田中施肥、撒药等人为作用以及大气污染、温室效应等导致适合葛仙米生长的环境越来越少。常用农药[29]不但对葛仙米生长、光合作用、呼吸作用有明显抑制作用，还可破坏葛仙米膜结构和功能[30]。氯化肥、铵态氮肥、除草剂、尿素的滥用同样是导致葛仙米产量减少的原因[29，30]。部分产区数年间葛仙米产量锐减80%[31，32]，仅能满足当地需求，有些地区甚至已经绝迹。为满足市场所需，从20世纪80年代开始，葛仙米的人工培养技术的开发研究就得到了众多学者的关注，对其生长环境、培养条件等方面展开了研究[33]，通过不断的实验摸索，葛仙米人工培育的技术也逐渐完善，目前可以通过室内培养和室外培养来养殖葛仙米，其室内培养年均产量可达到2170.8kg[34-36]。
雖然葛仙米成功实现了室内培养，但是其缺点也很明显：成本消耗大、能量利用率低、藻体易解体且所含营养成分均比野生的葛仙米低[35]。室外培养方式为跑道式培养池养殖，虽然能养殖出葛仙米但由于葛仙米群体极易破裂，受外界条件影响大，产量也不高[36]。因此其培养技术条件尚存在优化提高的空间。对其自然生长环境以及培养条件的研究，对于培养技术的优化有重要意义。
2.1 自然分布环境与生长周期
葛仙米主要分布于湖北鹤峰的走马坪镇，同时在贵州、四川、陕西、广西（北流）、广东（仁化）、湖北（房县）、江西（井冈山）、山东（烟台）以及浙江（千岛湖）等地均有发现[2，31，34，37]。这些区域地处亚热带，年日均气温12.5℃～21.1℃;年均降雨量多大于1000mm。日照较为充足，如湖北鹤峰年均日照时数为1342h，贵州岑巩县凯本乡为1275h，四川双河镇、土黄镇、清溪镇等地也均大于1000h，充足的光照时间为葛仙米的生长发育提供了有利的保障;偏好偏酸水环境，如走马镇葛仙米生长区水源的pH值为6.2～6.3[29];喜好含磷量丰富的土壤环境，以主产区湖北鹤峰走马镇为例，水稻土总磷含量279～1354mg/kg，有效磷51～270mg/kg（平均含量177mg/kg）[3]。因此葛仙米自然分布的环境要点为水量丰沛、日照充足、偏酸性水源与含磷丰富的土壤。
以葛仙米主要现产区湖北鹤峰的走马坪镇为例，每年11月份水稻收割后，稻田中灌溉水的深度大约为5～10cm时，藻丝聚集为藻体。到了次年2月，藻体增长为直径约为1～2cm，并由浅绿转变为深绿，此时的藻体富有硬度和弹性不易戳破。4月中旬至下旬藻体增大至2～3cm时即可收获[16，38]。5月之后随着水稻秧苗的栽种，葛仙米的生长环境受到影响，稻田之中便罕觅其迹[31]。因此秋季到翌年春季的低温季节是葛仙米生长季节。 2.2 影响因素与培养条件
2.2.1 温度
温度对于藻类的生长与代谢活动具有重要的的影响作用。有研究发现葛仙米生长耐受温幅为4℃～36℃[39]，在5℃～35℃范围内葛仙米光合速率和生长率随温度升高而增强[4]，但高温状态下藻体光合作用强度随时间增长逐渐降低，较低温有利于葛仙米光合系统结构生理性的保持[35]。在形态生理上，低温造成藻体黄化，叶绿素含量减少，藻丝松散;高温会使藻体内蛋白质和酶的活性降低甚至失活，造成藻体死亡。另外念珠藻的固氮能力也与温度有着密切关系，温度通过调节固氮酶的活性从而影响固氮速率[16]。总体来看，低温（10℃～20℃）状态下有利于葛仙米的生长[39]，而高温（>30℃）不利于葛仙米生长，与自然状态下葛仙米的生长繁殖温度需求吻合。
2.2.2 pH
水体的pH对于藻类的生理活动和演替也起着重要的作用，每种藻类都有其适宜的pH范围。pH会影响藻类对营养物质如矿物质以及微量元素的吸收速率，同时对藻体内的生化反应的发生和反应速率均有明显的控制作用[4]。人工培养环境下葛仙米生长最适pH为6.0～7.5，且pH为7.0时，葛仙米的叶绿素含量以及藻体内各种营养物质（可溶性糖、可溶性蛋白）的生产效率达到最高[2，39]。这与自然状态下偏酸的pH需求有所不同，在较稳定的培养条件下，葛仙米表现出更强的酸碱适应性，通过酸碱平衡体系维持人工培养基中性环境对提高葛仙米产量和营养价值较为有利。
