4種藍(lán)藻培養(yǎng)基的比較研究

4種藍(lán)藻培養(yǎng)基的比較研究

銅綠微藻是中國(guó)淺水湖泊的主要類型。近50多年來(lái),在湖泊水華發(fā)生機(jī)制的研究中,已大量地開(kāi)展了關(guān)于銅綠微囊藻與環(huán)境因子、營(yíng)養(yǎng)鹽條件等方面的研究。近年來(lái),人們又將目光轉(zhuǎn)向?qū)Σ煌孱愰g的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的探討與研究。柵藻(Scenedsmaceae)作為淺水湖泊水華中常見(jiàn)的一種綠藻門(mén)藻類,常在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制研究中用于共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究。在藍(lán)藻、綠藻共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,用湖水做共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)基,其適用性受到地域的限制,而人工配制湖水實(shí)驗(yàn)前處理又較復(fù)雜,因而選擇一種藍(lán)藻與綠藻共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)適用的培養(yǎng)基,對(duì)實(shí)驗(yàn)有著重要的意義。該文選用了藍(lán)藻、綠藻常用的4種培養(yǎng)基,對(duì)銅綠微囊藻和四尾柵藻進(jìn)行培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),目的是為探討藍(lán)藻、綠藻共培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)適宜的培養(yǎng)基。1材料和方法1.1fachb-972,野生生物實(shí)驗(yàn)中所用的銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)由中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所購(gòu)得,藻種號(hào)FACHB-912,四尾柵藻(Scendesmusquadricauda)由該實(shí)驗(yàn)室從太湖中分離得到。藻種保存在光照培養(yǎng)箱中,于實(shí)驗(yàn)前2周接至MA培養(yǎng)基中進(jìn)行前培養(yǎng)。1.2-甘油磷酸鈉/n-二羥乙基甘氨酸鹽/b因藍(lán)藻對(duì)培養(yǎng)基的要求較綠藻高,而四尾柵藻對(duì)藍(lán)藻培養(yǎng)基的適應(yīng)性較好,因而選用了4種常用藍(lán)藻培養(yǎng)基進(jìn)行實(shí)驗(yàn):BG-11培養(yǎng)基,MA培養(yǎng)基,M-11培養(yǎng)基和HGZ培養(yǎng)基。4種培養(yǎng)基的組成如下:a.MA培養(yǎng)基:Ca(NO3)2·4H2O50mg/L,KNO3100mg/L,NaNO350mg/L,Na2SO440mg/L,MgCl2·6H2O50mg/L,Na2EDTA5mg/L,FeCl3·6H2O0.5mg/L,MnCl2·4H2O5mg/L,ZnCl20.5mg/L,CoCl2·4H2O5mg/L,Na2MoO4·2H2O0.8mg/L,H3BO320mg/L,β-甘油磷酸鈉(β-Na2glycerophosphate)100mg/L,N,N-二羥乙基甘氨酸(Bicine)500mg/L,pH為8.6。b.M-11培養(yǎng)基:NaNO3100mg/L,K2HPO410mg/L,MgSO4·7H2O75mg/L,CaCl2·2H2O40mg/L,Na2CO320mg/L,檸檬酸鐵(Fe·citrate·xH2O),6mg/L,Na2EDTA·2H2O1mg/L,pH為8.0。c.BG-11培養(yǎng)基:NaNO31.5g/L,K2HPO40.04g/L,MgSO40.075g/L,CaCl2·2H2O0.036g/L,檸檬酸0.006g/L,檸檬酸鐵0.006g/L,Na2EDTA0.001g/L,Na2CO30.02g/L,A5液(A5液:H3BO32.86g/L,MnCl2·4H2O1.81g/L,ZnSO4·7H2O0.222g/L,Na2MoO4·H2O0.39g/L,CuSO4·5H2O0.079g/L,Co(NO3)2.H2O0.0494g/L)1mL,pH為7.1。d.HGZ培養(yǎng)基:NaNO31.5g/L,K2HPO40.039g/L,MgSO4·7H2O0.075g/L,Na2CO30.02g/L,CaCl20.027g/L,Na2SiO3·9H2O0.058g/L,EDTA0.001g/L,檸檬酸0.006g/L,A5液1mL。1.3初始培養(yǎng)方案用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻種自MA培養(yǎng)基接入4種不同的培養(yǎng)基進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用500mL的錐形瓶,內(nèi)裝200mL培養(yǎng)液,初始接種藻濃度5×104個(gè)/mL,培養(yǎng)溫度為28℃,銅綠微囊藻照度為2500lx,四尾柵藻的照度為4000lx,光暗比為12h∶12h,每日定時(shí)搖動(dòng)。當(dāng)藻生物量增長(zhǎng)小于5%時(shí),結(jié)束培養(yǎng)。每組均設(shè)3個(gè)平行樣。1.4生物量測(cè)量采用XB-K-25型血球計(jì)數(shù)板,在Olympus顯微鏡下以顯微鏡視野法進(jìn)行計(jì)數(shù)。自接種次日起每天定時(shí)采樣并計(jì)數(shù)。1.5培養(yǎng)n1.