現(xiàn)代生物餌料培養(yǎng)學

1、緒 論第一節(jié) 生物餌料培養(yǎng)學的基本概念一、生物餌料培養(yǎng)學的定義飼料：飼養(yǎng)動物（禽、畜等）的食物。餌料：魚、蝦、貝等水產(chǎn)動物的食物。餌料生物: 是指在海洋、江河、湖泊等水域中生活的各種可供水產(chǎn)動物食用的水生動、植物（微藻microalgae、輪蟲rotifer、鹵蟲brine shrimp、橈足類copepod等）。生物餌料（live food）: 是經(jīng)過篩選的優(yōu)質餌料生物，進行人工培養(yǎng)后投喂給養(yǎng)殖對象食用的活的餌料。微粒飼料（microdiet）：將不同營養(yǎng)物質加工，配合，制成相應生物餌料大小的顆粒飼料產(chǎn)品，稱微粒飼料。生物餌料培養(yǎng)學：是研究生物餌料的篩選、培養(yǎng)及其營養(yǎng)價值評價的一門應用性科學

2、。主要任務：篩選優(yōu)良生物餌料品種。提高生物餌料培養(yǎng)水平。研究和評價生物餌料的營養(yǎng)價值。二、生物餌料培養(yǎng)學的主要研究內容（一）生物餌料的篩選篩選原則：1大小適口：應選擇能夠滿足和適應不同養(yǎng)殖對象及同一養(yǎng)殖對象不同發(fā)育階段攝食所需的生物餌料。不同的動物及同種動物的不同發(fā)育階段對餌料大小的要求不同。扇貝幼蟲的早期階段：等鞭金藻等個體小、游動緩慢的種類。扇貝幼蟲的后期階段：扁藻、塔胞藻等個體較大，游動活潑的種類。2方便養(yǎng)殖動物攝食：生物餌料在水中的運動速度與在水層中的分布情況，應便于養(yǎng)殖動物攝食。微藻、輪蟲：運動能力較弱開口餌料鹵蟲無節(jié)幼體、枝角類、橈足類：游動較快扇貝幼蟲：浮游生活，選用浮游生物餌料

3、。鮑魚苗（稚鮑）：底棲生活，選用底棲生物餌料。3營養(yǎng)豐富容易被養(yǎng)殖動物消化吸收，具有較高的營養(yǎng)價值，使養(yǎng)殖動物生長迅速。營養(yǎng)價值：（1）測定營養(yǎng)成分：蛋白質（protein ），脂肪（ lipid ）碳水化合物（carbohydrate），維生素（vitamins）脂肪酸（fatty acid）， 特別是高度不飽和脂肪酸 High unsaturated fatty acid（HUFA）氣相色譜-質譜儀（GC-MS Gas Chromatography-Mass Spectrometer）：測脂肪酸傅立葉變換紅外顯微鏡（FT-IR spectroscopy - Fourier transfor

4、m infrared spectroscopy）：可測蛋白質、脂肪、碳水化合物等的相對含量 （2）投喂效果實驗： 體長、體重增加的快慢等。4. 生物餌料及其代謝產(chǎn)物無毒或毒性很小，使養(yǎng)殖動物具有較高的成活率。例如微囊藻和螺旋藻。 5生物餌料的生活史短，生殖力強。例如球等鞭金藻。6對環(huán)境的適應性（對溫度、鹽度、光照強度等）和抗逆性強，易于大量培養(yǎng)(large-scale culture)，培養(yǎng)達到的密度大，產(chǎn)量高。例如輪蟲。 （二）生物餌料的大量培養(yǎng)技術研究生物餌料的基本生物學資料：形態(tài)、分類、分布種群的生理生態(tài)特證、生殖力、抗逆性大量培養(yǎng)的技術性指標（三）生物餌料的營養(yǎng)價值評價：篩選、定向培養(yǎng)

5、、營養(yǎng)強化第二節(jié) 生物餌料在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應用貝類育苗：微藻，常用硅藻類、金藻類和綠藻類鮑魚（底棲種類）育苗：底棲硅藻甲殼類（蝦、蟹等）育苗：微藻、輪蟲、鹵蟲的無節(jié)幼體、橈足類等魚類育苗：微藻、輪蟲、鹵蟲的無節(jié)幼體、橈足類、枝角類、糠蝦類等海參育苗：角毛藻、鹽藻（杜氏藻）、底棲硅藻等。第三節(jié) 生物餌料培養(yǎng)未來發(fā)展方向一、生物餌料培養(yǎng)的中長期目標生物餌料規(guī)模化、穩(wěn)定性、高密度培養(yǎng)技術餌料的營養(yǎng)強化新型生物餌料的篩選富含HUFA(High Unsaturated Fatty Acid)微藻品系的篩選生物餌料攜帶細菌數(shù)量的控制生物餌料在自然條件下的人工培養(yǎng)和增殖，人工生態(tài)育苗生物餌料的濃縮和保存二、生