2.2.3 光强与光质
光照强度可影响葛仙米的产量。自然状态下葛仙米群体表层细胞对内层有遮光作用，可以抵御高强光照射，但在人工培养条件下强光会抑制葛仙米的生长，需通过加遮光网等方式减弱光照[30]。
不同波段的光对葛仙米的影响也非常显著。紫外辐射能抑制異形胞形成从而抑制藻殖段的分裂[29]，妨碍葛仙米的增殖，同时促进葛仙米产生紫外吸收色素，提高其对紫外线的耐受性[16]。刘树文等[5]分别对培养在pH值为7的BG110中的葛仙米施加白光、红光、蓝光照射，经对照后发现可溶性糖的含量发生显著差异，其大小顺序为红光>白光>蓝光。从葛仙米的产量及营养价值来说，中等光照下，减小紫外辐射，增大红光照射较为有利。
2.2.4 盐胁迫
当葛仙米生长环境中NaCl的浓度高于0.2mol·L-1时，葛仙米藻殖段的分裂能力将受阻;随着NaCl的浓度升高，其藻殖段的核型也会变得不规则，其红色自发荧光消失。而大群体在高盐度情况下（2.0mol·L-1）其红色自发荧光保持但核型依旧受到影响[33]。说明高盐浓度会直接损伤葛仙米的染色体。同时高浓度盐胁迫使葛仙米体内的脱落酸（abscisic acid，ABA）含量增加从而提高葛仙米的抗旱能力但其光合作用中PSⅠ、PSⅡ活性减弱[6，7，12]，抑制藻体的光合作用强度。维持系统中较低的盐含量，对于稳定葛仙米产量非常重要。
2.2.5 营养元素及其含量
葛仙米原植体的形态建成与氮源有关，其过程在充气和有硝态氮存在的情况下较快。无氮充气条件下，最后形成的原植体多为球形，而在静止有氮的条件下，形成的原植体多为狭长形[16]。邱昌恩等[8]研究表明在BG110培养基中外加氮源（NaNO3）条件下，NaNO3浓度小于1.5g·L-1时葛仙米正常生长，NaNO3浓度大于1.5g·L-1时葛仙米生长受到明显抑制。以上研究均表明，无氮或者低氮浓度更有利于葛仙米的生长与球体形成，可能与氮浓度的增加会破坏氮磷平衡从而抑制葛仙米藻殖段的分裂有关。但对于最佳硝态氮浓度，众多研究存在分歧，可能是由于常用氮源NaNO3并非最佳氮源。
磷元素作为植物生长发育必需的大量元素，影响着植物的生长及产量。植物通过吸收土壤中的有效磷来维持体内的磷元素。土壤中磷元素含量的高低可以影响葛仙米藻殖段的形成，在无磷状态下藻类几乎无法生存，低浓度下（0～1.0mol·L-1）葛仙米的生长速率与磷浓度呈正比，但当磷元素高于5mol·L-1时，葛仙米生长受阻[13]。
除了氮磷营养元素外，钙离子含量也是限制葛仙米生长的重要因素[39]。无钙条件下葛仙米群体破裂导致鲜重、干重下降，随着钙浓度的增加，123μmol·L-1时葛仙米鲜重增长速率达到最快，980μmol·L-1时干重增长速率到达最快，且存活率为100%[15]。但陈烁等[9]研究发现10mmol·L-1钙浓度培养基中葛仙米成球百分数比无钙培养基高，光合速率比无钙条件下高51%。同时钙离子还可以缓解盐胁迫对葛仙米固氮能力的减弱[10]。但如果钙浓度继续提升，葛仙米体内的超氧化物歧化酶（SOD）、多酚氯化酶（PPO）以及苯丙氨酸转氨酶（PAL）的活性会降低[11]，致使藻体老龄化解体，并促进杂藻生长[10]。
无机碳的浓度能影响藻类的生长以及对氮磷的利用， 藻类主要通过CO2、HCO3-等途径吸收无机碳[13]。刘树文等[14]测试CO2、Na2CO3两种不同形式的碳对葛仙米生理影响发现，CO2单独作为碳源时葛仙米的生长速率，光合色素含量以及蛋白质含量都高于Na2CO3作为碳源时的葛仙米。但是当以Na2CO3作为碳源时向水体中通入CO2，其葛仙米的生理活性将达到最强。
