4种蓝藻培养基的比较研究

4种蓝藻培养基的比较研究

铜绿微藻是中国浅水湖泊的主要类型。近50多年来,在湖泊水华发生机制的研究中,已大量地开展了关于铜绿微囊藻与环境因子、营养盐条件等方面的研究。近年来,人们又将目光转向对不同藻类间的竞争机制的探讨与研究。栅藻(Scenedsmaceae)作为浅水湖泊水华中常见的一种绿藻门藻类,常在竞争机制研究中用于共培养实验研究。在蓝藻、绿藻共培养实验中,用湖水做共培养实验的培养基,其适用性受到地域的限制,而人工配制湖水实验前处理又较复杂,因而选择一种蓝藻与绿藻共培养实验适用的培养基,对实验有着重要的意义。该文选用了蓝藻、绿藻常用的4种培养基,对铜绿微囊藻和四尾栅藻进行培养实验,目的是为探讨蓝藻、绿藻共培养竞争实验适宜的培养基。1材料和方法1.1fachb-972,野生生物实验中所用的铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)由中国科学院水生生物研究所购得,藻种号FACHB-912,四尾栅藻(Scendesmusquadricauda)由该实验室从太湖中分离得到。藻种保存在光照培养箱中,于实验前2周接至MA培养基中进行前培养。1.2-甘油磷酸钠/n-二羟乙基甘氨酸盐/b因蓝藻对培养基的要求较绿藻高,而四尾栅藻对蓝藻培养基的适应性较好,因而选用了4种常用蓝藻培养基进行实验:BG-11培养基,MA培养基,M-11培养基和HGZ培养基。4种培养基的组成如下:a.MA培养基: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-甘油磷酸钠(β-Na2glycerophosphate)100mg/L,N,N-二羟乙基甘氨酸(Bicine)500mg/L,pH为8.6。b.M-11培养基:NaNO3100mg/L,K2HPO410mg/L,MgSO4·7H2O75mg/L,CaCl2·2H2O40mg/L,Na2CO320mg/L,柠檬酸铁(Fe·citrate·xH2O),6mg/L,Na2EDTA·2H2O1mg/L,pH为8.0。c.BG-11培养基:NaNO31.5g/L,K2HPO40.04g/L,MgSO40.075g/L,CaCl2·2H2O0.036g/L,柠檬酸0.006g/L,柠檬酸铁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为7.1。d.HGZ培养基:NaNO31.5g/L,K2HPO40.039g/L,MgSO4·7H2O0.075g/L,Na2CO30.02g/L,CaCl20.027g/L,Na2SiO3·9H2O0.058g/L,EDTA0.001g/L,柠檬酸0.006g/L,A5液1mL。1.3初始培养方案用对数生长期的藻种自MA培养基接入4种不同的培养基进行实验。实验用500mL的锥形瓶,内装200mL培养液,初始接种藻浓度5×104个/mL,培养温度为28℃,铜绿微囊藻照度为2500lx,四尾栅藻的照度为4000lx,光暗比为12h∶12h,每日定时摇动。当藻生物量增长小于5%时,结束培养。每组均设3个平行样。1.4生物量测量采用XB-K-25型血球计数板,在Olympus显微镜下以显微镜视野法进行计数。自接种次日起每天定时采样并计数。1.5培养n1.根据每日测得的生物量,按以下公式计算藻比增长率(μ):μ=ln(xn−xn−1)/(tn−tn−1)μ=ln(xn-xn-1)/(tn-tn-1)式中,xn为当天的细胞数值,个/mL;xn-1为前一天的细胞数值,个/mL;tn为对应于xn的培养天数,d;tn-1为对应于xn-1的培养天数,d。2结果与讨论2.12微生物细胞形态及计数生长根据每日测定的藻浓度值,得出铜绿微囊藻和四尾栅藻在4种培养基中的生长曲线如图1,2所示。铜绿微囊藻在4种培养基中都经过了延缓期、对数生长期、稳定期和生长下降期4个阶段。在BG-11和HGZ中接种后第4天达到对数生长期,经过6d的对数生长,在第10天达到最大生物量;在MA接种后第4天达到对数生长期,但其对数生长期较短,只有4d,在第8天达到最大生物量;在M-11中接种第2天就达到了对数生长期,经过8d的对数生长,第10天达到最大生物量。可见,铜绿微囊藻在M-11培养基中对数生长期较长。从外观和细胞形态看,接种的第3天,M-11中就可看到绿色,说明在M-11培养基中增长较快。接种后1周内,铜绿微囊藻细胞多以单细胞或双细胞为主,7d后,在显微镜下可见,M-11中出现多个细胞形成的小群体,而其他培养基中仍以单、双细胞为主,未形成多细胞群体。M-11培养基中,生长后期易形成多细胞的群体,对于室内水华发生模拟研究非常有意义。四尾栅藻在4种培养基中,在接种后第2天达到对数生长期,经过9d的对数生长,在第11天达到最大生物量。在蓝藻培养基中四尾栅藻达到对数生长期的时间短,整个对数生长期比铜绿微囊藻长,说明四尾栅藻能很好地适应这4种蓝藻培养基。2.2培养基中测定两个种藻的最大现存量以公式连续计算处于对数生长期2种藻种群的比增长率μ,然后求出比增长率最大值(μmax)。4种培养基中2种藻的最大现存量xmax和最大比增长率μmax值见图3,4。由图3可知,2种藻的μmax在MA中较大,在M-11,BG-11与HGZ中接近。由图4可知,在M-11和HGZ中的xmax较大。这说明在M-11培养基中,2种藻都能以较快的速度生长并且达到较大的最大生物量。2.32量浓度及其形态2种藻在4种培养基中生长的差异与不同培养基的组成相关。表2列出了4种培养基中N,P的质量浓度及其形态。由图1,2可以看出,铜绿微囊藻和四尾栅藻接种到4种培养基之后,在M-11培养基中能很快适应,接种第2天就达到较高生长速度和较大生物量,这可能是因为M-11培养基中N,P的质量浓度较低,而2种藻能较快地适应低质量浓度营养盐的环境而达到较好的生长。3形态、生长和生物量a.4种培养基中,铜绿微囊藻在M-11培养基中对数生长期较长。b.四尾栅藻能很好地适应这4种蓝藻培养基,在蓝藻培养基中达到对数生长期的时间短,且整个对数生长期比铜绿微囊藻长。c.2种藻的μmax在MA中较大,在M-11,BG-11与HGZ中接近,而在M-11和HGZ中的xmax较大