（水生生物学专业论文）几种理化因子对鳗池优势微藻生物学效应研究.pdf

福建师范大学林泽硕士学位论文 藻生长的抑制效应强度分别为：高锰酸钾 二氯海因 土霉素 敌百虫 - - 氧化氯。而 甲苯咪唑在本实验浓度范围内对于铜绿微囊藻的生长表现出积极的效应，随着浓度 的增大铜绿微囊藻的生长逐渐递增。 关键词鳗池优势藻类，理化因子，酶活，生长，竞争 i l a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i ss t u d y , u s i n gn ，p n p ，c u 2 + ，f e 3 + ，p ha n ds i xk i n d so fa q u a t i cf i s hm e d i c i n e s t oo b s e r v et h ei n f l u e n c e so nt h eg r o w t ha n dc o m p e t i t i o no fa d v a n t a g ea l a g e si nt h ee e l p o n d t h e r e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： f 、t h eo p t i m u mg r o w t hc o n c e n t r a t i o n so fn ，pf o rm i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n d m i c r o c y s t i sf l o s - a q u a ew a s , - 1 5 0 m g l 一3 5 0 m g lf o rn a n d0 0 0 5 m g l 一5 m g lf o rp ， r e s p e c t i v e l y t h em o s ta p p r o p r i a t ec o n c e n t r a t i o nr a n g ef o r c h l o r e l l av u l g a 廊w a s 2 5 m g l 2 5 0 m g lf o rn a n d7 5 r a g l - 10 0 m g lf o rp t h eo p t i m a lc o n c e n t r a t i o nr a n g ef o r s c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d aw a s2 5 m g , l 15 0 m g lf o rna n d5 0 m g l - 10 0 m g lf o re 2 、m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n dm i c r o c y s t i sf l o s a q u a ew e r ef a i r l ys e n s i t i v et oc u z 十， w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fc u + i si nt h er a n g eo f4 0l x g l - 6 4 0 “g l ，t h ei n h a b i t a t i o n w a sm o r ep r o m i n e n t c u 2 + i nt h i sr a n g eo fc o n c e n t r a t i o nf o rc h l o r e l l av u l g a r i sa n d s c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d ah a dd i f f e r e n td e g r e e so fe n h a n c e m e n t f o u rk i n d so fa l a g ei n t h ec o m p e t i t i o ne x p e r i m e n t ，m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n dm i c r o c y s t i sf l o s a q u a ei nt h e c o n t r o lg r o u ph a da d v a n t a g e s w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fc u 2 + i s4 0 嵋la n d6 4 0 p g l ， c h l o r e l l av u l g a r i sa n ds c e n e d e s m u sq u a d r i c a u d aw e r ei n c r e a s i n g l yd o m i n a n t 。