藻類的試驗(yàn)室培養(yǎng)方法優(yōu)化

1、每看卻守始太生Capital Ntarrna) UmMerfily藻類的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)方法優(yōu)化中文摘要隨著湖庫(kù)水體污染日益嚴(yán)重，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度不斷加劇，對(duì)水質(zhì)、漁業(yè)和 人們生活環(huán)境造成了極大的負(fù)面影響，而引起藍(lán)藻水華的主要藻種是銅綠微囊藻。 為了控制或減少水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生，來(lái)研究銅綠微囊藻最適宜生長(zhǎng)條件， 從而培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課中所需的藻類，也為藻類治理提供理論依據(jù)。本文主要研究實(shí)驗(yàn) 室內(nèi)培養(yǎng)銅綠微囊藻，探究銅綠微囊藻生長(zhǎng)的最適宜環(huán)境條件，通過(guò)查找實(shí)驗(yàn)、 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等過(guò)程，研究在不同條件下（溫度、光照、pH值及營(yíng)養(yǎng)鹽），影響銅綠微囊藻生長(zhǎng)的規(guī)律，并培養(yǎng)出銅綠微囊藻。關(guān)鍵詞：富營(yíng)養(yǎng)化，藍(lán)藻水華，銅綠微

2、囊藻，培養(yǎng)每看卻早始太生Capital Mcrrnal UriiveirciTyAbstractWith the increasingly serious pollution of lakes and reservoirs, the degree of eutrophication is increasing, which has a great negative impact on water quality, fisheries and peoples living environment. The main algae species causing cyanobacterial blo

3、oms is Microcystis aeruginosa. In order to control or reduce the occurrence of eutrophication in the water body, the most suitable growth conditions for Microcystis aeruginosa were studied to cultivate the algae needed in the experimental class, which also provided a theoretical basis for algae mana

4、gement. This article mainly studies the microcystis aeruginosa cultured in the laboratory, explores the most suitable environmental conditions for the growth of Microcystis aeruginosa, through the search experiment, design experiment and other processes, under different conditions (temperature, ligh

5、t, pH and nutrients), Microcystis aeruginosa affects the growth pattern, and cultivates microcystis aeruginosa.Keywords : Eutrophication, cyanobacterial blooms, Microcystis aeruginosa, culture TOC o 1-5 h z 第1章緒論1 -研究背景及目的1 - HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 銅綠微囊藻概述 1 -藻類生長(zhǎng)影響因素2 -溫度的影響2 - HY

6、PERLINK l bookmark12 o Current Document 營(yíng)養(yǎng)鹽的影響2 - HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 光照的影響 2 - HYPERLINK l bookmark16 o Current Document pH 的影響3 -第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4- HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 研究營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響 4 - HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 研究光照對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響4 - HYPERLINK l b

7、ookmark23 o Current Document 研究溫度對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響4 - HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 研究環(huán)境pH對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響 -5 - HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 第三章結(jié)論6-參考文獻(xiàn)7-第1章緒論研究背景及目的近年來(lái)，許多湖庫(kù)和河水中遭受藍(lán)藻水華的污染，水體富營(yíng)養(yǎng)化越來(lái)越嚴(yán)重， 不僅造成了生態(tài)環(huán)境的污染，在治理中造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更有甚直接威脅到 人類的生存，所以說(shuō)水體富營(yíng)養(yǎng)化中藍(lán)藻水華現(xiàn)象必須引起高度重視。隨著河流中和水庫(kù)中藻類的大量繁殖，造