因而在培养基中保持相对较低的硝态氮、适宜的有效磷和钙离子含量、合适的碳源，对于葛仙米的生长有利。
2.2.6 水分与培养基形态
蓝藻对于水分缺失的耐受性强。葛仙米失水速率与藻体大小呈反比[16]，自由水散失80%后，其光合作用强度上升，在失水90%时达到最高，继续脱水其值急剧下降[33]。自然脱水7d内重新吸水加以光照葛仙米活性恢复，脱水7个月后加以吸水和光照活性也能缓慢恢复，但生理状态远不如以前。因此在选择葛仙米种源时，尽量选择未脱水，或自然脱水不超过一周的、较大的个体。 盡管在固态和液态培养基中均能生长，但葛仙米在液体培养状态下更接近野生葛仙米的生长形态[40]，但是如果室内培养的温度过高或培养基配置不当，葛仙米在液体培养基中将很难聚集成体，将以悬浮物的形式存在[33]。
3 结论
葛仙米的自然生长条件较为苛刻，受到产地光照、降雨、温度、水质、土壤磷含量及化肥和农药的影响，产地少，产量低。为满足市场所需，葛仙米的人工培养技术得到了较为充分的研究，但其最佳培养条件仍存在一定争议。通过综述近15年的研究成果，从生长状态、藻体形态、营养成分等方面出发，葛仙米种源应尽量选择未脱水，或自然脱水不超过一周的、较大的个体，以液体培养状态进行培养，培养基应在普通藻类培养基的基础上削减氮浓度，维持适中的钙浓度（0.9～10mmol·L-1）、磷浓度（0～5mol·L-1左右）以及盐浓度（<2.0 mol·L-1），选用合适的碳源（如Na2CO3与CO2的混合碳源），控制在较低温（10℃～20℃）、中性pH、中等光照条件下进行，条件允许的情况下还可尽量减小紫外辐射，增大红光比例。
尽管关于葛仙米的研究较多，但其利用价值与人工养殖技术还需进深入研究。葛仙米多糖等活性成份的功能与应用具有广阔的前景，尤其是在提高机体免疫力与肿瘤治疗中的作用机制方面有深度探讨的必要。此外，在自然条件与养殖条件中均有无法有效克服的群体破裂解体现象，可以通过进一步的试验研究理清发生机理，以有效延长其生产季节。最后作为可生物固氮的藻类，葛仙米对培养环境中氮源和碳源的需求形态与一般的蓝藻不同，最佳碳氮源筛选工作也是今后研究的一个较为重要的内容。
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关键词：葛仙米 利用 生长环境 培养条件
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葛仙米学名拟球状念珠藻（Nostoc sphaeroids）隶属于蓝藻门（Cyanophyta）蓝藻目（Cyanophyceae）念珠藻属（Nostoc）[1]。其味道鲜美、营养丰富，深受人民群众的喜爱。但是受自然分布及产量的影响，野生的葛仙米资源量远达不到需求，因此人工培养技术受到众多关注。但由于葛仙米独特的生长需求，其人工培养体系尚未完全成熟，如何防止葛仙米成体解体、杂菌污染、营养条件如何配置等问题还有待完善，特别是对于葛仙米培养条件的研究，大多进行单因子比较试验，比如温度、光照、pH等[2-15]，然而培养体系内各种因子的相互影响，造成最优的组合条件存在较大争议[8-16]。该文对近15年来关于葛仙米的研究和技术进行分析，综述其营养成分和利用价值、自然生长条件以及人工培养条件，重点探讨环境条件对葛仙米生长的影响，为葛仙米人工培养体系的优化、提高其产量提供参考。
1 葛仙米营养成分与分析
葛仙米的营养成分与利用如下。