w h e nt h e c o n c e n t r a t i o no fc u 十r e a c h e d1 2 8 0 p g l ，t h ef o u ra l g a ew e r es u b j e c tt oi n h i b i t i o n t h e r e s u l t so fs o da n dm d as h o w e da l o n gw i t ht h ec o n c e n t r a t i o no fc u 2 + i n c r e a s i n g ， e n z y m ea c t i v i t yo f s o di sd e c r e a s i n g 3 、f e 3 + h a de f f e c to nm i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa n dc h l o r e l l av u l g a r i s ，e s p e c i a l l y , i r o n d e f i c i e n c yh a dm o r eo b v i o u sl i m i t a t i o no nt h eg r o w t ho fm i c r o c y s t i sa e r u g i n o s a ，w h e n t h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no ff e 3 + w a s0 1i _ t m o l l ，t h eg r o w t hc u r v es h o w e dn e g a t i v e g r o w t ht r e n d p m a xo f m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s aa p p e a r e di n2 5 p m o fl ，b u tp m a xo f c h l o r e l l a v u l g a r i si s2 0 1 工m o l l w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no ff e ”r e a c h e d10 0 1 2 m o l l ，t h et w oa l g a e w e r es u b je c tt oi n h i b i t i o n ，b u tt h eg r o w t hr a t ew a ss t i l lh i g h e rt h a nl o wc o n c e n t r a t i o n g r o u p 4 、p hh a das i g n i f i c a n ti m p a c to nt h ea l a g eg r o w t ha n dc o m p e t i t i o n ，m i c r o c y s t i s a e r u g i n o s ai nt h er a n g eo fp h 8 11g r e ww e l l ，a n dt h eo p t i u mp hv a l u ei s9 ，h o w e v e r , c h l o r e l l av u l g a r i si nt h er a n g eo fp h 8 11 g r e ww e l l ，w i t ht h eo p t i u mp hv a l u ei s 8 i i i 哪8 舢9脚860舢8 i1i唧y 福建师范大学林泽硕士学位论文 c o c u l t u r eo ft w o a l g a ei n d i c a t e dt h a tm i c r o c y s t i sa e r u g i n o s ah a dc o m p e t i t i v ea d v a n t a g e ， i fp h 8 - 1 0 ，pv a l u ei sm o r et h a nc v a l u e ，b u tw h e np hv a l u ei s7 ，c h l o r e l l av u l g a r i s h a d a d v a n t a g e sa n d0 cv a l u e i sm o r et h a npv a l u e 5 、t h ec o n c e n t r a t i o no fc h l o r i n ed i o x i d e ，d i c h l o r o h y d a n t o i n ，t r i c h l