8、成了飲用水水資源的嚴(yán)重破壞，對(duì)人們的飲用水 安全造成了影響。為此，對(duì)藻類植物進(jìn)行充分的研究，已達(dá)到科學(xué)、有效的控制 藻類植物的生長(zhǎng)，從而治理了水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。 研究發(fā)現(xiàn)，引起我國(guó)水資源富 營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的主要藻種是銅綠微囊藻，而其生理特性已有較多研究。本實(shí)驗(yàn)分別以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)銅綠微囊藻為實(shí)驗(yàn)對(duì)象， 參照藻類生長(zhǎng)的最適宜環(huán) 境條件，考察了銅綠微囊藻在不同生長(zhǎng)條件下（溫度、光照、 pH值及營(yíng)養(yǎng)鹽）， 環(huán)境因素影響藻類生長(zhǎng)的規(guī)律。通過(guò)實(shí)踐研究，研究銅綠微囊藻最佳適宜生長(zhǎng)條 件，從而培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課中所需的藻類。大學(xué)本科生在植物學(xué)和生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課中需要 觀察并研究單細(xì)胞藻類，但是在以往的實(shí)驗(yàn)課程中有時(shí)無(wú)法買(mǎi)到新鮮

9、、高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)材料，因此通過(guò)此實(shí)驗(yàn)找到培養(yǎng)銅綠微囊藻的最佳條件。實(shí)驗(yàn)課程中我們還 需要顫藻、水綿以及柵藻。因此在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，將繼續(xù)進(jìn)行類似實(shí)驗(yàn)，從而培 養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課所需的單細(xì)胞藻類。銅綠微囊藻概述銅綠微囊藻是最常見(jiàn)的水華藻類之一 1,屬于藍(lán)藻門(mén)色球藻綱色球藻目色球 藻科微囊藻屬0在我國(guó)出現(xiàn)的水庫(kù)及河流中的藍(lán)藻水華，主要藻類是銅綠微囊藻， 這是因?yàn)殂~綠微囊藻是以群體生存， 這樣不僅可以抵抗浮游動(dòng)物的捕食，由于其 自身細(xì)胞的垂運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而提高了對(duì)光的吸收，增長(zhǎng)了繁殖速度，因此在其他藻類 植物的競(jìng)爭(zhēng)中成為優(yōu)勢(shì)藻種2-4。并且銅綠微囊藻群體性生存的原因，在吸收磷 的效率高于單細(xì)胞生物，也讓其更容易克服水體

10、和風(fēng)的擾動(dòng)上浮聚集5。經(jīng)過(guò)研究，銅綠微囊藻主要還是以單細(xì)胞生長(zhǎng)在水體中， 只有在發(fā)生水華現(xiàn) 象或者其他環(huán)境出現(xiàn)變化時(shí)，才會(huì)以群體的形式聚集在一起 6。所以說(shuō)單細(xì)胞形 式存在的銅綠微囊藻不僅對(duì)水體沒(méi)有影響， 還會(huì)給浮游動(dòng)物提供食物，在水產(chǎn)養(yǎng) 殖的過(guò)程中起到重要的作用7。但是當(dāng)銅綠微囊藻聚集成群體時(shí)，由于其自身的 優(yōu)勢(shì)，就會(huì)發(fā)生水華現(xiàn)象，因此可以得出，只有群體的銅綠微囊藻才會(huì)形成藍(lán)藻 水華。影響藻類形成群體的原因主要有兩方面： 第一個(gè)是受生物因子，如食物鏈 上端的浮游動(dòng)物、自身分解的產(chǎn)物等；第二個(gè)原因就是非生物因子，如環(huán)境的溫 度、地區(qū)的光照、水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽的含量等因素 8-9。藻類生長(zhǎng)影響因素溫

11、度的影響所有生物生長(zhǎng)繁殖都需要適宜的溫度，那么藻類生物生長(zhǎng)同樣受到溫度的影 響。溫度過(guò)低或過(guò)高都不適合藻類植物的生長(zhǎng)繁殖，適宜的水體溫度會(huì)椒躇藻類植物的生長(zhǎng)繁殖，主要原因是在一定的水溫下，藻細(xì)胞新陳代謝快，提高了環(huán)境 中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用10。這也說(shuō)明了為什么每年夏季水質(zhì)惡化嚴(yán)重，而冬 季水質(zhì)情況較好，這是因?yàn)樵谙募緯r(shí)，水溫適宜藻類植物的生長(zhǎng)繁殖，并且繁殖 率加快，水體富營(yíng)養(yǎng)化加重；在冬季時(shí)，水溫過(guò)低，藻類植物繁殖率大大降低， 水質(zhì)有所改善。對(duì)藻類生物的適宜溫度進(jìn)行研究后， 結(jié)果得出，大多數(shù)藻類最適宜的生存溫 度在25C,如柵藻在溫度為25c時(shí)生長(zhǎng)最快。當(dāng)溫度達(dá)到25c時(shí)，藻類植物繁 殖率加