6、物餌料培養(yǎng)的終極目標苗種的餌料問題：水產(chǎn)苗種規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化的主要制約因素微粒飼料的完全取代：全價微粒飼料目前存在的問題：要求的粒徑小，加工工藝復雜，微粒飼料的均質性難以保證營養(yǎng)成分在水中的穩(wěn)定性難以保證微粒飼料在水中的懸浮性難以保證對魚蝦蟹幼體的營養(yǎng)需求了解較少。第一章 微藻培養(yǎng)第一節(jié) 概 述一、微藻培養(yǎng)的發(fā)展概況微藻（microalgae）: 指那些單細胞或數(shù)個細胞組成的微小藻類。16世紀：墨西哥人將螺旋藻曬干制成食品。19世紀末：開始進行微藻的培養(yǎng)，小球藻、柵藻等，作為植物生理學的材料。20世紀初：開始進行作為水產(chǎn)餌料的微藻培養(yǎng)。第二次世界大戰(zhàn)后：開展小球藻培養(yǎng)研究，代替糧食和飼料。20世

7、紀80年代末：開始進行微藻的異養(yǎng)培養(yǎng)（利用工廠的發(fā)酵設備）。我國的微藻事業(yè)：20世紀50年代后期：開展大規(guī)模小球藻培養(yǎng)。70年代后期：將螺旋藻引入我國。目前大規(guī)模培養(yǎng)的種類：螺旋藻、鹽藻等。微藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的國家：以色列、日本、美國等。培養(yǎng)的主要種類：螺旋藻、鹽藻、小球藻等。目前國內外水產(chǎn)養(yǎng)殖中，常用的微藻隸屬于7個門，幾十個屬。2、 微藻的應用概述1 作為人類的營養(yǎng)食品和保健食品（螺旋藻、小球藻等）2 作為藥源生物資源（抗細菌、抗病毒、抗腫瘤、抗心腦血管疾?。? 作為人類食品添加劑(調色、調味)4 作為水產(chǎn)動物的餌料（鮮活微藻、貯存微藻）5 用富含EPA/DHA的微藻強化輪蟲、鹵蟲6 作為水

8、產(chǎn)動物餌料添加劑和禽、畜飼料添加劑7   利用微藻提取EPA和DHA、色素、甘油等生物活性物質8 廢水處理9 植物生長調節(jié)劑10 作為生物柴油的原料（高效能源微藻）11 利用微藻減排CO2。12 微藻的危害(微藻毒素、水華、赤潮等)第二節(jié) 微藻的培養(yǎng)種類概述Ø 硅藻類：三角褐指藻、小新月菱形藻、牟氏角毛藻、纖細角毛藻、中肋骨條藻 Ø 綠藻類：亞心形扁藻、塔胞藻、鹽藻、雨生紅球藻、小球藻、微綠球藻Ø 金藻類：球等鞭金藻、湛江等鞭藻、綠色巴夫藻Ø 黃藻類：異膠藻 Ø 藍藻類：鈍頂螺旋藻一、三角褐指藻 (Phaeodactylum

9、 tricornutum)1.分類地位：硅藻門/羽紋硅藻綱/褐指藻目/褐指藻科/褐指藻屬2.形態(tài)特征：Ø 細胞梭形、三角形、卵形。Ø 梭形細胞:長約20微米。Ø 三出放射形細胞:臂長皆為6-8微米。Ø 卵形細胞較少見，在平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)可出現(xiàn)卵形細胞。3.繁殖方式：無性的二分裂繁殖。因無硅質殼，分裂時細胞不會縮小。 4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫5-25，最適溫度10-20，超過25時停止生長，最終大量死亡。鹽度：生存鹽度9-92，最適鹽度25-32。光照強度：適應光照強度范圍1000-8000lx，最適范圍3000-5000lx，切忌陽光直射。酸堿度：適

10、應的pH范圍為7-10，最適pH 7.5-8.5 。 目前，三角褐指藻有多個品系(strains)，如MACC/B114 MACC/B118 MACC/B221 MACC/B229 UTEX640 2038Ø 品系不同，細胞的形態(tài)及營養(yǎng)成分都有差異，應用時可根據(jù)需要選擇合適的品系。Ø MACC: Microalgae Culture Center in Ocean University of ChinaØ B: Bacillariophyta (硅藻門) Ø UTEX：The Culture Collection of Algae at the Univ

11、ersity of Texas at Austin (USA)二、小新月菱形藻（Nitzschia closterium f.minutissima）1.分類地位：硅藻門/羽紋硅藻綱/管殼縫目/菱形藻科/菱形藻屬2.形態(tài)特征：Ø 小新月菱形藻俗稱“小硅藻”。Ø 單細胞,細胞中央膨大,呈紡錘形,兩端漸尖。Ø 體長12-23微米，寬2-3微米。Ø 細胞中央具一細胞核。Ø 色素體2片，黃褐色，位于細胞中央細胞核兩側。3.繁殖方式：無性的二分裂繁殖。4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫528 ，最適溫度1520 ，超過28時停止生長，最終大量死亡。鹽度：生存鹽

