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文檔簡(jiǎn)介
單細(xì)胞藻類(lèi)的培養(yǎng)第1頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月一、單細(xì)胞藻類(lèi)的特性單細(xì)胞藻類(lèi)(Unicelluleralgae),簡(jiǎn)稱(chēng)單胞藻。因藻體微小,又稱(chēng)微藻(Microalgae)。單胞藻具有利用太陽(yáng)光能效率高、營(yíng)養(yǎng)豐富、生長(zhǎng)繁殖迅速、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)和容易培養(yǎng)等重要特性,因而受到重視。第2頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)研究人們發(fā)現(xiàn)單胞藻在下列6個(gè)方面,可以開(kāi)發(fā)利用:1、作為植物生理研究的試驗(yàn)材料。2、單胞藻的營(yíng)養(yǎng)豐富,蛋白質(zhì)含量高,氨基酸的種類(lèi)組成及配比合理。脂肪含量高,富含動(dòng)物需要的不飽和脂肪酸。還含有各種維生素和藥用成分??衫脼槿祟?lèi)的營(yíng)養(yǎng)食品和健康食品。3、可作為水產(chǎn)動(dòng)物的餌料和禽、畜飼料添加劑。第3頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月4、可利用單胞藻提取色素、藥物及甘油等化學(xué)產(chǎn)品。5、叢粒藻(BotryococcusbrauniiKutzing)含油量一般為干藻重的30%-50%,最高可達(dá)80%,是作為能源開(kāi)發(fā)的對(duì)象。6、可利用單胞藻光合作用放出的大量氧氣和吸收水中的富營(yíng)養(yǎng)化成分來(lái)凈化污水和保持良好的水環(huán)境條件。第4頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
目前,有關(guān)海水藻類(lèi)的培養(yǎng)較多,我國(guó)在海水養(yǎng)殖方面,已大規(guī)模展開(kāi)了某些浮游植物的培養(yǎng),如扁藻(Platymonasspp)、中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、鹽藻(Dunaliellaspp.)、新月菱形藻(Nitzschiaclostertum)、牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri)及球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)等,已解決貝類(lèi)人工養(yǎng)殖的早期幼體餌料問(wèn)題。在淡水養(yǎng)殖方面,我國(guó)只進(jìn)行了螺旋藻、魚(yú)腥藻、小球藻、柵列藻等的培養(yǎng)。第5頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
今后,隨著養(yǎng)殖事業(yè)的發(fā)展,對(duì)一些新品種的養(yǎng)殖以及解決某些品種幼魚(yú)的餌料,必然涉及到藻類(lèi)的培養(yǎng)。因此,有必要了解藻類(lèi)培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。先僅就藻類(lèi)、主要是單細(xì)胞藻類(lèi)的一般培養(yǎng)方法及有關(guān)理論加以簡(jiǎn)述。
第6頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、單胞藻的生長(zhǎng)模式單細(xì)胞藻類(lèi)在培養(yǎng)過(guò)程中,生長(zhǎng)繁殖的速度,出現(xiàn)一定的起伏,這種生長(zhǎng)模式可劃分為五個(gè)時(shí)期(延緩期、指數(shù)生長(zhǎng)期、相對(duì)生長(zhǎng)下降期、靜止期、死亡期)第7頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月三、單胞藻的培養(yǎng)方式
單胞藻的培養(yǎng)方式,以藻類(lèi)培養(yǎng)的目的要求而各種各樣。但可分為密閉式培養(yǎng)和開(kāi)放式培養(yǎng)兩大類(lèi)。第8頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1.密閉式培養(yǎng)