o r f o na n d p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t eo nc h l o r e l l a9 6 e c 5 0w e r e ：17 6 6 3 m g l ，61 6 8 m g l ， 2 1 2 9 7 m g l ，3 7 2 m g l ，r e s p e c t i v e l y t h ei n h i b i t o r yi n t e n s i t yf o rc h l o r e l l av u l g a r i s w a sa s f o l l o w s ：p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e d i c h l o r oh y d a n t o i n c h l o r i n ed i o x i d e t r i c h l o r f o n i nt h i sc o n c e n t r a t i o nr a n g eo ft h em e b e n d a z o l ea n do x y t e t r a c y c l i n ec o u l d p r o m o t eg r o w t h ，a n di np a c ew i t ht h ei n c r e a s i n go fc o n c e n t r a t i o n ，t h ed e n s i t ya n dt h e c o n t e n to fc h l o r o p h y l lai n c r e a s e d 6 、t h ec o n c e n t r a t i o no fc h l o r i n e d i o x i d e ，d i c h l o r o h y d a n t o i n ，t r i c h l o r f o na n d p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t eo nm i c r o c y s t i sa e r u g i n o s a9 6 e c 5 0w e r e 2 0 9 9 l 、6 6 2 6 m g l 、 9 3 8 5 m g l 、15 3 5 4 m g l 、1 6 2 m g l ，r e s p e c t i v e l y t h ei n h i b i t o r yi n t e n s i t yf o rm i c r o c y s t i s a e r u g i n o s a w a sa s f o l l o w s ：p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e d i c h l o r oh y a a n t o i n o x y t e t r a c y c l i n e t r i c h l o r f o n c h l o r i n ed i o x i d e h o w e v e r , i nt h i sc o n c e n t r a t i o nr a n g eo f t h em e b e n d a z o l ea c t e do nt h eg r o w t hs h o w e dp o s i t i v ee f f e c t s ，w i t ht h ei n c r e a s i n go f c o n c e n t r a t i o n ，t h eg r o w t ho f m i c r o c y s t i sa e r u g i n o s ai n c r e a s e dg r a d u a l l y k e y w o r d s ：d o m i n a n ta l g a ei ne e lp o n d ，p h y s i c a la n dc h e m i c a lf a c t o r s ，e n z y m ea c t i v i t y , g r o w t h ，c o m p e t i t i o n i v i 中文文摘 中文文摘 欧鳗在中国已有1 0 多年的养殖历史，福建鳗鱼养殖业起步较早发展较快，目前 已达到较大的规模，是我省主要的水产品出口创汇品种之一，但是随着养殖水环境 不断恶化给养殖户在养殖过程中带来越来越多的困难。有关鳗池水质改善方面的研 究已有许多报道，大多是通过投放二些生态改良试剂或者使用微粒机过滤的方法调 节水质，效果均不很好。本文志于收集鳗池藻相及理化因子周年变化的数据，研究 不同水色下藻相种群生物多样性，筛选出有益优势藻种。