12、度18-61.5，最適生長鹽度25-32。光照強度：最適范圍3000-8000lx，切忌陽光直射。酸堿度：適應的pH范圍為7-10，最適pH 7.5-8.5 。 三角褐指藻和小新月菱形藻：培養(yǎng)較早，培養(yǎng)方法比較成熟。具有生長快、濃度高、容易培養(yǎng)、營養(yǎng)豐富的特點，是貝類和蝦類幼體的良好餌料。低溫種（low temperature-tolerance species）, 25以上生長即受到嚴重抑制。三、牟氏角毛藻 （Chaetoceros muelleri）1.分類地位：硅藻門/中心硅藻綱/盒形藻目/角毛藻科/角毛藻屬2.形態(tài)特征：Ø 細胞：短圓柱形，殼面大都是橢圓形。殼環(huán)面呈長方形至四

13、角形。Ø 細胞小型，多數(shù)呈單細胞，有時2-3個組成群體。Ø 角毛細長，約20-30微米。Ø 色素體1個，呈片狀，黃褐色3.繁殖方式：無性的二分裂繁殖。當環(huán)境不良時可形成休眠孢子，此外，也能形成復大胞子。4.生態(tài)條件：溫度：高溫種類，生長適溫10-40 ，最適溫度25-35。鹽度：半咸水種類，適宜鹽度2.56-35，最適鹽度22-26。光照強度：適宜光照強度范圍2000-15000lx，最適范圍6000-10000lx。酸堿度：適應的pH范圍為6.4-9.5，最適pH 8.0-8.9 。 四、纖細角毛藻（Chaetoceros gracilis）1.分類地位：硅藻門

14、/中心硅藻綱/盒形藻目/角毛藻科/角毛藻屬2.形態(tài)特征：Ø 細胞小型，多呈單細胞，有時23個細胞組成鏈狀，大小57×4微米 (角毛長3037微米)。Ø 本種是1988年從美國Solar Energy Institute引進的，并已在國內育苗場推廣應用。3.繁殖方式：一般是無性二分裂繁殖，在不良環(huán)境下可形成休眠孢子。 4.生態(tài)條件：同牟氏角毛藻。高溫種類。牟氏角毛藻和纖細角毛藻可以作為海參(sea cucumber)、甲殼類(crustaceans) 等幼體的餌料。耐高溫種類 (high temperature-tolerance species) ，適合夏季培養(yǎng)。

15、五、中肋骨條藻（Skeletonema costatum）1.分類地位：硅藻門/中心硅藻綱/圓篩藻目/骨條藻科/骨條藻屬2.形態(tài)特征：Ø 細胞為透鏡形或圓柱形，直徑為6-7微米。Ø 殼面圓而鼓起，著生一圈細長的刺，與臨細胞的對應刺組成長鏈。刺的數(shù)目為8-30條。Ø 色素體通常2個，位于殼面各向一面彎曲。3.繁殖方式：一般為無性的二分裂繁殖。復大孢子是經(jīng)過卵配形成的。復大孢子的形成與溫度、鹽度和光照有關。 4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫1034 ，最適溫度2030 。鹽度：生存鹽度7-50，最適生長鹽度25-30。光照強度：適應范圍500-10000lx。酸堿度：最適

16、pH 7.5-8.5。 中肋骨條藻： 廣溫廣鹽種類，是對蝦幼體、縊蟶、牡蠣等的優(yōu)良餌料。六、亞心形扁藻（Platymonas subcordiformis）1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/團藻目/衣藻科/扁藻屬國外多使用另一分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)細胞前端的凹陷獨立為一綱，即：綠枝藻綱 Prasinophyceae四片藻屬 Tetraselmis因此扁藻屬Platymonas與四片藻屬Tetraselmis 為同屬異名。扁藻的形態(tài)特征：2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，正面觀為卵形、橢圓形或心形。Ø 具4條等長的頂生鞭毛(flagella) ，約等于或略短于體長。Ø 色素體大，

17、呈杯狀(cup-shaped) ，內有一個蛋白核 (pyrenoid) 。Ø 眼點(eyespot) 1個，細胞核1個。我國作為餌料培養(yǎng)的種類還有青島大扁藻，比亞心形扁藻大。3.繁殖方式：無性繁殖，細胞縱分裂成兩個（少數(shù)情況下四個）子細胞。當環(huán)境不良時，能形成休眠孢子，橢圓形，一個或兩個。4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫730 ，最適溫度2028。對低溫的適應能力強，對高溫的適應能力差。鹽度：生存鹽度8-80，最適生長鹽度30-40。光照強度：適應范圍1000-20000lx，最適范圍5000-10000lx。酸堿度：適應的pH范圍為6-9，最適pH 7.5-8.5。 七、塔胞藻 (Py

18、ramidomonas sp.）1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/團藻目/鹽藻科/塔胞藻屬2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，細胞呈倒卵形，少數(shù)為半球形。Ø 細胞前端具一圓錐形凹陷，由凹陷中央向前伸出4條鞭毛。Ø 色素體杯狀，基部有一個蛋白核。Ø 細胞單核，位于細胞的中央偏前端。Ø 細胞裸露，不具細胞壁 (Cell wall)。3.繁殖方式：主要為縱分裂繁殖。 4.生態(tài)條件：同扁藻。扁藻和塔胞藻適應力較強，生長繁殖迅速，較容易培養(yǎng)，是親貝和許多貝類后期幼蟲的良好餌料。八、鹽藻（Dunaliella spp.） 1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/團藻目/鹽藻科/鹽