葛仙米营养丰富（见表1）。以藻体干重计，其中蛋白质占28%～52%，粗脂肪占5%～8%，糖类24%，灰分10%～15%，碳水化合物为12%，总叶绿素为31%。葛仙米含有约15～17种氨基酸，其中7种人体必需氨基酸约占总氨基酸含量的10%～44%[17]，因而被用作氨基酸补品的原料。较高的精氨酸（Arg）含量显著提升了葛仙米的鲜味[17]。
此外，葛仙米还含有丰富的无机盐类，如Ca、Mg等。其维生素含量高，尤其是VitC含量高达500～550mg/100g（见表1），远超一般的食物。同时葛仙米高含量的VitB2可以代替蛋、奶等动物性食品来补充人体中VitB2含量。
葛仙米多糖含量高达24.2%，且胞外多糖干重含量可达80%[18]，在植物多糖含量比例中位居前列[19]。葛仙米多糖为大分子物质，是一种水溶性多糖[20]，具有抗胁迫、抗氧化、免疫调节、降血脂、抗病毒和抗菌活性的作用，同时具有一定程度的耐盐性和耐酸性[21-24]。另有研究表明，葛仙米多糖在体外具有良好的保湿性和吸水性，可在肌肤表现形成膜层用以隔绝灰尘锁住水分[21，25]，同时可抵御紫外线侵害[26]，因此可用于生产化妆品。另外，还有研究表明葛仙米提取物具有诱导肝癌细胞凋亡的能力，但是对于葛仙米抗癌作用与提高机体免疫能力的强度还有待更深入的研究[23，27，28]。
2 葛仙米的生长与培养条件
由于对生长环境的严苛要求，葛仙米产量一直不高。农田中施肥、撒药等人为作用以及大气污染、温室效应等导致适合葛仙米生长的环境越来越少。常用农药[29]不但对葛仙米生长、光合作用、呼吸作用有明显抑制作用，还可破坏葛仙米膜结构和功能[30]。氯化肥、铵态氮肥、除草剂、尿素的滥用同样是导致葛仙米产量减少的原因[29，30]。部分产区数年间葛仙米产量锐减80%[31，32]，仅能满足当地需求，有些地区甚至已经绝迹。为满足市场所需，从20世纪80年代开始，葛仙米的人工培养技术的开发研究就得到了众多学者的关注，对其生长环境、培养条件等方面展开了研究[33]，通过不断的实验摸索，葛仙米人工培育的技术也逐渐完善，目前可以通过室内培养和室外培养来养殖葛仙米，其室内培养年均产量可达到2170.8kg[34-36]。
雖然葛仙米成功实现了室内培养，但是其缺点也很明显：成本消耗大、能量利用率低、藻体易解体且所含营养成分均比野生的葛仙米低[35]。室外培养方式为跑道式培养池养殖，虽然能养殖出葛仙米但由于葛仙米群体极易破裂，受外界条件影响大，产量也不高[36]。因此其培养技术条件尚存在优化提高的空间。对其自然生长环境以及培养条件的研究，对于培养技术的优化有重要意义。
2.1 自然分布环境与生长周期
葛仙米主要分布于湖北鹤峰的走马坪镇，同时在贵州、四川、陕西、广西（北流）、广东（仁化）、湖北（房县）、江西（井冈山）、山东（烟台）以及浙江（千岛湖）等地均有发现[2，31，34，37]。这些区域地处亚热带，年日均气温12.5℃～21.1℃;年均降雨量多大于1000mm。日照较为充足，如湖北鹤峰年均日照时数为1342h，贵州岑巩县凯本乡为1275h，四川双河镇、土黄镇、清溪镇等地也均大于1000h，充足的光照时间为葛仙米的生长发育提供了有利的保障;偏好偏酸水环境，如走马镇葛仙米生长区水源的pH值为6.2～6.3[29];喜好含磷量丰富的土壤环境，以主产区湖北鹤峰走马镇为例，水稻土总磷含量279～1354mg/kg，有效磷51～270mg/kg（平均含量177mg/kg）[3]。因此葛仙米自然分布的环境要点为水量丰沛、日照充足、偏酸性水源与含磷丰富的土壤。
以葛仙米主要现产区湖北鹤峰的走马坪镇为例，每年11月份水稻收割后，稻田中灌溉水的深度大约为5～10cm时，藻丝聚集为藻体。到了次年2月，藻体增长为直径约为1～2cm，并由浅绿转变为深绿，此时的藻体富有硬度和弹性不易戳破。4月中旬至下旬藻体增大至2～3cm时即可收获[16，38]。5月之后随着水稻秧苗的栽种，葛仙米的生长环境受到影响，稻田之中便罕觅其迹[31]。因此秋季到翌年春季的低温季节是葛仙米生长季节。 2.2 影响因素与培养条件