密閉式培養(yǎng)的目的是不使外界雜藻、菌類(lèi)及其他有機(jī)體混入培養(yǎng)物中。將培養(yǎng)液密封在與外界完全隔離的透明容器中,由此通氣、攪拌、輸送培養(yǎng)液及調(diào)節(jié)水溫和取樣等設(shè)備,也都要與外界隔離。培養(yǎng)容器多為管狀、也有池狀,用有機(jī)玻璃或透明的聚乙烯塑料做成水平管道,直立或斜立在地上,暴露陽(yáng)光或人工光照下。這種培養(yǎng)方式,成本高,好控制,產(chǎn)量亦穩(wěn)定。第9頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.開(kāi)放式培養(yǎng)
將藻類(lèi)培養(yǎng)于敞開(kāi)的容器(如水泥池、管道、木盆等)中。方法設(shè)備較簡(jiǎn)便,可進(jìn)行小量或大面積的培養(yǎng)。該法培養(yǎng)物中易發(fā)生敵害生物污染,但成本低,使用較普遍,也是今后藻類(lèi)培養(yǎng)所應(yīng)采取的方式。第10頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月開(kāi)放式培養(yǎng)可分如下幾種類(lèi)型:⑴開(kāi)放循環(huán)培養(yǎng):其特點(diǎn)是培養(yǎng)液借助循環(huán)水泵而不斷循環(huán)流動(dòng)。培養(yǎng)物能循環(huán),就可省卻攪拌工作。⑵開(kāi)放非循環(huán)培養(yǎng):其特點(diǎn)是培養(yǎng)液不循環(huán)流動(dòng),而定時(shí)由小管通入CO2和空氣到培養(yǎng)液中;同時(shí)也起攪拌作用。此法在大面積培養(yǎng)中使用較普遍。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,無(wú)需動(dòng)力,水泵及大量的CO2及通氣設(shè)備。⑶半開(kāi)放循環(huán)培養(yǎng):半開(kāi)放培養(yǎng)是指培養(yǎng)容器或池、槽等場(chǎng)所雖仍敞開(kāi),但有些部分密閉,或用塑料布覆蓋。這種培養(yǎng)方式,利用管道,依靠動(dòng)力,使培養(yǎng)液流動(dòng)和通入含二氧化碳的空氣。該方式設(shè)備復(fù)雜,但效果較好。第11頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月四、培養(yǎng)液的配制及舉例
在實(shí)驗(yàn)條件下培養(yǎng)單胞藻有多種培養(yǎng)基配方。這些配方大多數(shù)是早先發(fā)表過(guò)的配方的修改方,有些則從分析天然生境的水而得到,有些是從生態(tài)角度考慮的。第12頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展藻類(lèi)培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)配方時(shí)主要考慮的問(wèn)題是:a、鹽的總濃度:大多是取決于有機(jī)體的生態(tài)來(lái)源。b、主要離子組分的組成及濃度:他們是鉀、鎂、鈉、鈣、硫酸鹽和磷酸鹽。第13頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月c、氮源:硝酸鹽、氨和尿素常用作配方中的氮源,根據(jù)藻中的性能和pH的最適點(diǎn)而定。藻類(lèi)的生長(zhǎng)主要依賴(lài)氮的可利用性。大多數(shù)單胞藻干物中含有7~9%的氮。因此在1L培養(yǎng)液中生產(chǎn)10g細(xì)胞就至少需要500~600mg/LKNO3。第14頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月d、碳源:無(wú)機(jī)碳通常是用含1~5%CO2的空氣來(lái)供應(yīng)的,碳的另一種供應(yīng)辦法是用碳酸氫鹽。選用何種辦法主要是根據(jù)藻類(lèi)生長(zhǎng)的pH最適點(diǎn)而定。
e、pH:通常用偏酸的pH值來(lái)避免鈣鎂和其它微量元素發(fā)生沉淀。
第15頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月f、微量元素:培養(yǎng)基中的微量元素通常是用早已證明有效濃度的混合溶液來(lái)提供的(濃度在ug/L級(jí)范圍)。然而,這些微量元素的組分對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)是否必須卻不能總能顯示。為增加微量元素的穩(wěn)定性,常用檸檬酸鹽和EDTA作為螯合劑。維生素:許多藻類(lèi)要求有硫胺素和維生素B12的供應(yīng)。第16頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月幾種常用的單胞藻培養(yǎng)液1、單細(xì)胞綠藻(柵列藻)培養(yǎng)液水生4號(hào)(NH4)2SO40.200gCa(H2PO4)2·H2O+2(CaSO4·H2O)0.030gMgSO4·7H2O0.080gNaHCO30.100gKCl0.025gFeCl3(1%)0.150mL
土壤浸出液0.500mL