19、藻屬（杜氏藻屬）2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，無細胞壁 ( no cell wall) ，體形變化大，通常為梨形、橢圓形等。Ø 具兩條等長頂生鞭毛 (two equal flagella) ，比藻體約長1/3。Ø 色素體杯狀，內有一個蛋白核。Ø 一般細胞長12-21微米，寬約6-13微米。3.繁殖方式：主要為無性縱分裂繁殖。在環(huán)境不良時進行有性生殖。 4.生態(tài)條件：溫度：最適溫度2035 。鹽度：最適鹽度60-70。光照強度：最適范圍4000-8000lx，切忌陽光直射。酸堿度：對pH適應性強，可在高pH的堿性條件下生長，最適pH 7.0-8.5 。 鹽藻細

20、胞內能儲存大量經(jīng)濟價值較高的甘油和-胡蘿卜素等有機化合物，可通過大量培養(yǎng)杜氏藻提取-胡蘿卜素。九、雨生紅球藻 (Haematococcus pluvialis)1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/團藻目/紅球藻科/紅球藻屬2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，細胞為橢圓形到卵形。Ø 細胞壁與原生質體之間有一定間距，充滿膠狀物質。Ø 兩條等長鞭毛，約等于體長。Ø 環(huán)境不良時，產(chǎn)生厚壁孢子，積累大量的蝦青素。Ø 淡水種。3.繁殖方式：環(huán)境適宜時，游動細胞以無性繁殖方式產(chǎn)生2、4、8個游孢子。經(jīng)一定時間的生長發(fā)育，游孢子突破孢子囊壁釋放出來，成為新的游動細胞。 4.生

21、態(tài)條件：溫度：生長適溫2028 ，超過30時生長受到抑制。鹽度：淡水種。光照強度：最適光強1500lx左右，高于2000lx則抑制其生長。酸堿度：最適pH 7.8左右。 雨生紅球藻：含大量的蝦青素（細胞干重的2%）是目前已知的蝦青素含量最高的微藻蝦青素的用途：蝦青素是鮭鱒魚飼料中必不可少的成分作為天然抗氧化劑應用于食品、醫(yī)藥、化妝品。十、小球藻（Chlorella spp.）1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/綠球藻目/小球藻科/小球藻屬2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，小型，細胞直徑2-12m。Ø 細胞球形或橢圓形。Ø 色素體一個，周生，杯狀或片狀。Ø 大多數(shù)淡水生

22、活，少數(shù)海水中生活。3.繁殖方式：當細胞分裂時，原生質體分裂為2、4、8、個似親孢子，等到母細胞壁破裂，似親孢子就釋放出來。4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫1036 ，最適溫度25-30 。鹽度：適應鹽度范圍廣。經(jīng)馴化可在淡水及鹽度為45的海水中生長繁殖。光照強度：最適范圍3000-10000lx。酸堿度：適應的pH范圍為5.5-8.0。 小球藻蛋白質含量豐富，可生產(chǎn)保健食品。在水產(chǎn)上，小球藻多用于培養(yǎng)輪蟲十一、微綠球藻（Nannochloris oculata）1.分類地位：綠藻門/綠藻綱/綠球藻目/綠球藻科/微綠球藻屬2.形態(tài)特征：Ø 細胞球形，直徑2-4微米 。Ø 色素體

23、一個，淡綠色，側生。Ø 眼點一個，圓形，淡橘紅色。Ø 無蛋白核，有淀粉粒1-3個，側生。Ø 細胞壁極薄，幼年細胞看不到，在-分裂之前才變明顯。3.繁殖方式：二分裂繁殖，細胞分裂為2個子細胞。4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫1036 ，最適溫度2530。鹽度：適宜鹽度范圍4-36。光照強度：最適光照強度為10000lx左右。 酸堿度：最適pH 7.5-8.5 。微綠球藻多用于培養(yǎng)輪蟲十二、 球等鞭金藻（Isochrysis galbana）1.分類地位：金藻門/金藻綱/等鞭金藻科/等鞭金藻屬2.形態(tài)特征：Ø 單細胞，細胞裸露，橢圓形、卵形、球型等。Ø

24、 具2條等長鞭毛(two equal flagella) Ø 色素體1-2個。Ø 貯藏物為油滴和白糖素，白糖素位于細胞后端。3.繁殖方式：主要為無性的二分裂繁殖。環(huán)境不良時形成特殊的孢囊-內生孢子。 4.生態(tài)條件：球等鞭金藻有三個常見的生態(tài)品系球等鞭金藻3011(高溫品系 high temperature-tolerance species )球等鞭金藻8701(低溫品系 low temperature-tolerance species )球等鞭金藻塔溪堤品系（Tahitian Isochrysis galbana），簡稱塔溪堤，最初從塔溪堤（南太平洋的一個島嶼）養(yǎng)殖水體