2.2.1 温度
温度对于藻类的生长与代谢活动具有重要的的影响作用。有研究发现葛仙米生长耐受温幅为4℃～36℃[39]，在5℃～35℃范围内葛仙米光合速率和生长率随温度升高而增强[4]，但高温状态下藻体光合作用强度随时间增长逐渐降低，较低温有利于葛仙米光合系统结构生理性的保持[35]。在形态生理上，低温造成藻体黄化，叶绿素含量减少，藻丝松散;高温会使藻体内蛋白质和酶的活性降低甚至失活，造成藻体死亡。另外念珠藻的固氮能力也与温度有着密切关系，温度通过调节固氮酶的活性从而影响固氮速率[16]。总体来看，低温（10℃～20℃）状态下有利于葛仙米的生长[39]，而高温（>30℃）不利于葛仙米生长，与自然状态下葛仙米的生长繁殖温度需求吻合。
2.2.2 pH
水体的pH对于藻类的生理活动和演替也起着重要的作用，每种藻类都有其适宜的pH范围。pH会影响藻类对营养物质如矿物质以及微量元素的吸收速率，同时对藻体内的生化反应的发生和反应速率均有明显的控制作用[4]。人工培养环境下葛仙米生长最适pH为6.0～7.5，且pH为7.0时，葛仙米的叶绿素含量以及藻体内各种营养物质（可溶性糖、可溶性蛋白）的生产效率达到最高[2，39]。这与自然状态下偏酸的pH需求有所不同，在较稳定的培养条件下，葛仙米表现出更强的酸碱适应性，通过酸碱平衡体系维持人工培养基中性环境对提高葛仙米产量和营养价值较为有利。
2.2.3 光强与光质
光照强度可影响葛仙米的产量。自然状态下葛仙米群体表层细胞对内层有遮光作用，可以抵御高强光照射，但在人工培养条件下强光会抑制葛仙米的生长，需通过加遮光网等方式减弱光照[30]。
不同波段的光对葛仙米的影响也非常显著。紫外辐射能抑制異形胞形成从而抑制藻殖段的分裂[29]，妨碍葛仙米的增殖，同时促进葛仙米产生紫外吸收色素，提高其对紫外线的耐受性[16]。刘树文等[5]分别对培养在pH值为7的BG110中的葛仙米施加白光、红光、蓝光照射，经对照后发现可溶性糖的含量发生显著差异，其大小顺序为红光>白光>蓝光。从葛仙米的产量及营养价值来说，中等光照下，减小紫外辐射，增大红光照射较为有利。
2.2.4 盐胁迫
当葛仙米生长环境中NaCl的浓度高于0.2mol·L-1时，葛仙米藻殖段的分裂能力将受阻;随着NaCl的浓度升高，其藻殖段的核型也会变得不规则，其红色自发荧光消失。而大群体在高盐度情况下（2.0mol·L-1）其红色自发荧光保持但核型依旧受到影响[33]。说明高盐浓度会直接损伤葛仙米的染色体。同时高浓度盐胁迫使葛仙米体内的脱落酸（abscisic acid，ABA）含量增加从而提高葛仙米的抗旱能力但其光合作用中PSⅠ、PSⅡ活性减弱[6，7，12]，抑制藻体的光合作用强度。维持系统中较低的盐含量，对于稳定葛仙米产量非常重要。
2.2.5 营养元素及其含量
葛仙米原植体的形态建成与氮源有关，其过程在充气和有硝态氮存在的情况下较快。无氮充气条件下，最后形成的原植体多为球形，而在静止有氮的条件下，形成的原植体多为狭长形[16]。邱昌恩等[8]研究表明在BG110培养基中外加氮源（NaNO3）条件下，NaNO3浓度小于1.5g·L-1时葛仙米正常生长，NaNO3浓度大于1.5g·L-1时葛仙米生长受到明显抑制。以上研究均表明，无氮或者低氮浓度更有利于葛仙米的生长与球体形成，可能与氮浓度的增加会破坏氮磷平衡从而抑制葛仙米藻殖段的分裂有关。但对于最佳硝态氮浓度，众多研究存在分歧，可能是由于常用氮源NaNO3并非最佳氮源。
