第17卷 增刊
环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences
Vol. 17, Suppl. , 2004
4种不同培养基下铜绿微囊藻和四尾栅藻生长比较
胡小贞, 马祖友, 易文利, 葛新华, 郑朔方
(中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地, 北京 100012)
摘要:选用4种蓝藻常用的培养基MA, M-11, BG-11和HGZ 培养基, 对铜绿微囊藻和四尾栅藻进行培养。结果表明:2种藻对4种培养基都有较好的适应性, 2种藻的L max 在MA 中较大, 在M -11, BG-11与HGZ 中的接近, 而在M-11和HGZ 中的x max 较大。M -11培养基因成分简单, 且2种藻在该培养基中对数生长期较长, 最大比增长率L max 和最大现存量x max 都较大, 为室内蓝藻、绿藻共培养小型、中型实验适宜的培养基。关键词:培养基; 铜绿微囊藻; 生长
中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2004) S0-0055-03
Growth of Microcystis aerug inosa and Scendesmus quadricauda
in Four Differen t Mediums
H U Xiao -zhen, MA Zu -you, YI Wen -li, GE Xin -hua, Z HE NG Shuo -fang
(Research Center of Lake Environ ment, Chinese Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China)
Abstract :Four blue -green algae mediu ms of MA ,M -11, BG-11, and HGZ are experimen ted in cultivating Microcystis aeruginosa and Scendesmus q uadricauda. It is shown that the t wo algae grow well in 4mediums. They conformably have greater L max in MA medi um, have approximately same L max in M -11, BG-11, and HGZ mediums, and have greater x m ax in M-11and HGZ mediums. M -11medium, as a simple composition medium, is considered as economic and sui table medium for laboratory smal-l sized and microcosm competition test between blue -green algae and green algae since the two algae have a longer growth phase and a bigger L max and x m ax in it. Key words :mediu m; Microcystis aeruginosa; growth
铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa) 是我国浅水湖泊水华的主要种类。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
[1-3]
由中国科学院水生生物研究所购得, 藻种号FAC HB-912, 四尾栅藻(Scendesmus quadricauda) 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。112 培养基
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:B G-1111培养基和HGZ 下:
a 1MA 培养基:Ca(NO 3) 2#4H 2O 50mg P L, KNO 3100mg P L, Na NO 350mg P L, Na 2SO 440mg P L, MgCl 2#6H 2O 50mg P L, Na 2E DT A 5mg P L, FeCl 3#6H 2O 015mg P L, MnCl 2#4H 2O 5mg P L, ZnCl 2015mg P L, CoCl 2#4H 2O 5mg P L, Na 2MoO 4#2H 2O 018mg P L, H 3BO 320mg P L, B -甘油磷酸钠(B -Na 2glycerophosphate) 100mg P L, N, N-二羟乙基甘氨酸(Bicine)500mg P L, pH 为816。
b 1M -11培养基:NaNO 3100mg P L, K 2HPO 410mg L, 4#O 75mg P L, #2H 2O P L,
[7]
[8]
[6]
[5]
。
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。
[4]
培养基, MA 培养基, M-
培养基。4种培养基的组成如
1 材料和方法
111 藻种
实验中所用的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)
收稿日期:2004-10-08
基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2002CB412301), , ,
56环 境 科 学 研 究第17卷
Na 2CO 320mg P L, 柠檬酸铁(Fe #citrate #x H 2O) , 6mg P L, Na 2EDTA #2H 2O 1mg P L, pH 为810。