25、分離篩選而得，屬高溫品系。十三、 湛江等鞭金藻（Isochrysis zhanjiangensis）1.分類地位：金藻門/金藻綱/等鞭金藻科/等鞭金藻屬2.形態(tài)特征：Ø 多為卵形或球形，大小為67×56微米。Ø 具有兩條等長的鞭毛，從細胞前端伸出。Ø 色素體兩片，側生，金黃色。Ø 細胞核位于兩片色素體之間。Ø 一個或幾個白糖素顆粒, 位于細胞后部。3.繁殖方式：主要為無性二分裂繁殖。 4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫935 ，最適溫度2532 。鹽度：生存鹽度10-50，最適生長鹽度22.7-35.8。光照強度：最適范圍5000-1000

26、0lx。酸堿度：最適pH 7.5-8.5 。 球等鞭金藻和湛江等鞭金藻可以作為扇貝（scallop）、牡蠣（oyster）等多種雙殼類（bivalves) 幼蟲（larvae）的餌料，效果良好。大多數(shù)等鞭藻富含DHA。十四、綠色巴夫藻（Pavlova viridis）1.分類地位：金藻門/金藻綱/巴夫藻屬2.形態(tài)特征：Ø 綠色巴夫藻，又稱3012，是1982年從山東海陽縣的海水樣品中分離而得。Ø 無細胞壁（cell wall），正面觀呈圓形，側面觀為橢圓形或倒卵形。Ø 細胞大小為6.0×4.8×4.0微米。Ø 具2條不等長的鞭毛和1條

27、附鞭。Ø 色素體一個，裂成2大葉圍繞著細胞。Ø 綠色巴夫藻的群體細胞呈淡黃綠色至綠色。綠色巴夫藻可用于海灣扇貝（Bay scallop）和中國對蝦育苗中，效果良好。3.繁殖方式：主要為無性二分裂繁殖。 4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫1035 ，最適溫度1530 。鹽度：生存鹽度5-80，最適生長鹽度10-40。光照強度：最適范圍4000-10000lx。酸堿度：最適pH 7.5-8.5 。 十五、異膠藻（Heterogloea sp.）1.分類地位：黃藻門/黃藻綱/異球藻目/異膠藻屬 2.形態(tài)特征：細胞長圓形或橢圓形。長45.5微米，寬2.54微米 。Ø 色素體1個

28、，片狀側生，占藻體大部分，呈黃綠色。Ø 藻液顏色隨著培養(yǎng)時間的延長從綠色變成黃色、土黃色。Ø 可作為牡蠣(oyster)、貽貝(mussel)、菲律賓蛤仔(clam)、泥蚶(mud clam) 等幼體的餌料。3.繁殖方式：主要為無性二分裂繁殖。4.生態(tài)條件：溫度：生長適溫835 ，最適溫度1533 。鹽度：生存鹽度13-32。光照強度：適應范圍1000-8000lx。酸堿度：最適pH 7.5-8.2 。 十六、鈍頂螺旋藻（Spirulina platensis）1.分類地位：藍藻門/藍藻綱/顫藻目/螺旋藻屬2.形態(tài)特征：Ø 藻體淡藍綠色，細胞圓柱形。Ø

29、藻體為單列細胞組成的不分支的絲狀體，絲狀體外無膠質鞘。Ø 藻絲螺旋狀卷曲。Ø 無異形胞和厚壁孢子(No heterocysts and resting spores) 。Ø 海、淡水中均有分布。3.繁殖方式：主要為無性二分裂繁殖，有時也以藻殖段繁殖。4.生態(tài)條件：Ø 分布廣，適應能力強，最初生長于熱帶高溫的堿水湖里，喜高溫、高堿和強光。實驗室長期培養(yǎng)藻絲易變直。Ø 溫度：生長適溫1540 ，最適溫度3537 。Ø 鹽度：可在淡水中培養(yǎng)，也可馴化后在鹽度為35的海水中生長。Ø 光照強度：最適范圍30000-35000lx。&#

30、216; 酸堿度：最適pH 8.5-10.5 。 螺旋藻營養(yǎng)豐富、蛋白質含量高（達50%以上）容易消化、采收方便，多作為營養(yǎng)保健品。在水產(chǎn)上，螺旋藻可作為魚、蝦飼料添加劑。第三節(jié) 影響微藻生長繁殖的因子一、 光照（Light）1. 光源太陽光（主要）、人工光源（補充光源）常用的人工光源有:日光燈(fluorescent lamp)、白熾燈(incandescent lamp, not recommended)、金屬鹵素燈(metal halide lamp)2. 光質在植物的光合作用中，光質(light spectrum)和光量(light intensity)都是重要的。光質：就是不同波長的