磷元素作为植物生长发育必需的大量元素，影响着植物的生长及产量。植物通过吸收土壤中的有效磷来维持体内的磷元素。土壤中磷元素含量的高低可以影响葛仙米藻殖段的形成，在无磷状态下藻类几乎无法生存，低浓度下（0～1.0mol·L-1）葛仙米的生长速率与磷浓度呈正比，但当磷元素高于5mol·L-1时，葛仙米生长受阻[13]。
除了氮磷营养元素外，钙离子含量也是限制葛仙米生长的重要因素[39]。无钙条件下葛仙米群体破裂导致鲜重、干重下降，随着钙浓度的增加，123μmol·L-1时葛仙米鲜重增长速率达到最快，980μmol·L-1时干重增长速率到达最快，且存活率为100%[15]。但陈烁等[9]研究发现10mmol·L-1钙浓度培养基中葛仙米成球百分数比无钙培养基高，光合速率比无钙条件下高51%。同时钙离子还可以缓解盐胁迫对葛仙米固氮能力的减弱[10]。但如果钙浓度继续提升，葛仙米体内的超氧化物歧化酶（SOD）、多酚氯化酶（PPO）以及苯丙氨酸转氨酶（PAL）的活性会降低[11]，致使藻体老龄化解体，并促进杂藻生长[10]。
无机碳的浓度能影响藻类的生长以及对氮磷的利用， 藻类主要通过CO2、HCO3-等途径吸收无机碳[13]。刘树文等[14]测试CO2、Na2CO3两种不同形式的碳对葛仙米生理影响发现，CO2单独作为碳源时葛仙米的生长速率，光合色素含量以及蛋白质含量都高于Na2CO3作为碳源时的葛仙米。但是当以Na2CO3作为碳源时向水体中通入CO2，其葛仙米的生理活性将达到最强。
因而在培养基中保持相对较低的硝态氮、适宜的有效磷和钙离子含量、合适的碳源，对于葛仙米的生长有利。
2.2.6 水分与培养基形态
蓝藻对于水分缺失的耐受性强。葛仙米失水速率与藻体大小呈反比[16]，自由水散失80%后，其光合作用强度上升，在失水90%时达到最高，继续脱水其值急剧下降[33]。自然脱水7d内重新吸水加以光照葛仙米活性恢复，脱水7个月后加以吸水和光照活性也能缓慢恢复，但生理状态远不如以前。因此在选择葛仙米种源时，尽量选择未脱水，或自然脱水不超过一周的、较大的个体。 盡管在固态和液态培养基中均能生长，但葛仙米在液体培养状态下更接近野生葛仙米的生长形态[40]，但是如果室内培养的温度过高或培养基配置不当，葛仙米在液体培养基中将很难聚集成体，将以悬浮物的形式存在[33]。
3 结论
葛仙米的自然生长条件较为苛刻，受到产地光照、降雨、温度、水质、土壤磷含量及化肥和农药的影响，产地少，产量低。为满足市场所需，葛仙米的人工培养技术得到了较为充分的研究，但其最佳培养条件仍存在一定争议。通过综述近15年的研究成果，从生长状态、藻体形态、营养成分等方面出发，葛仙米种源应尽量选择未脱水，或自然脱水不超过一周的、较大的个体，以液体培养状态进行培养，培养基应在普通藻类培养基的基础上削减氮浓度，维持适中的钙浓度（0.9～10mmol·L-1）、磷浓度（0～5mol·L-1左右）以及盐浓度（<2.0 mol·L-1），选用合适的碳源（如Na2CO3与CO2的混合碳源），控制在较低温（10℃～20℃）、中性pH、中等光照条件下进行，条件允许的情况下还可尽量减小紫外辐射，增大红光比例。
尽管关于葛仙米的研究较多，但其利用价值与人工养殖技术还需进深入研究。葛仙米多糖等活性成份的功能与应用具有广阔的前景，尤其是在提高机体免疫力与肿瘤治疗中的作用机制方面有深度探讨的必要。此外，在自然条件与养殖条件中均有无法有效克服的群体破裂解体现象，可以通过进一步的试验研究理清发生机理，以有效延长其生产季节。最后作为可生物固氮的藻类，葛仙米对培养环境中氮源和碳源的需求形态与一般的蓝藻不同，最佳碳氮源筛选工作也是今后研究的一个较为重要的内容。
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