c 1BG-11培养基:NaNO 3115g P L, K 2HPO 40104g P L, MgSO 401075g P L, CaCl 2#2H 2O 01036g P L, 柠檬酸01006g P L, 柠檬酸铁01006g P L, Na 2ED TA 01001g P L, Na 2CO 30102g P L, A 5液(A 5液:H 3B O 32186g P L, MnCl 2#4H 2O 1181g P L, ZnSO 4#7H 2O 01222g P L, Na 2MoO 4#H 2O 0139g P L, CuSO 4#5H 2O 01079g P L, C o (NO 3) 2#6H 2O 010494g P L) 1mL, pH 为711。
d 1HGZ 培养基:Na NO 3115g P L, K 2HPO 401039g P L, MgSO 4#7H 2O 01075g P L, Na 2C O 30102g P L, CaCl 201027g P L, Na 2SiO 3#9H 2O 01058g P L, E DTA 01001g P L, 柠檬酸01006g P L, A 5液1mL 。113 培养条件
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
4
200mL 培养液, 初始接种藻浓度5@10个P mL, 培养温度为28e , 铜绿微囊藻照度为2500lx, 四尾栅藻的照度为4000lx, 光暗比为12h B 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。
114 生物量测定
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。
115 藻比增长率计算
根据每日测得的生物量, 按以下公式计算藻比增长率(L ) :
L =ln(x n -x n -1) P (t n -t n -1)
式中, x n 为当天的细胞数值, 个P m L; x n -1为前一天的细胞数值, 个P mL; t n 为对应于x n 的培养天数, d; t n -1为对应于x n -1的培养天数, d 。
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。
图1 4种培养基下铜绿微囊藻的生长曲线Fig. 1 Growth curve of M icrocystis aeruginosa
in four mediums
图2 4种培养基下四尾栅藻的生长曲线Fig. 2 Growth curve of Scendesmus quadricauda
in four mediums
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。
212 比增长率和最大现存量
以公式连续计算处于对数生长期2种藻种群的比增长率L , 然后求出比增长率最大值(L max ) 。4种培养基中2种藻的最大现存量x max 和最大比增长率L max 值见图3, 4。由图3可知, 2种藻的L max 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x max 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。
213 2种藻的适应性与培养基中N, P 含量
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
2 结果与讨论
211 2种藻在4种培养基中的生长情况
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
增刊胡小贞等:4种不同培养基下铜绿微囊藻和四尾栅藻生长比较
表2 4种培养基的N, P 质量浓度
T able 2 Mass concentration of N and P in four mediu ms
57
mg P L
项目Q (TN)Q (TP)
MA 7019714135
M-1116151178
BG-[1**********]3
HGZ 2471066195
3 结论
a 14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 1四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 12种藻的L max 在MA 中较大, 在M-11, BG-11与HGZ 中接近, 而在M-11和HGZ 中的x max 较大。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。
实验结果为, 铜绿微囊藻和四尾栅藻对蓝藻常用的这4种培养基都有较好的适应性。M-11培养基因成分简单, 铜绿微囊藻在该培养基中对数生长期长, 同时又具较大的L max 和最大现存量x max , 不失为室内蓝、绿藻共培养小型、尤其是中型实验适宜的培养基。
图3 4种培养基中2种藻的L max
Fig. 3 L max of two al gae
in four
mediums
参考文献:
[1] Hui sman J. Population dynamics of li gh-t limi ted phytoplankton:micro -c os m e xperiments[J]. Ecology, 1999, 80(1) :202-210.
[2] Huis man J. Competi tion for light between phytoplankton species:e xper-i
mental tests of mechanistic theory[J]. Ecology, 1999, 80(1) :211-222.
[3] 南春容. 大型海藻孔石莼与微藻间竞争的实验研究[D]. 汕头:
汕头大学, 2003.
[4] 陈德辉, 章宗涉, 刘永定. 微囊藻和栅藻共培养实验及其竞争参
数的计算[J]. 生态学报, 1999, 19(6) :908-913.
[5] 许秋瑾. 太湖藻类生长模拟及微囊藻毒素的研究[D]. 南京:中
科院南京湖泊与地理研究所, 2002.
[6] 陈宇炜, 高锡云, 陈伟民. 太湖微囊藻的生长特征及其分离纯培
养的初步研究[J]. 湖泊科学, 1999, 11(4) :357-356.