水1000mL第17頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月水生6號(hào)
NH2CONH20.133gH2PO40.033mLMgSO4·7H2O0.100gNaHCO30.100gKCl0.033gFeSO4(1%水溶液)0.200mLCaCl20.050mL
土壤浸出液0.500mL
水1000mL第18頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月水生四號(hào)培養(yǎng)液中,藻類(lèi)呈深綠色,生長(zhǎng)繁殖速率較低。水生6號(hào)培養(yǎng)液中,藻類(lèi)呈草綠色,色素不夠正常,但生長(zhǎng)繁殖迅速。土壤浸出液是用田園土壤按水與土2:1的比例,攪勻浸泡后的上層清液,用前煮一小時(shí)后鏡檢,發(fā)現(xiàn)污染生物,應(yīng)再加溫消毒后使用。第19頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.浮游硅藻培養(yǎng)液水生硅1(mg/L)硝酸氨120硫酸鎂70磷酸氫二鉀40磷酸二氫鉀80氯化鈣20氯化鈉10硅酸鈉100檸檬酸鐵5土壤浸出液20硫酸錳2水1000mLpH
7.0第20頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月水生硅2(mg/L)尿素150氯化鉀30過(guò)磷酸鈣50硅酸鈣100硫酸鎂50碳酸氫鈉3硫酸錳3土壤浸出液4mL
EDTA-鐵1mL水1000mL第21頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月水生硅2號(hào)是用化肥尿素過(guò)磷酸鈣為氮磷來(lái)源,適于大量培養(yǎng)硅藻時(shí)選用,生長(zhǎng)適溫為20~30℃;光強(qiáng)為2,000~5,000米燭光。第22頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.朱氏10號(hào)培養(yǎng)液:適用于培養(yǎng)硅藻、藍(lán)綠藻等。
H2O1000mLCa(NO3)20.04gK2HPO40.01gMgSO4·7H2O0.025gNa2CO30.02gNa2SiO30.025gFeCl30.008g
使用時(shí)按1/2、1/4、1/10稀釋使用。第23頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月4.f/2培養(yǎng)液硝酸鈉(NaNO3)75mg
磷酸二氫鈉(NaH2PO4)4.4mgf/2微量元素溶液1mLf/2維生素溶液1mL
海水1000mL
本配方適應(yīng)與目前生產(chǎn)上使用的各種微藻的培養(yǎng),但用于硅藻培養(yǎng)時(shí),應(yīng)再加50mgNa2SiO3。第24頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月附I:f/2微量元素溶液配方:硫酸鋅(ZnSO4·4H2O)23mg
硫酸銅(CuSO4·5H2O)10mg
氯化錳(MnCl2·4H2O)178mg
檸檬酸鐵(FeC6H5O7·5H2O)3.9g
鉬酸鈉(NaMoO4·5H2O)7.3mg
乙二銨四乙酸鈉(Na2EDTA)4.35g
六水氯化鈷(CoCl2·6H2O)12mg
純水1000mL第25頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月附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第26頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月五、藻種的分離培養(yǎng)
為了要進(jìn)行某種藻類(lèi)的科學(xué)研究和大量培養(yǎng),有必要把某種藻類(lèi)與其他生物分離。分離培養(yǎng)藻種,可分為兩大類(lèi):1、單種培養(yǎng),即藻類(lèi)雖只有一種,但還混雜細(xì)菌。
2、純培養(yǎng),即不僅藻類(lèi)只有一種,亦無(wú)其它任何生物。純培養(yǎng)比較困難,一般的分離培養(yǎng)往往只能做到單種培養(yǎng)。第27頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
決定培養(yǎng)哪一種藻類(lèi),主要根據(jù)培養(yǎng)的目的要求,及某一種類(lèi)的生物學(xué)特征。藻類(lèi)的分離主要有以下幾種常用方法。
1、離心法:將混合液用離心機(jī)離心,水中不同藻體及細(xì)菌就以不同的速度下沉,因此得以分開(kāi)。這樣將不同時(shí)間下從導(dǎo)管底的藻體取出,經(jīng)鏡檢選定某種藻類(lèi)最多的沉積物,再加清水,繼續(xù)離心,如此反復(fù)就可得到比較單純的藻體,在接種相應(yīng)培養(yǎng)液中培養(yǎng)。該法可消除細(xì)菌,并增加純粹分離的可能性,至少可作為藻種平板培養(yǎng)的準(zhǔn)備工作。另外,在水液中藻體含量較少時(shí),可用此法集中藻體。但此法不能做到使不同藻類(lèi)完全分離。第28頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