31、光線，在太陽光光譜中，可分為3個主要部分，波長由短到長分別為紫外線、可見光（400-700nm）和紅外線。光合有效輻射(photosynthetically active radiation PAR) ：400-700nm3. 光在藻細胞懸浮液中的穿透光線進入藻液中，由于藻細胞的吸收和散射，隨著深度的增加，光照強度迅速降低。Ø Light intensity plays an important role, but the requirements vary greatly with the culture depth and the density of the algal cul

32、ture.Ø At higher depths and cell concentrations the light intensity must be increased to penetrate through the culture (e.g. 1000lx is suitable for small flasks, 5000-10000lx is required for larger volumes). 4.光強光量：是指光線總強度而言，稱光照強度。光照強度用照度計(lx light meter)測定，其單位是勒克司（lx）。在植物生理研究領域及國外：光照強度常用mmol p

33、hotons.m-2.s-1表示, 即每秒鐘在每平方米面積上接受的微摩爾量子光量。用量子輻射計、雙輻射計、光量子計等測量。1 mmol photons.m-2.s-1 »50lx適光范圍：是指生物能進行正常生長繁殖的光照強度范圍。飽和光照強度：光合作用或細胞分裂速率達到最大值時的光照強度稱為最適光照強度或稱飽和光照強度。補償光照強度：適光范圍的低限，稱為補償光照強度（光補償點）。在這樣的光照強度下，藻類呼吸作用消耗的氧氣量與光合作用放出的氧氣量恰好相等，細胞只能維持基礎代謝不能生長。5. 光周期（Photoperiod）光照周期12L:12D，光暗周期14 h:10 h，16:08

34、light: dark cycle飽和白晝現(xiàn)象：在較強的光照強度和較長的日照時間下，日照時間雖然增加，生長率并不再增加，這種現(xiàn)象稱為飽和白晝現(xiàn)象。光抑制（photoinhibition）: 過強和過長時間的光照會引起光抑制，使葉綠素發(fā)生光解而褪色。6.間歇光的作用：用強光間歇照射時，和間歇照射時間總和相等的連續(xù)照射相比較，同化效果要大很多。二、溫度（Temperature）適溫范圍：是指微藻能進行正常生長繁殖的溫度范圍。最適溫度范圍：是指微藻生長繁殖最快、生命活動最旺盛的溫度范圍。Ø 最低適應溫度（低限）Ø 最高適應溫度（高限）Ø 認為高溫對生物體的破壞是化學性的

35、，低溫對生物體的破壞是機械性的，微藻對低溫的忍耐性較強，可利用低溫對微藻進行保種。Ø 若溫度超出最低適溫和最高適溫，生物的生命活動就要受到影響。例如：骨條藻的適溫范圍為832，最適溫度范圍2025，適溫低限和適溫高限分別為8和32。Ø 常見低溫種類：三角褐指藻、小新月菱形藻等。Ø 常見高溫種類：角毛藻、湛江等鞭藻、等鞭藻3011等。Ø The optimal temperature for phytoplankton cultures is generally between 20 and 24, although this may vary with

36、the species and strains cultured. Most commonly cultured microalgal species tolerate temperatures between 16 and 27. Temperatures lower than 16 will slow down growth, whereas those higher than 35 are lethal(有害的、致命的) for a number of species. 三、鹽度（ Salinity ）水是一種富含各種鹽類的溶液，地球上不同水域的水，含鹽量的差別很大。淡水水域：0.01-

37、0.5；半咸水：0.5-16.0；海水水域：16.7-47.0；超鹽水域：47.0以上大洋水和徑流降水較少的海區(qū)：35左右。鹽度單位：ppt (parts per thousand)海水鹽度對微藻的影響也有適鹽范圍、最適鹽度范圍、適鹽高限和適鹽低限等。以骨條藻為例，其適鹽范圍為750，最適鹽度范圍為2530，適鹽低限和適鹽高限分別為7和50 。四、營養(yǎng)鹽（Nutrients）大量元素（macronutrients） 微量元素（trace metals）維生素（vitamins）絡合物（Chelators ）土壤抽取液（soil extract）微藻生長必需的每一種元素濃度：Ø 最低量

38、（低限）：低于最低限，對生長繁殖起抑制作用Ø 最高量（高限）：超出高限，對微藻產(chǎn)生毒害作用影響其生長繁殖，甚至使微藻死亡。危害比前者更為嚴重。Ø 需要特別注意的是，微量元素的適量和致毒量之間的幅度很小。Ø Many reactive micronutrient metals, such as copper and zinc, are toxic at elevated concentrations. For these metals, optimal growth occurs at intermediate concentrations, below which

39、 growth rate is limited and above which growth is inhibited. 五、二氧化碳（carbon dioxide）光合作用的反應式：CO2+H2O®（CH2O）+ O2培養(yǎng)微藻的水環(huán)境中，二氧化碳呈現(xiàn)各種形式：游離的二氧化碳（CO2）、碳酸氫鹽（HCO3）、碳酸鹽（CO32）、碳酸（H2CO3）各種存在形式在水中可互相轉化。反應式為：CO2+H2OÛH2CO3ÛH+HCO3 Û2H+CO32培養(yǎng)微藻過程中主要采用以下措施補充二氧化碳：（1） 通過攪拌增加水與空氣的接觸面，使空氣中的二氧化碳溶于培養(yǎng)液中。