12、快，水體環(huán)境溫度沒(méi)增加1C,水體中的藻類植物總量增加0.15倍，隨著 溫度的提高，藻類植物的生長(zhǎng)繁殖率同樣增大， 水體富營(yíng)養(yǎng)化程度加深，水華爆 發(fā)嚴(yán)重。說(shuō)明水體溫度對(duì)藻類植物的生長(zhǎng)速率和水體中藻類植物總量影響較大 120但是也存在一些藻類植物，最適宜溫度不同，如微囊藻在溫度為35c的時(shí)候，生長(zhǎng)繁殖速率最大；小球藻在溫度為 25C-42.3C時(shí)生長(zhǎng)速度最大。營(yíng)養(yǎng)鹽的影響水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程可用以下反應(yīng)式表示：106co2+16n。/HP。）+122%。+18卡+能量+微量元素二J說(shuō)出石。,10M6Pl （髓類恢生質(zhì)）+13802由上述反應(yīng)式可以得出，藻類的生長(zhǎng)繁殖需要碳、氮、磷三種元素并且還需 光照

13、能量和一些微量元素130經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)和水華的原因分析，結(jié) 果得出氮元素和磷元素是導(dǎo)致其發(fā)生的重要因素，這是由于氮磷元素對(duì)藻細(xì)胞生 長(zhǎng)有促進(jìn)作用。并且只有適當(dāng)?shù)牡妆却尾艑?duì)藻類生長(zhǎng)繁殖具有促進(jìn)作用，在藻類植物在不同的環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)，最優(yōu)的氮磷比濃度不同。研究人員14通過(guò)配制不同氮磷比的培養(yǎng)液，來(lái)研究對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有在最佳氮磷比 下單 培養(yǎng)液才促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)，其他氮磷比培養(yǎng)液不僅不能促進(jìn)藻類生長(zhǎng)，有 的還有抑制藻類的生長(zhǎng)。李同同研究了不同培養(yǎng)液對(duì)微囊藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果得出，培養(yǎng)液中磷含量較大，氮元素含量很低的情況下，微囊藻也可以正常生長(zhǎng)繁 殖。劉靜等15人研究了微量元素對(duì)銅

14、綠微囊藻的生長(zhǎng)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Fe3+濃度可以促進(jìn)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)繁殖，但在Fe3+較低含量時(shí)，會(huì)對(duì)抑制銅綠微囊藻的生 長(zhǎng)。光照的影響光照給藻類植物提供能量來(lái)源，是其生長(zhǎng)的重要因子。在其他因素恒定的條-2 -每看卻早始太生Capital Mcrrnal UriiveirciTy件下，改變光照的強(qiáng)弱，研究對(duì)藻類的繁殖和生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，藻類植物 光合作用的速率隨著光照強(qiáng)度的增大逐漸加快，在光照強(qiáng)度到達(dá)一定強(qiáng)度時(shí)，繼續(xù)增加光照強(qiáng)度，藻類光合作用的速率基本不變16。進(jìn)而可以說(shuō)明在夏季時(shí)，晝長(zhǎng)夜短，使得光照的周期長(zhǎng)，水體中藻類光合作用速率高，生長(zhǎng)繁殖速率增大， 水體富營(yíng)養(yǎng)化加重，水華爆發(fā)。張孟等17