通过生物、化学、物理方 法探索鳗池优势藻类数量控制的有效方法，使鳗池藻相最终实现人工定向控制，有 效地稳定土池养殖水环境，建立鳗池藻相人工定向控制技术规程。为推行鳗鱼健康 生态养殖奠定基础。本文共分为七章： 第一章简要介绍了微藻的定义与特性及其在水产养殖、环境保护、人类医疗保 健等方面起到的一些作用，指出微藻在培育及生产中所面临的一些问题，并简要的 提出了解决这些问题的实际应用办法。回顾并总结了目前国内外在微藻生物研究中 所涉及的一些理化因子的特性与这些理化因子对微藻生长及繁殖方面的一些影响。 首先，国内外研究不同因子对微藻生长及竞争的影响的报道局限于一些大型的水体， 如：三河三湖、滇池等。或者是直接从实验室角度出发，在实验室的环境下探讨其 对藻类生长的影响，而不是从目前与国计民生关系最为密切的生产环节来进行。其 次，研究的方法过于单一，仅仅从依靠传统的生物学方法已经难以从细胞、分子生 化、种群相互作用过程中产生的真实效应分析出其内在的影响，必须综合的利用现 在先进的微生物学的手段及生物技术方法对各种理化因子对微藻生长繁殖产生的影 响做进一步更为深入的探讨与研究。最后，随着目前水产养殖环境、地球生态系统 的日益复杂化、更为集约化，在取得阶段性成果的同时也迫切需要进一步细化分析 养殖环境，生物圈当中与理化因子相关的因素，探索理化因子对微藻生长影响的深 刻机理。 选择不同水色下鳗池的优势藻类为实验材料，其中选择的绿藻有：四尾栅藻和 小球藻。选择的蓝藻：水华微囊藻和铜绿微囊藻。对于四尾栅藻和小球藻，实验设 置在p 浓度一定条件- f ( p = 5 0 m g l ) n 浓度设置o m g l ( 对照组) 、5 m g l 、2 5 m g l 、 5 0 m g , l 、1 5 0 m g , l 、2 5 0 m g l 、3 5 0 m g l 、5 0 0 m g l 。每天统计细胞密度并检测叶绿 素a 的含量。在n 浓度一定条件下( n = 5 0 m g l ) p 浓度设置0 m g l ( 对照组) o 0 5 m g l 、 v 福建师范大学林泽硕士学位论文 o 5 m g l 、5 m g l 、2 5 m g l 、5 0 m g l 、7 5 m g l 、l o o m g l 。每天统计细胞密度并检测 叶绿素a 的含量。对于水华微囊藻和铜绿微囊藻，实验设置在p 浓度一定条件下 ( p = 5 m g l ) n 浓度设置0 m g l ( 对照组) 、5 m g l 、2 5 m g l 、5 0 m g l 、1 5 0 m g l 、2 5 0 m g l 、 3 5 0 m g l 、5 0 0 m g l 、l0 0 0 m g l 。每天统计细胞密度并检测叶绿素a 的含量。在n 浓度一定条件下( n = 2 5 0 m g l ) p 浓度设置o m g l ( 对照组) 、o 0 0 5 m g l 、o 0 5 m g l 、 o 5 m g l 、5 m g l 、2 5 m g l 、5 0 m g l 、7 5 m g l 、1 0 0 m g l 。每天统计细胞密度并检测 叶绿素a 的含量。 实验结果表明：铜绿微囊藻和水华微囊藻最适生长的n 、p 浓度范围为n ： 1 5 0 m g l 一3 5 0 m g l 和p ：o 0 0 5 m g l 一5 m g l ，小球藻的最适n 、p 浓度范围为n ： 2 5 m g l 一2 5 0 m g l 和p ：7 5 m g l - 1 0 0 m g l ，四尾栅藻的最佳n 、p 浓度范围为n ： 2 5 m g l - 15 0 m g l 和p ：5 0 m g l lo o m g l 。 研究了c u 2 + 浓对4 种藻生长竞争及藻体内两种酶s o d 、m d a 活性的影响。其 中四尾栅藻和小球藻，实验设置8 个浓度分别为0 i t g l ( 对照组) 、4 0 i ，t g l 、8 0 p g l 、 1 6 0 1 t g l 、3 2 0 1 x g l 、6 4 0 i - t g l 、1 2 8 0 ) t g l 、2 5 6 0 i ，t g l 。对于水华微囊藻和铜绿微囊藻 实验设置8 个浓度分别为o p l ( 对照组) 、4 0 1 t g l 、8 0 p g l 、1 2 0 1 x g l 、1 6 0 1 a g l 、 2 4 0 i - t g l 、3 2 0 p g l 、6 4 0 i - t g l 。每天统计细胞密度并检测叶绿素a 的含量，7 天后检 测s o d 、m d a 。每天统计细胞密度并检测叶绿素a 的含量，7 天后检测s o d 、m d a 。 结果表明，铜绿微囊藻和水华微囊藻对c u 2 + 比较敏感，4 0 1 a g l - 6 4 0 i t g l 对微囊 藻的抑制作用越来越显著，而该浓度范围的c u 2 + 对于小球藻和四尾栅藻则具有不同 程度的促进作用。