[7] Kentaro Kuwabara. Temperature effect on gro wth charac teristics and
competition between cyanobacteria M icroc ys tis sp. and Oscillator sp. :a experimental study usi ng lake si mulator[R]. 日本:第九回世界湖沼会议, 2002.
[8] 章宗涉. 藻类在污染监测中的作用[A]. 沈韫芬. 微型生物监测
新技术[C]. 北京:中国建筑出版社, 1990. 119-151.
图4 4种培养基中2种藻的x m ax
Fig. 4 x m ax of two algae
in four mediums
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。
(责任编辑孙彩萍)
第17卷 增刊
环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences
Vol. 17, Suppl. , 2004
4种不同培养基下铜绿微囊藻和四尾栅藻生长比较
胡小贞, 马祖友, 易文利, 葛新华, 郑朔方
(中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地, 北京 100012)
摘要:选用4种蓝藻常用的培养基MA, M-11, BG-11和HGZ 培养基, 对铜绿微囊藻和四尾栅藻进行培养。结果表明:2种藻对4种培养基都有较好的适应性, 2种藻的L max 在MA 中较大, 在M -11, BG-11与HGZ 中的接近, 而在M-11和HGZ 中的x max 较大。M -11培养基因成分简单, 且2种藻在该培养基中对数生长期较长, 最大比增长率L max 和最大现存量x max 都较大, 为室内蓝藻、绿藻共培养小型、中型实验适宜的培养基。关键词:培养基; 铜绿微囊藻; 生长
中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2004) S0-0055-03
Growth of Microcystis aerug inosa and Scendesmus quadricauda
in Four Differen t Mediums
H U Xiao -zhen, MA Zu -you, YI Wen -li, GE Xin -hua, Z HE NG Shuo -fang
(Research Center of Lake Environ ment, Chinese Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China)
Abstract :Four blue -green algae mediu ms of MA ,M -11, BG-11, and HGZ are experimen ted in cultivating Microcystis aeruginosa and Scendesmus q uadricauda. It is shown that the t wo algae grow well in 4mediums. They conformably have greater L max in MA medi um, have approximately same L max in M -11, BG-11, and HGZ mediums, and have greater x m ax in M-11and HGZ mediums. M -11medium, as a simple composition medium, is considered as economic and sui table medium for laboratory smal-l sized and microcosm competition test between blue -green algae and green algae since the two algae have a longer growth phase and a bigger L max and x m ax in it. Key words :mediu m; Microcystis aeruginosa; growth
铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa) 是我国浅水湖泊水华的主要种类。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
[1-3]
由中国科学院水生生物研究所购得, 藻种号FAC HB-912, 四尾栅藻(Scendesmus quadricauda) 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。112 培养基
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:B G-1111培养基和HGZ 下:
a 1MA 培养基:Ca(NO 3) 2#4H 2O 50mg P L, KNO 3100mg P L, Na NO 350mg P L, Na 2SO 440mg P L, MgCl 2#6H 2O 50mg P L, Na 2E DT A 5mg P L, FeCl 3#6H 2O 015mg P L, MnCl 2#4H 2O 5mg P L, ZnCl 2015mg P L, CoCl 2#4H 2O 5mg P L, Na 2MoO 4#2H 2O 018mg P L, H 3BO 320mg P L, B -甘油磷酸钠(B -Na 2glycerophosphate) 100mg P L, N, N-二羟乙基甘氨酸(Bicine)500mg P L, pH 为816。
b 1M -11培养基:NaNO 3100mg P L, K 2HPO 410mg L, 4#O 75mg P L, #2H 2O P L,
[7]
[8]
[6]
[5]
。
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。
[4]
培养基, MA 培养基, M-
培养基。4种培养基的组成如
1 材料和方法
111 藻种