15、研究了銅綠微囊藻在不同光照強(qiáng)度下的生長(zhǎng)曲線，結(jié)果得出隨著 光照強(qiáng)度的增加，銅綠微囊藻繁殖增加，在達(dá)到 30001X后，增殖速率變緩，并 且銅綠微囊藻生長(zhǎng)狀態(tài)最好的光照周期為10h,細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值。1.3.4 pH的影響pH值是影響藻類生長(zhǎng)的又一重要因素，適宜的 pH環(huán)境促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)繁 殖。這主要有兩個(gè)方面的原因，第一個(gè)原因是藻類所生長(zhǎng)的水體中的酸堿度會(huì)影 響其自身的生長(zhǎng)繁殖，酸性過(guò)強(qiáng)或堿性過(guò)強(qiáng)都不利于藻細(xì)胞的生長(zhǎng)，甚至破壞藻細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，藻細(xì)胞只有在適宜的 pH范圍內(nèi)才能生存18o第二個(gè)原因是不同 酸堿環(huán)境會(huì)造成藻類生物生長(zhǎng)環(huán)境的碳酸鹽平衡系統(tǒng)和不同形態(tài)無(wú)機(jī)碳破壞。水體中的氧氣和CO2含量

16、受到水體中生物的控制，環(huán)境中pH隨著氧氣和CO2含量 的變化而發(fā)生改變，在富營(yíng)養(yǎng)化的水體中，由于藻類生物數(shù)量巨大，則會(huì)慢慢影 響水體pH值的變化19。所以說(shuō)，藻類生長(zhǎng)繁殖需要一個(gè)適宜的pH范圍，而藻類在一定程度上可以調(diào)節(jié)水體中的 pH值。通過(guò)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同的藻類生長(zhǎng) 繁殖所需的適宜pH范圍不同，銅綠微囊藻適宜的pH值在弱堿性(pH=8.5-9.5)。第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響(1)分別取4個(gè)500ml磨口錐形瓶；(2)每個(gè)錐形瓶裝入培養(yǎng)液 250ml,并經(jīng)過(guò)120c高溫對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌 30min。然后取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的銅綠微囊藻種分別定量移入培養(yǎng)基中，使用紗 布封口避

17、免雜質(zhì)落入。(3)將錐形瓶分成4組，第一組使用1號(hào)培養(yǎng)基；第二組使用2號(hào)培養(yǎng)基。 將錐形瓶放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在一定培養(yǎng)溫度，光暗比12:12下。在實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)， 每天隨機(jī)時(shí)間搖動(dòng)錐形瓶各5-6次。號(hào)培養(yǎng)基成分為：NaNO3 120 ppm, K2HPO4 12 ppm,無(wú)水 MgSO4 60pm, 無(wú)水 CaCl2 40 ppm, Na2CO3 25 ppm,檸檬酸鐵 4 ppm, NazEDTA 2 ppm, pH 調(diào) 節(jié)在8-9之間。號(hào)培養(yǎng)基成分為：Ca(HPC4)2 - 2O12ppm, NaHCQ 15 ppm,無(wú)水 CuSO - 20 ppm, (NH4)2SC4 16 ppm, Mg

18、 SQ 72O 60 ppm, KCl 3 ppm FeC3 0.2 ppm。(4)第六天后采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，記錄四組錐形瓶中銅綠微囊藻的數(shù)量。3.2研究光照對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響(1)分別取8個(gè)500ml磨口錐形瓶；(2)每個(gè)錐形瓶裝入培養(yǎng)液 250ml,并經(jīng)過(guò)120c高溫對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌 30min。然后取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的銅綠微囊藻種分別定量移入錐形瓶中，使用紗 布封口避免雜質(zhì)落入。(3)將錐形瓶分成4組，第一組使用暗箱遮光；第二組使用暗箱遮光48h; 第三組使用暗箱遮光96h,第四組不遮光。將錐形瓶放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫 度為35C,光暗比在12:12下。在實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)，每天隨機(jī)時(shí)間搖