在4 株藻的竞争实验中，对照组的铜绿微囊藻和水华微囊藻占优 势，4 0 p , g l 和6 4 0 i - t g l 浓度中小球藻和四尾栅藻逐渐占优势，当浓度达到1 2 8 0 i r t g l 时，4 株藻均受抑制。s o d 和m d a 的检测结果显示，随着c u 2 + 浓度的上升，4 株 藻的s o d 酶活力先升后降。 研究鳗池优势藻是否也存在铁限制，设定初始f e + 摩尔浓度为0 、1 、1 0 、1 5 、 2 0 、2 5 、5 0 、1 0 0 p , m o l l 1 每天同一时间测定铜绿微囊藻和小球藻的藻细胞密度和叶 绿素a 含量。实验结果：铜绿微囊藻与小球藻均存在铁限制，其中缺铁对铜绿微囊 藻生长的限制较为显著，当初始f e 3 + 浓度为0 ，l p m o l l - 1 时，其生长曲线呈现出负 增长的趋势；铜绿微囊藻的肌甜出现在2 5 1 a m o l l - 1 ，小球藻的m 甜则出现在 2 0 t m o l l ；当浓度为1 0 0 1 t m o l l - 1 时，2 株藻的生长均受到了一定的抑制，但此时 的生长速度仍高于低f e ”组。 中文文摘 研究p h 对铜绿微囊藻、小球藻生长及竞争的影响。在p h 5 、6 、7 、8 、9 、1 0 、 1 1 下进行了纯培养和混合培养实验研究，应用l o g i s t i c 种群增长模型和l o t k a v o l t e r r a 竞争模式进行参数计算，研究p h 对铜绿微囊藻和小球藻的生长及竞争关系的影响。 得到的结论有p h 对两株藻的生长及竞争关系都有显著的影响，铜绿微囊藻在 p h 8 p h i l 范围内生长良好，其最佳生长p h 值为9 ，而小球藻则在p h 7 p h 9 之间生 长较好，其最佳p h 值为8 。共同培养的实验结果显示碱性环境中铜绿微囊藻的竞争 优势强于小球藻，p h 8 - p h l 0 中值大于仅值，而p h 7 时小球藻占优势，a 值大于 值。 研究常用水产鱼药对鳗池优势藻类铜绿微囊藻及小球藻的毒性安全范围。二氧 化氯( 含量1 0 ) 实验设置0 m g l ( 对照组) 、0 2 m g l 、0 4 m g l 、o 8 m g l 、8 m g l 、 8 0 m g l 。二氯海因( 含量3 0 ) 。实验设置0 m g l ( 对照组) 、0 2 5 m g l 、0 5 m g l 、 l m g l 、1 0 m g l 、1 0 0 m g l 。甲苯咪唑( 含量9 8 ) 实验设置0 m e d l ( 对照组) 、1 2 5 m g l 、 2 m g l 、2 5 m g l 、2 5 m g l 、5 0 m g l 。土霉素( 含量9 9 ) 实验设置0 r a g l ( 对照组) 、 6 m g l 、9 m g l 、1 2 m g l 、4 5 m g l 、9 0 m g l 。敌百虫( 含量9 8 ) 实验设置0 r a g l ( 对 照组) 、0 3 5 m g l 、o 7 m g l 、1 4 m g l 、1 4 m g l 、1 4 0 m g l 。高锰酸钾( 含量9 9 5 ) 实验设置0 m g l ( 对照组) 、1 5 m g l 、2 m g l 、2 5 m g l 、4 m g l 、5 m g l 。以上实验浓 度均为预实验结果分析所得。实验过程中每天统计细胞密度并检测叶绿素a 的含量。 实验结果显示：二氧化氯、二氯海因、土霉素、敌百虫和高锰酸钾对铜绿微囊藻的 9 6 e c 5 0 依次为：2 0 9 9 l 、6 6 2 6 m g l 、9 3 8 5 m g l 、1 5 3 5 4 m g l 、1 6 2 m g l ，其对铜 绿微囊藻生长的抑制效应强度分别为：高锰酸钾 二氯海因 土霉素 敌百虫 - - - 氧化 氯。而甲苯咪唑在本实验浓度范围内对于铜绿微囊藻的生长表现出积极的效应，随 着浓度的增大铜绿微囊藻的生长逐渐递增。 本论文首次系统地对鳗池藻类种群结构及水华因子进行长时间的跟踪分析，通 过人工定向控制藻相来稳定和改善鳗池的水质，最终建立起鳗池藻相人工定向控制 技术规程，为实现鳗鱼的健康生态养殖奠定基础。实验结果可作为进一步探索与研 究水体净化、水产养殖及环境保护等领域的基础性结论。对其他生物受理化因子影 响的生物效应也有一定的参考意义。由于时间紧迫，本文研究的深度及广度还远远 不够，还有很多的理论研究需要进一步的加以实验与探索。 