根據(jù)每日測(cè)得的生物量,按以下公式計(jì)算藻比增長(zhǎng)率(μ):μ=ln(xn?xn?1)/(tn?tn?1)μ=ln(xn-xn-1)/(tn-tn-1)式中,xn為當(dāng)天的細(xì)胞數(shù)值,個(gè)/mL;xn-1為前一天的細(xì)胞數(shù)值,個(gè)/mL;tn為對(duì)應(yīng)于xn的培養(yǎng)天數(shù),d;tn-1為對(duì)應(yīng)于xn-1的培養(yǎng)天數(shù),d。2結(jié)果與討論2.12微生物細(xì)胞形態(tài)及計(jì)數(shù)生長(zhǎng)根據(jù)每日測(cè)定的藻濃度值,得出銅綠微囊藻和四尾柵藻在4種培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線如圖1,2所示。銅綠微囊藻在4種培養(yǎng)基中都經(jīng)過(guò)了延緩期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、穩(wěn)定期和生長(zhǎng)下降期4個(gè)階段。在BG-11和HGZ中接種后第4天達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,經(jīng)過(guò)6d的對(duì)數(shù)生長(zhǎng),在第10天達(dá)到最大生物量;在MA接種后第4天達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,但其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較短,只有4d,在第8天達(dá)到最大生物量;在M-11中接種第2天就達(dá)到了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,經(jīng)過(guò)8d的對(duì)數(shù)生長(zhǎng),第10天達(dá)到最大生物量?？梢?jiàn),銅綠微囊藻在M-11培養(yǎng)基中對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較長(zhǎng)。從外觀和細(xì)胞形態(tài)看,接種的第3天,M-11中就可看到綠色,說(shuō)明在M-11培養(yǎng)基中增長(zhǎng)較快。接種后1周內(nèi),銅綠微囊藻細(xì)胞多以單細(xì)胞或雙細(xì)胞為主,7d后,在顯微鏡下可見(jiàn),M-11中出現(xiàn)多個(gè)細(xì)胞形成的小群體,而其他培養(yǎng)基中仍以單、雙細(xì)胞為主,未形成多細(xì)胞群體。M-11培養(yǎng)基中,生長(zhǎng)后期易形成多細(xì)胞的群體,對(duì)于室內(nèi)水華發(fā)生模擬研究非常有意義。四尾柵藻在4種培養(yǎng)基中,在接種后第2天達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,經(jīng)過(guò)9d的對(duì)數(shù)生長(zhǎng),在第11天達(dá)到最大生物量。在藍(lán)藻培養(yǎng)基中四尾柵藻達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的時(shí)間短,整個(gè)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期比銅綠微囊藻長(zhǎng),說(shuō)明四尾柵藻能很好地適應(yīng)這4種藍(lán)藻培養(yǎng)基。2.2培養(yǎng)基中測(cè)定兩個(gè)種藻的最大現(xiàn)存量以公式連續(xù)計(jì)算處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期2種藻種群的比增長(zhǎng)率μ,然后求出比增長(zhǎng)率最大值(μmax)。4種培養(yǎng)基中2種藻的最大現(xiàn)存量xmax和最大比增長(zhǎng)率μmax值見(jiàn)圖3,4。由圖3可知,2種藻的μmax在MA中較大,在M-11,BG-11與HGZ中接近。由圖4可知,在M-11和HGZ中的xmax較大。這說(shuō)明在M-11培養(yǎng)基中,2種藻都能以較快的速度生長(zhǎng)并且達(dá)到較大的最大生物量。2.32量濃度及其形態(tài)2種藻在4種培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的差異與不同培養(yǎng)基的組成相關(guān)。表2列出了4種培養(yǎng)基中N,P的質(zhì)量濃度及其形態(tài)。由圖1,2可以看出,銅綠微囊藻和四尾柵藻接種到4種培養(yǎng)基之后,在M-11培養(yǎng)基中能很快適應(yīng),接種第2天就達(dá)到較高生長(zhǎng)速度和較大生物量,這可能是因?yàn)镸-11培養(yǎng)基中N,P的質(zhì)量濃度較低,而2種藻能較快地適應(yīng)低質(zhì)量濃度營(yíng)養(yǎng)鹽的環(huán)境而達(dá)到較好的生長(zhǎng)。3形態(tài)、生長(zhǎng)和生物量a.4種培養(yǎng)基中,銅綠微囊藻在M-11培養(yǎng)基中對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較長(zhǎng)。b.四尾柵藻能很好地適應(yīng)這4種藍(lán)藻培養(yǎng)基,在藍(lán)藻培養(yǎng)基中達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的時(shí)間短,且整個(gè)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期比銅綠微囊藻長(zhǎng)。c.2種藻的μmax在MA中較大,在M-11,BG-11與HGZ中接近,而在M-11和HGZ中的xmax較大