40、（2） 通入普通空氣（含二氧化碳0.03%），通過微小氣泡增加水和空氣的接觸面，使空氣中的二氧化碳溶入培養(yǎng)液中。 （3） 通入含1%5%二氧化碳的混合空氣，效果好，但要防止過量致毒。（4） 向培養(yǎng)液中添加碳酸氫鈉（容易引起沉淀）。 六、pH（酸堿度Acidity）：天然海水：pH值8.1-8.3 人工海水：一般調整為8.2左右七、生物因子（Biotic factors）促進生長：某些微藻（如日本星桿藻、骨條藻等）必須在有細菌存在的條件下才能生長良好。抑制生長：吞食、寄生和抗生等。第四節(jié) 微藻的培養(yǎng)液Concentrations of cells in phytoplankton culture

41、s are generally higher than those found in nature. Algal cultures must therefore be enriched with nutrients to make up for the deficiencies in the seawater. 一、培養(yǎng)液的成分1大量元素（ macronutrients）氮（N）、磷（P）、鐵（Fe）、鉀（K）、鎂（Mg）、硫（S）、鈣（Ca）、硅（Si）氮（N）硝酸鈉和硝酸鉀；磷（P）磷酸二氫鉀，磷酸二氫鈉；鐵（Fe）檸檬酸鐵；硅（Si）硅酸鈉。Redfield 比值N:P16:1若N:P3

42、0，則P為限制性元素； N:P5，則N為限制性元素大量元素母液（Stock solutions of macronutrients）Ø Separate stock solutions of each macronutrient should be prepared at a concentration of 1000-fold of the final concentration so as to use 1 ml per 1000 ml of medium. Ø Phosphate stock solutions should never be stored in th

43、e polyethylene（聚乙烯）bottles because phosphate ions are strongly adsorbed onto polyethylene.Ø Silicate stock solutions should be stored in nonvitreous（非?；模﹎aterial (e.g., Teflon-lined（聚四氟乙烯）, polyethylene, or polycarbonate（聚碳酸酯）because of dissolution of silicic acid from glass vessels. Ø If

44、 silica-free experiment is required, none of the stock solutions can be held in glass.2. 微量元素（Trace elements）微藻培養(yǎng)液中常用的微量元素有以下幾種，其用量一般為0.5-50ppb。鋅（Zn）-硫酸鋅（ZnSO4.4H2O）； 銅（Cu）-硫酸銅（CuSO4.5H2O）； 錳（Mn）-氯化錳（MnCl2.4H2O）；鉬（Mo）-鉬酸鈉（Na2MoO4.2H2O）；鈷（Co）-氯化鈷（CoCl2.6H2O） 3. 維生素（Vitamins）Ø Three vitaminsvitam

45、in B12，B1 and biotin（生物素，維生素H）are usually used for culture of microalgae. Ø Many algae need only one or two of the vitamins, but there seems to be no harm caused by adding a nonessential. Ø The general order of vitamin requirements for algae is vitamin B12 > B1 > biotin. Ø Trace

46、 metals and vitamins are usually prepared as stock solutions of high concentrations to permit weighing of easonable amounts.4. 土壤抽取液（Soil extract） (p85)Ø In the simplest media, only nitrogen and phosphorus and soil extract are added to NW (Natural seawater). Ø Erdschreiber is an example of

47、 such a medium, and it has been used successfully to grow various planktonic and benthic species. Ø Some culture collections still use soil extract to maintain some species (Plymouth), but it is seldom used in physiological experiments when a defined medium is preferred.5. 絡合物（Chelators）:Ø

48、 乙二胺四乙酸（EDTA）或其鈉鹽Na2EDTAØ EDTA or Na2EDTA are added to keep iron (Fe) in solution and to keep free ionic metal（金屬離子）concentrations at nontoxic levels.Ø However, EDTA has been noted to inhibit the growth of some oceanic species. Ø For routine use in culture media, nitrilotriacetic acid

49、 (NTA,次氮基三乙酸) and citric acid(檸檬酸)are less effective than EDTA, but they are used sometimes in experimental work.二、常用微藻培養(yǎng)液配方F/2培養(yǎng)基（F/2 Medium）(Guillard and Ryther 1962, Guillard 1975)Ø This is a common and widely used general enriched seawater medium designed for growing coastal marine algae, e

50、specially diatoms. Ø The concentration of the original formulation, termed “f Medium” (Guillard and Ryther 1962), has been reduced by half (Guillard 1975). If silicate is not required, omit to reduce precipitation(沉淀).F/2 Medium（前：國內教材p79；后：Algal culturing techniques）硝酸鈉（NaNO3)74.8mg（75mg）磷酸二氫鈉