2、稀釋法:該法源于中野治房(1933)的方法。用已消毒試管5只,在第一管盛蒸餾水10mL,第2~5管都裝5mL,用高壓蒸汽消毒,待冷卻后,第1管用滴管滴入混合藻液1~2滴,充分振蕩,使均勻稀釋。次用消毒吸管,從第1管中吸取5mL滴入第二管中如前振蕩,使均勻稀釋。以后依次同樣滴入第3~5管,并都充分均勻稀釋。然后把五個(gè)已盛又消毒的瓊膠培養(yǎng)基培養(yǎng)皿,加熱使之溶解,待冷卻而尚未凝固時(shí),分別滴入五個(gè)試管的藻液各一滴,用力振蕩,使藻液充分混于培養(yǎng)基中。待冷凝后,把五個(gè)培養(yǎng)皿放在受著漫射光窗口,一直到出現(xiàn)藻群時(shí)為止。在20℃左右時(shí),約10天即出現(xiàn)藻群。用消過(guò)毒的白金絲取些藻群,進(jìn)行瓊膠固體培養(yǎng)基的不通氣培養(yǎng)。此過(guò)程反復(fù)多次,直至得到完全分離的純?cè)宸N群為止。此法稀釋要使用較多容器分組培養(yǎng),比較麻煩,但較易成功。第29頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
3、微吸管法:將水樣在載玻片上滴成綠豆粒大小的一些水滴,這樣可使每個(gè)水滴中有很少生物而便于分離;在解剖鏡下用微吸管(口徑小至0.008~0.16mm,圓口,可自行拉制)。將要分離的藻體吸出,用蒸餾水或平衡礦物質(zhì)溶液沖洗數(shù)次,然后主導(dǎo)成有培養(yǎng)基的小培養(yǎng)皿中培養(yǎng),待生長(zhǎng)旺盛后,再擴(kuò)大培養(yǎng)。此法較適用于能運(yùn)動(dòng)的藻類(lèi)。第30頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
4、趨向反應(yīng)法:利用藻類(lèi)的特殊趨向性(如向光、向地等)不同而分離藻體。此過(guò)程反復(fù)幾次就可得到一定純度的藻體。分離效果較好,只是不能應(yīng)用于不運(yùn)動(dòng)的藻體。第31頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
5、平板分離法:在培養(yǎng)液中加入占培養(yǎng)液1.5%的瓊膠,加溶解后,注入培養(yǎng)皿中,加蓋后用15磅壓力121℃滅菌20分鐘,即制成膠質(zhì)培養(yǎng)基(也可用硅酸膠和明膠制備)。在瓊膠培養(yǎng)基放在40℃以下的水浴鍋內(nèi),開(kāi)蓋用吸管注入混合藻液,搖勻,使之分散在培養(yǎng)基平面上。之后,可放在恒溫箱內(nèi),用熒光燈照射,使藻群生長(zhǎng)。再經(jīng)鏡檢,反復(fù)此法不斷提純,即可分離出較純的藻種。第32頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
6、固氮藍(lán)藻分離培養(yǎng)法:將一小片藻絲群接種到培養(yǎng)基上,幾天后再用滅菌白金絲挑取生出的新藻絲接種到平板培養(yǎng)基上。這樣經(jīng)幾次分離接種就得到較純的藻種。
第33頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月六、藻種的選擇、接種和保存1.藻種的選擇:雖然藻類(lèi)種類(lèi)較多,但其中僅少數(shù)經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)。應(yīng)該研究在室外培養(yǎng)其他藻種的可能性和他們生產(chǎn)的潛力,所選擇的生物種應(yīng)具有下列特征:⑴生長(zhǎng)迅速;⑵對(duì)極端的溫度和輻射條件的耐性范圍大;⑶蛋白質(zhì),脂類(lèi)和糖類(lèi)含量高,或有選擇地積累一種特殊的代謝產(chǎn)物(如甘油);⑷無(wú)毒性,且易于收獲。根據(jù)系統(tǒng)的要求和特殊的方法,還可有其他要求。第34頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.接種:在分離到單純?cè)迦汉?,就可接種到培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),進(jìn)而移養(yǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)。接種方法有液體接種和干藻接種。前者是將藻液直接加入培養(yǎng)液中進(jìn)行攪拌,加入的藻種分量視水溫而定,水溫較低(10℃以?xún)?nèi))時(shí),多加;約占培養(yǎng)液總量的30~40%左右,水溫適宜時(shí)(25~30℃左右),可加5~8%左右。后者若用干藻的藻體接種,接種量為0.1~0.2%。第35頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.藻種的保存:
一旦藻種分離得到,就要保存好以便在一定的時(shí)間內(nèi)供接種用。為此,要將藻種消毒,避免其他來(lái)源的污染。給以適當(dāng)?shù)墓庹蘸蜏囟取T谝后w培養(yǎng)中,為了快速增殖,可用5400lx。再得到良好生長(zhǎng)后(1~2周),培養(yǎng)液移到更低的光照條件(540~1100lx),以求緩慢生長(zhǎng)及儲(chǔ)藏。第36頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
藻類(lèi)在瓊脂培養(yǎng)基上接種后的藻種,先給予2700lx光照6~7天,直到得到良好生長(zhǎng),然后移到540~800lx光強(qiáng)的地方。大多數(shù)藻類(lèi)保存在室溫下(15~20℃)即可,少數(shù)藻種存活需較高溫度。第37頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月
藻種接代一次的頻率視物種及貯存條件而不同,單胞藻及絲狀不運(yùn)動(dòng)的物種可以每六個(gè)月到十二個(gè)月移種一次,有鞭毛的物種移種次數(shù)要更頻繁些。某些藻種曾成功地做到了在液氮下長(zhǎng)期保存。
第38頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月七、管理及采收方法
1、管理藻類(lèi)培養(yǎng)的管理包括培養(yǎng)基養(yǎng)料的補(bǔ)給、光照及溫度調(diào)節(jié)、CO2的補(bǔ)給、攪拌、防污等。在培養(yǎng)過(guò)程中,補(bǔ)給的養(yǎng)料,要選擇肥效速,并有持久性,來(lái)源較廣,價(jià)格低廉的種類(lèi)。一般都以有機(jī)肥料為補(bǔ)肥。第39頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月光照、溫度的調(diào)節(jié)視種類(lèi)及季節(jié)而定。室內(nèi)照光一般都采用白熾電燈和熒光管。溫度調(diào)節(jié)一般采用室內(nèi)用白熾燈照射培養(yǎng)物或用溫室、安裝電熱管等升溫,室外冬季升溫較困難,主要采用玻璃棚;用冷水管道降溫,或經(jīng)通風(fēng)遮陽(yáng)降溫。第40頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月CO2的補(bǔ)給一般通過(guò)空氣壓縮機(jī)或橡皮管將含5%CO2的空氣通過(guò)培養(yǎng)物中。攪拌是藻類(lèi)培養(yǎng)不可少的一道工序。攪拌可使培養(yǎng)物均勻分布,水溫均勻,利于藻類(lèi)生長(zhǎng)。攪拌的方法一般為人力攪拌、風(fēng)力攪拌、空氣攪拌和磁力攪拌。此外還有循環(huán)流動(dòng)法。第41頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月防污在藻類(lèi)培養(yǎng)中很重要,對(duì)雜藻及細(xì)菌的防治主要采用石灰、漂白粉、硫酸銅等試劑。用1~0.5ppmCuSO4防止雜藻的效果較好。當(dāng)有浮游動(dòng)物污染時(shí),可施用化學(xué)試劑、殺蟲(chóng)劑等殺滅,如硫酸銅1~2ppm可殺滅輪蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng);漂白粉4ppm對(duì)各種蟲(chóng)類(lèi)均有效;食鹽9‰,可殺滅輪蟲(chóng);碘液5‰,再稀釋到十萬(wàn)分之一,可殺滅纖毛蟲(chóng)。第42頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、采收方法培養(yǎng)物的采收的時(shí)間要適當(dāng),主要根據(jù)其密度大小決定。采收的方法有:(1)物理濃縮:①離心法:國(guó)外使用最普遍。它利用離心力來(lái)把藻體與水液分離,是藻體下沉達(dá)到濃縮目的。主要工具是離心機(jī)。②重力沉降法:利用重力使培養(yǎng)物下沉而得到濃縮物。使用的工具是沉淀器。③遮光法和降溫法:對(duì)趨光性強(qiáng)的藻類(lèi),如衣藻等進(jìn)行遮蔽光線(xiàn),使培養(yǎng)物下沉而得到濃縮物。低溫使藻類(lèi)也有下沉現(xiàn)象。第43頁(yè),課件共50頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)化學(xué)濃縮法:用沉淀劑如明礬、石灰等,使培養(yǎng)物下沉,而得到濃縮物。明礬0.3~0.4‰,將之研碎,加入培養(yǎng)物
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