v i i 福建师范大学林泽硕士学位论文 v i i i 目录 绪论1 1 1 微藻1 1 2 理化因子3 1 3 藻类生长于竞争的主要检测指标1 0 1 4 研究背景及意义1 0 第一章不同氮磷浓度对鳗池优势藻生长的影响1 3 第一节材料与方法1 3 1 1 材料与方法13 1 2 方法1 6 第二节结果与分析2 0 2 1不同n 浓度对4 种藻生长的影响2 0 2 2 不同n 浓度对4 种藻叶绿素a 含量的影响2 2 2 - 3 不同p 浓度对4 种藻生长的影响2 4 2 4 不同p 浓度对4 种藻叶绿素a 含量的影响2 5 一 第三节小结与讨论2 6 一 第二章铜离子对鳗池优势藻生长及种间竞争关系的影响3 1 - 第一节材料与方法3 2 1 1 材料3 2 1 2 方法3 2 第二节结果与分析3 3 2 1c u 2 + 对鳗池中4 种优势藻生长的影响3 3 2 2c u 2 + 对鳗池中4 种优势藻叶绿素a 含量的影响3 4 2 3c u 2 + 对鳗池中4 种优势藻s o d 酶活力的影响3 5 2 4c u 2 + 对鳗池中4 种优势藻m d a 含量的影响3 6 i x j v 录 目 l l l l 一 一 要叱摘 摘 隗文文埘文中从中 福建师范大学林泽硕士学位论文 2 5c u 2 + 对鳗池中4 种优势藻之间竞争关系的影响3 7 2 6 不同c u 2 + 浓度对共同培养的4 种藻比增长率的影响3 9 第三节小结与讨论3 9 第三章f e 3 + x ；j 鳗池中铜绿微囊藻和小球藻生长的影响4 3 第一节材料与方法4 3 1 1 材料4 3 1 2 方法4 3 第二节结果与分析4 4 2 1 f e 3 + 对铜绿微囊藻生长的影响4 4 2 2 f e 3 + 对小球藻生长的影响4 5 2 3 f e 3 + 对铜绿微囊藻叶绿素a 含量的影响4 6 2 4 f e 3 + 对小球藻叶绿素a 含量的影响4 7 2 5 不同f e 3 + 浓度对2 株藻比增长率的影响4 7 第三节小结与讨论4 8 。 第四章铜绿微囊藻和小球藻在不同p h 下生长特性及竞争参数研究5 1 第一节材料与方法5 1 - 1 1 材料5 1 1 2 方法51 第三节结果与分析5 3 2 1 不同p h 对纯培养的铜绿微囊藻和小球藻生长的影响5 3 2 2 不同p h 对纯培养的铜绿微囊藻和小球藻叶绿素a 含量的影响5 4 2 3 纯培养的小球藻和铜绿微囊藻生长曲线的拟合5 5 2 4 不同p h 对铜绿微囊藻和小球藻竞争关系的影响5 6 第三节小结与讨论5 9 第五章鳗池六种常用药物对小球藻及铜绿微囊藻生长的影响6 1 第一节材料与方法6 1 1 1 材料6 1 1 2 方法6 2 x 目录 第二节 2 2 2 3 第三节 结果与分析6 3 6 种药物对小球藻与铜绿微囊藻叶绿素a 含量的影响6 6 6 种药物中小球藻与铜绿微囊藻的回归方程和9 6 e c 5 0 7 0 小结与讨论7 1 结论。- 7 1 ；- 参考文献7 7 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果9 1 致谢。 个人简历。9 5 福建师范大学硕士学位论文独创性和使用授权声明9 7 x i 福建师范大学林泽硕士学位论文 x i i l11 绪论 绪论 1 1 微藻 1 1 1 微藻的定义和特性 从传统意义上说，藻类是一种古老的绿色低等植物。形态多样，繁殖方法简单， 结构也很简单，主要以细胞分裂为主，有些种类在淡水的适宜环境中可形成水华， 而在海洋中出现的藻类过度繁殖现象则称之为赤潮。相对于高等植物，微藻进化程 度低，尽管如此它们在整个水生态系统中占有非常重要的地位。 藻类分为1 1 门系统：蓝藻门、红藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅 藻门、褐藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门【l 】。它们具有光合作用能力，是最重要的 初级生产者，微藻个体微小，需要借助显微镜才能观察，具有比表面积大，生长速 度快、适应能力强等特点【2 1 。除此之外，微藻易于培养，短时间藻密度增加速度快， 生物多样性高，在长期的进化过程中得以生存，微藻将成为人类生存与发展的一种 重要的资源。 1 1 2 微藻的应用及经济价值 自人类社会进入工业文明时代以来，对陆地资源掠夺性的开采，导致陆地资源 的衰竭，而丰富的海洋资源越来越成为人们关注的热点。其中微藻资源更是成为了 热点中的焦点。海洋中的微藻作为海洋生态系统中重要的初级生产者，在海洋生态 系统中的物质循环和能量流动中扮演着重要的角色，对微藻资源的保护及利用的合 理与否，直接关系着海洋生态系统生产力的大小。 微藻作为初级生产者不仅在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起重要作 用，在水产养殖过程中也具有巨大价值。由于微藻中含有丰富的高不饱和脂肪酸， 藻胆蛋白，藻多糖等营养物质，微藻可以作为鱼虾、贝类的生物饵料【3 】。同时，在 环境保护中，通过某些微藻对其所要求生存环境条件的特异性，微藻是重要的水质 监测生物。除此之外通过微藻光合作用释放氧气，降低水体营养盐浓度，吸收有害 重金属成为防治水环境污染的一种无污染无残留的绿色手段。