51、（NaH2PO4）4.4mg（5mg）硅酸鈉（Na2SiO3.9H2O）8.416.7mg（30mg） F/2微量元素溶液1ml F/2維生素溶液1ml 消毒海水1000ml附I：F/2微量元素溶液配方（前：國內教材p79；后：Algal culturing techniques）檸檬酸鐵（FeC6H5O7.5H2O）3.9g乙二銨四乙酸鈉（Na2EDTA）4.35g氯化錳（MnCl2.4H2O）178mg（180mg）硫酸鋅（ZnSO4.4H2O）23mg氯化鈷（CoCl2.6H2O）12mg（10mg） 硫酸銅（CuSO4.5H2O）10mg（9.8mg） 鉬酸鈉（Na2MoO4.2H2O

52、）7.3mg（6.3mg） 純水（dH2O）1000ml 附II：F/2維生素溶液配方維生素B120.5mg 維生素H (生物素)0.5mg 維生素B1100mg 純水1000ml 維生素B1 1支2ml, 含維生素B1 100mg維生素B12 1支1ml, 含維生素B12 0.5mg 生產(chǎn)上用硅藻培養(yǎng)液配方硝酸鈉（NaNO3）50g-80g（或15g硝酸鈉+20g尿素）磷酸二氫鈉或鉀（NaH2PO4）4-8g硅酸鈉（Na2SiO3） 4.5-5g檸檬酸鐵（FeC6H5O7）0.5g-1g消毒海水1m3適合生產(chǎn)上培養(yǎng)三角褐指藻、小新月菱形藻和角毛藻。 生產(chǎn)上用金藻培養(yǎng)液配方硝酸鈉（NaNO3）

53、50g-80g（或30g硝酸鈉+15g尿素）磷酸二氫鈉或鉀（NaH2PO4）4-8g檸檬酸鐵（FeC6H5O7）0.5g-1g維生素B1100mg維生素B120.5mg消毒海水1m3適合生產(chǎn)上培養(yǎng)等鞭金藻3011、8701和湛江等鞭金藻等。 生產(chǎn)上用綠藻培養(yǎng)液配方：硝酸鈉（NaNO3）60g尿素18g磷酸二氫鈉或鉀（NaH2PO4）4-8g檸檬酸鐵（FeC6H5O7）0.5g-1g消毒海水1m3適合生產(chǎn)上培養(yǎng)扁藻、塔胞藻等康威培養(yǎng)液三、培養(yǎng)液的配制實驗室及生產(chǎn)上培養(yǎng)一級藻種用的營養(yǎng)鹽：用試劑級（reagent grade chemicals），將各種元素分別配成母液(Concentrated

54、solutions)，用時吸取一定量即可。生產(chǎn)上大規(guī)模培養(yǎng)的營養(yǎng)鹽：用農(nóng)用肥料(agricultural fertilizers)或工業(yè)肥料。配成母液，用時取一定量即可。按配方稱取，加消毒水溶化后倒入池中。培養(yǎng)液滅菌或消毒：主要元素的母液及微量元素母液：高壓滅菌或用濾膜過濾（實驗室）； 煮沸消毒（生產(chǎn)上）維生素溶液：對容器和水分別進行消毒或滅菌濾膜過濾。VitaminsØ Vitamins are normally added aseptically (無菌的) (through a 0.2mm filter) after the medium has been autoclaved

55、. Vitamins maintain maximum potency if they are filter sterilized (0.2-µm filtration) rather than autoclaved.Ø Autoclaving may cause decomposition（分解）of some vitamins, but it is thought that some algae may be able to use some of these decomposition products. Ø Vitamin stocks may be fr

56、ozen for long periods without noticeable degradation（降級、退化）, and the stocks may be refrozen after each use. Ø These three vitamin stocks may be combined into a single working solution for a 1,000-fold dilution.第五節(jié) 微藻的培養(yǎng)方式與設施一、微藻培養(yǎng)方式1.純培養(yǎng)、單種培養(yǎng)、混合培養(yǎng)（按培養(yǎng)的純度來劃分的）純培養(yǎng)（axenic culture or bacteria-free

57、culture）：即無菌培養(yǎng),是指排除了細菌在內的一切生物的條件下進行的培養(yǎng)。純培養(yǎng)要求有無菌室、超凈工作臺等設備條件，容器、工具、培養(yǎng)液等必須嚴格滅菌。單種培養(yǎng)（unialgal culture）： 在培養(yǎng)過程中不排除細菌存在的一種培養(yǎng)方式，稱為單種培養(yǎng)。混合培養(yǎng) (mixed culture)：各藻種混雜在一起的培養(yǎng)方式。例如水樣采集后單一藻種分離前的預備培養(yǎng)。2. 封閉式培養(yǎng)與開放式培養(yǎng)（按照藻液與外界的接觸程度劃分的）封閉式培養(yǎng)（closed culture）；開放式培養(yǎng)（open culture）封閉式培養(yǎng)：三角燒瓶、細口瓶、礦泉水桶、塑料薄膜袋、白色塑料桶（大白桶）、光生物反應器等。開放式培養(yǎng)：以水泥池開放式培養(yǎng)為主。3. 一次培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)和半連續(xù)培養(yǎng)（按采收方式劃分的）一次培養(yǎng)（Batch culture）：在一定的容器中，配成培養(yǎng)液，把少量的藻種接種進去，然后在適宜