19、動(dòng)錐形瓶各5-6次。(4)第六天后采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，記錄四組錐形瓶中銅綠微囊藻的數(shù)量。3.3研究溫度對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響(1)分別取8個(gè)500ml磨口錐形瓶；(2)每個(gè)錐形瓶裝入培養(yǎng)液 250ml,并經(jīng)過(guò)120c高溫對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌 30min。然后取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的銅綠微囊藻種分別定量移入錐形瓶中，使用紗 布封口避免雜質(zhì)落入。(3)將錐形瓶分成4組，將錐形瓶放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，調(diào)節(jié)溫度分別為23C、 30C、35c和40C。一定光照強(qiáng)度和光暗比12:12下。在實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)，每天隨機(jī)-4 -每看卻早始太生Capital Mcrrnal UriiveirciTy 時(shí)間搖動(dòng)錐形瓶各5-6次。(4)

20、第六天后采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，記錄四組錐形瓶中銅綠微囊藻的數(shù)量。3.4研究環(huán)境pH對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響(1)分別取8個(gè)500ml磨口錐形瓶；(2)每個(gè)錐形瓶裝入培養(yǎng)液 250ml,并經(jīng)過(guò)120c高溫對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌 30min。然后取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的銅綠微囊藻種分別定量移入錐形瓶中，使用紗 布封口避免雜質(zhì)落入。(3)將錐形瓶分成4組，使用HCl和NaOH溶液調(diào)節(jié)不同組的培養(yǎng)液pH, 使得pH分別為5、6、7和8。然后放入可調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。在一定光照 強(qiáng)度和培養(yǎng)溫度，光暗比12:12的條件下。在實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)，每天隨機(jī)時(shí)間搖動(dòng)錐 形瓶各5-6次。(4)第六天后采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，記錄四組錐形瓶

21、中銅綠微囊藻的數(shù)量。第三章結(jié)論研究了大多數(shù)富營(yíng)養(yǎng)化水域中，引起水華的主要藻種是銅綠微囊藻，設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)室來(lái)研究銅綠微囊藻在不同培養(yǎng)基、不同光照強(qiáng)度、不同溫度和不同 pH下的 培養(yǎng)情況。以硅藻三角褐指1張媛，余蕾，雷楠，趙馨.海洋單細(xì)胞藻類的培養(yǎng)與觀察方法的優(yōu)化研究藻為例J.現(xiàn)代鹽化工,2020,47(01):5-7+13.2任舒天，邵蓬，王祎哲，周文禮，高金偉，竇勇，賈旭穎.水生環(huán)境中微藻與細(xì)菌相互作用機(jī)制及 應(yīng)用研究進(jìn)展J.河北漁業(yè),2019(12):50-53.3陳艷范明鎏，李杲光，李英臣，于飛，馬劍敏.氮濃度對(duì)小環(huán)藻、大型潼和金魚(yú)藻相互作用的影響研究J.環(huán)境污染與防治,2019,41(12

22、):1427-1431 + 1464.4韓汶均，許彥婷，蔣陽(yáng)楊姚亞楠，曹學(xué)彬，姜愛(ài)莉，陳麗紅，邢榮蓮.氮磷比、鹽度、pH對(duì)強(qiáng)壯硬 毛藻生長(zhǎng)和光合作用的影響J.大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2019,34(06):776-784.5孫凡蛟，宋鳳芝，范宇成.菌藻共生系統(tǒng)處理污水的影響因素及其研究進(jìn)展J.農(nóng)村實(shí)用技術(shù),2019(08):90-92.6王圖錦，周富春，潘瑾，劉雪蓮.大型潼與富營(yíng)養(yǎng)化水體中藻類的相互作用研究J.環(huán)境污染與防治,2019,41(07):767-771.7韓菲爾，趙中華，李大鵬，張路.利用穩(wěn)定同位素(15)N)示蹤技術(shù)研究浮游藻類氮素吸收速 率特征J.海洋與湖沼,2019,50(04):811-821.8吉米拉木 加馬力，古海尼沙 買(mǎi)買(mǎi)提，艾尼瓦爾 吐