再有微藻本身营养丰 富，富含人体所需的多种微量元素和矿物质，在医药保健品，环境改良，水产养殖 等领域具有不可估量的开发利用价值。 在环境保护，净化水质方面是一种新型的绿色武器。微藻在进行光和作用 的过程中释放大量氧气，可以显著提高养殖水体的溶氧值，大部分的微藻可以吸收 福建师范大学林泽硕士学位论文 富集有毒化学物质、重金属，起到保护养殖鱼类不受或少受有机污染物危害的作用。 藻类自身的生长繁殖需要吸收大量的氮磷及其他营养物质以满足需要，微藻一般个 体微小，比表面积大，细胞增殖快，从这个角度来讲，微藻在降低水体的营养水平， 防治水体富营养化方面能够起到很大的作用。一般在藻类密度较大的水体中，其透 明度较低，对鱼类栖息，维持整个养殖水环境的稳定有着积极的影响。另外，藻类 可以做为工业上吸附放射性物质，稀有的贵重金属的吸附剂，高效、经济、环保， 无论是对于有限的物质资源的利用还是对于生存环境的保护，都具有积极地生态学 意义和经济学效益。 在水产养殖中是鱼虾、贝类的活性生物饵料。微藻是水产养殖中鱼虾、贝 类的重要活性生物饵料，它们作为生物饵料主要体现在一下几个方面： 1 、直接作为养殖品种的饵料； 2 、通过小型的浮游动物摄食微藻，如桡足类、枝角类。这些小型的浮游动物进 而再成为养殖品种的饵料。 微藻作为鱼虾、贝类的生物饵料其营养价值体现在饵料微藻高不饱和脂肪酸含 量、蛋白质含量高，细胞壁中主要成分纤维素含量极少，或者没有，适合消化吸收， 维生素及矿物质含量丰富，并且含有多种的生物活性物质。饵料藻不仅营养丰富， 且无毒无副作用，特别对于水产育苗前期例如作为贝类的开口饵料，微藻培养的质 量好坏、数量多寡往往决定育苗的成败。从这个角度看，这也是为什么水产养殖对 饵料藻培养如此重视的原因之一。 在人类营养保健，生物医疗方面具有极高的应用价值。微藻在人类的营养 保健方面也有极为广阔的应用前景。微藻含有的多种生物活性物质在人体保健与营 养具有很高的经济价值，例如微藻所含的天然色素，高不饱和脂肪酸、藻胆蛋白、 藻多糖、微量元素和矿物质都极易被人体吸收与利用。在生物医疗方面，某些微藻 在生长过程中可以产生藻毒素，虽然藻毒素可能导致养殖鱼类中毒，但是某些藻毒 素却又很高的药用价值，目前国内外学者对藻毒素的研究都表示出了浓厚的兴趣。 综上所述，微藻在环境保护、净化水体、营养保健、生物医疗等领域都表现 出了前所未有的优势，在作为养殖鱼虾、贝类的直接或间接饵料等方面也是一种无 可替代的资源。是人类未来的食品，药物、生物制剂及其他材料的重要来源。 1 1 3 微藻的培育及在生产中面临的问题 微藻在扩大培育中面临的问题主要有以下几个方面： 目录 1 、实验室培育的单胞藻营养配方单一，例如培养绿藻多数只有少数的配方，导 致在不断地培育过程中容易出现种质衰退； 2 、多数藻种由野外筛选经过实验室方法定向培育而来，在实验室的条件下，其 生长速度较野外条件下缓慢，产量偏低； 3 、目前单胞藻适应实验室条件，多数的微藻抗温差变化能力低，抗外界影响因 子干扰弱，在培养过程中容易发生污染而导致藻体死亡； 4 、适应当地养殖品种的优势藻品种单一，在定向筛选后其性状不稳定，再扩大 培养时容易出现无法再适应当地环境的现象； 5 、培育设备老旧，培育方法复杂繁琐，培育技术落后。 微藻在生产中面临的问题可分为以下几个部分： 1 、从实验室培养优势到户外能够继续形成优势的藻种十分欠缺。养殖过程中对 养殖品种有利的藻类还无法实现定向控制。抗逆抗变化能力低，温差大或雨晴变化 明显条件下，容易出现整池塌藻； 2 、目前在生产中应用的微藻大多采用户外大池半露天或露天培养。培育过程中 难以实现人为控制； 3 、养殖单位传统的藻类培养模式不完善，培养技术单一，管理水平不高，培 养设备陈旧； 4 、户外培育单位密度低，产品的质量难以保证，采收的成本较高； 5 、利用微藻工业化生产的活性物质低，对采收的产物分离提取效率不高，不利 于产品附加产物的生产与应用。 因此，选育筛选抗外界干扰因子强，生长繁殖迅速，适应能力好的优良藻种， 研究开发迅速扩大培养，单位密度高，操作简单的藻类培养新技术，掌握定向控制 对养殖水环境有利的优势藻及对养殖水环境有害的优势藻的新措施、新办法，不仅 对我国水产养殖产业更好更快发展具有积极的现实意义，更将会对海洋微藻、海洋 生物学及整个海洋生态系统的可持续性开发利用和认知认识产生深远的影响。 1 2 理化因子 1 2 1 物理因子 1 2 1 1 光照 太阳是万物生长的根本，太阳辐射是各种天然水体的基本光照来源。太阳光进 入水体，由于吸收和散射的原因，光照强度迅速衰减。照度达到一定的限度时，藻 福建师范大学林泽硕士学位论文 类的光和产生的氧气量等于呼吸作用的耗氧量，此时的光照强度称为补偿点，如果 光强低于补偿点，植物将无法生存。不同植物的补偿点不尽相同，大型水生植物通 常为3 2 3 2 0 1 u x 。藻类一般为1 5 6 3 0 0 1 u x 。在光补偿点之上，植物的光和作用强度在 一定的范围内与光照强度呈现正相关。但是随着光照强度的增加，光和作用强度将 不再升高，到这时的光照强度称为饱和点。浮游藻类的饱和点一般不超过 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 u x 。超过饱和点，如果光强度继续升高，光合作用的强度反而会降低， 出现所谓的光抑制现象【4 】。 在一定的光照时间范围内，光照的时间越长，藻细胞的数目增加越多。同时， 藻类对光照的强度也有要求，在一定的光照强度范围内，藻类可以正常的增值，一 旦超过或者低于这一个光照范围的上限或下线的话，藻类生长就会出现被抑制的情 况。在一定的光照时间范围内，随着光照时间的增加，钝顶螺旋藻的生长速度有所 增加，而当每天的光照时间超过这个范围继续增加或减少时，钝项螺旋藻细胞的生 长就会出现抑制的情况【5 1 。不同的藻类对光照时间的需求存在差异，骨条藻日照9 h 时的光合速率大于光照时间1 5 h 的光合作用效率，最低的光合作用效率出现在全光照 的条件下，畏l j 2 4 h t 6 1 。 湛江等鞭金藻生长的最适照度为7 0 0 0 1 u x 7 1 。本次试验中，也证实了光强对藻的 生长速率的影响，并非光强越大藻的生长就越好，而是有一个限度，超过这个限度， 藻类的生长受到了抑制。一般藻类在强光下，叶绿素的含量会呈下降趋势。雨生红 球藻的生长条件从低光照强度到高光照强度，细胞叶绿素a 的含量逐渐减少【8 】。曾文 炉【9 】也指出，即使是耐强光性较好的盐泽螺旋藻，在强光下其单位细胞的胡萝卜素 含量呈下降的趋势。 植物在进行光合作用的过程中利用的绝大部分是波长3 9 0 - - 7 6 0 n m 的可见光 1 0 】。不同的藻类细胞对可见光的吸收速率也不同。中华盒形藻在红光照射条件下其 单位细胞叶绿素a 的含量较低，在蓝光照射条件其单位细胞下叶绿素a 的含量较耐u 】。 离体的大麦叶片经蓝光处理后，叶绿素含量较稳定，而经红光处理后，其叶绿素含 量降低【1 2 】。 1 2 1 2 温度 天然水体的热量一般来自太阳辐射，因此光照强弱对水温的影响显著。在一定 的温度范围内，每上升i oo c ，生物的新陈代谢速率将增加1 2 倍。当环境的温度达 到一定值，生物才开始生长和发育，这一限度被称为生物学零度【4 1 。水生生物的摄 目录 食与水温的关系也极为密切，一般来讲，温度升高，其摄食与生长的速率也随之升 高。温度对水生动物的繁殖也有极大地关系，通常情况下，动物繁殖所需的温度范 围比摄食生长的范围更窄，这就是大多数的水生动物繁殖季节都比较明显的一个重 要原因。鱼类产卵需要一个特定的温度，在此温度的基础上，根据产卵季节水温的 变化选择产卵的最适时间。各种水生动物只有在一定的温度范围内才能生存，这一 温度的上限跟下限就是水生动物所能耐受的最高温度和最低温度，故而水生动物物 种在地球上的分布主要是依纬度从赤道向南或向北由高温适应种至低温适应种的变 化情况。根据水生生物可以适应于承受的温度范围大小，我们将其分为广温与狭温 两种主要的类别。顾名思义广温种就是适应温度范围较大的种类，狭温种就是生长 所适应的温度范围较小，这里又有冷水狭温与暖水狭温的分别。狭温种适应的温度 范围一般情况下不能大于1 0 。c t 4 1 。 在营养条件相同的情况下，铜绿微囊藻的细胞增长速度与温度有密切的关系。 从水温1 2 升至2 4 时，其增长速度加快。在水温2 4 时其单位细胞密度最高， 而水温在2 8 c 时出现最低值【1 3 】。无论单独生长还是存在竞争，微囊藻在3 5 下生长 最好，栅藻在2 5 时生长最好；存在竞争时，1 5 和2 5 条件下，微囊藻的最大现 存量的最大值出现在磷的质量浓度为o 5m g l 时；3 5 条件下，微囊藻的最大现存 量随营养盐质量浓度的升高而增大。 1 2 1 3 p h p h 是指酸碱度，一般来讲，在自然界的水体中，p h 的范围为4 1 0 。海洋中其 稳定在8 8 5 左右，淡水生态系统中，由于受外界营养物质及二氧化碳的影响较大， 其酸碱度可以在6 - 9 之间。水体的p h 对水生生物的影响很大。以鱼类为例，酸性的 物质能使其血液的p h 降低，在碱性的环境下生存，鳃组织会遭到不同程度的损伤， 影响鱼类对水体溶氧的利用。水体偏酸性，动物的摄食和对营养的吸收也会受到影 响。藻类的生长与繁殖也与p h 有极为紧密的关系。刚毛藻在水体的p h 在7 2 7 4 的范围内，其植物性繁殖停止，而形成孢子【4 】。 p h 是影响小球藻生长的一个重要因素，在p h 5 5 下培养的小球藻其细胞增殖速度 最慢，在p h 8 o 时的其细胞生长速度略大于p h 5 0 t 1 4 】，莱茵衣藻在p h 7 7 时的产氢量和 产氢速率最高，在p h 高于和低于7 7 时产氢量和产氢速率降低【1 5 1 。 l 。2 1 4 超声波、激光 受激辐射产生光源我们