实验中所用的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)
收稿日期:2004-10-08
基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2002CB412301), , ,
56环 境 科 学 研 究第17卷
Na 2CO 320mg P L, 柠檬酸铁(Fe #citrate #x H 2O) , 6mg P L, Na 2EDTA #2H 2O 1mg P L, pH 为810。
c 1BG-11培养基:NaNO 3115g P L, K 2HPO 40104g P L, MgSO 401075g P L, CaCl 2#2H 2O 01036g P L, 柠檬酸01006g P L, 柠檬酸铁01006g P L, Na 2ED TA 01001g P L, Na 2CO 30102g P L, A 5液(A 5液:H 3B O 32186g P L, MnCl 2#4H 2O 1181g P L, ZnSO 4#7H 2O 01222g P L, Na 2MoO 4#H 2O 0139g P L, CuSO 4#5H 2O 01079g P L, C o (NO 3) 2#6H 2O 010494g P L) 1mL, pH 为711。
d 1HGZ 培养基:Na NO 3115g P L, K 2HPO 401039g P L, MgSO 4#7H 2O 01075g P L, Na 2C O 30102g P L, CaCl 201027g P L, Na 2SiO 3#9H 2O 01058g P L, E DTA 01001g P L, 柠檬酸01006g P L, A 5液1mL 。113 培养条件
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
4
200mL 培养液, 初始接种藻浓度5@10个P mL, 培养温度为28e , 铜绿微囊藻照度为2500lx, 四尾栅藻的照度为4000lx, 光暗比为12h B 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。
114 生物量测定
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。
115 藻比增长率计算
根据每日测得的生物量, 按以下公式计算藻比增长率(L ) :
L =ln(x n -x n -1) P (t n -t n -1)
式中, x n 为当天的细胞数值, 个P m L; x n -1为前一天的细胞数值, 个P mL; t n 为对应于x n 的培养天数, d; t n -1为对应于x n -1的培养天数, d 。
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。
图1 4种培养基下铜绿微囊藻的生长曲线Fig. 1 Growth curve of M icrocystis aeruginosa
in four mediums
图2 4种培养基下四尾栅藻的生长曲线Fig. 2 Growth curve of Scendesmus quadricauda
in four mediums
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。
212 比增长率和最大现存量
以公式连续计算处于对数生长期2种藻种群的比增长率L , 然后求出比增长率最大值(L max ) 。4种培养基中2种藻的最大现存量x max 和最大比增长率L max 值见图3, 4。由图3可知, 2种藻的L max 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x max 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。
213 2种藻的适应性与培养基中N, P 含量
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
2 结果与讨论
211 2种藻在4种培养基中的生长情况
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
增刊胡小贞等:4种不同培养基下铜绿微囊藻和四尾栅藻生长比较
表2 4种培养基的N, P 质量浓度
T able 2 Mass concentration of N and P in four mediu ms
57
mg P L
项目Q (TN)Q (TP)
MA 7019714135
M-1116151178
BG-[1**********]3
HGZ 2471066195
3 结论
a 14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 1四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 12种藻的L max 在MA 中较大, 在M-11, BG-11与HGZ 中接近, 而在M-11和HGZ 中的x max 较大。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。
实验结果为, 铜绿微囊藻和四尾栅藻对蓝藻常用的这4种培养基都有较好的适应性。M-11培养基因成分简单, 铜绿微囊藻在该培养基中对数生长期长, 同时又具较大的L max 和最大现存量x max , 不失为室内蓝、绿藻共培养小型、尤其是中型实验适宜的培养基。
图3 4种培养基中2种藻的L max
Fig. 3 L max of two al gae
in four
mediums
参考文献:
[1] Hui sman J. Population dynamics of li gh-t limi ted phytoplankton:micro -c os m e xperiments[J]. Ecology, 1999, 80(1) :202-210.
[2] Huis man J. Competi tion for light between phytoplankton species:e xper-i
mental tests of mechanistic theory[J]. Ecology, 1999, 80(1) :211-222.
[3] 南春容. 大型海藻孔石莼与微藻间竞争的实验研究[D]. 汕头:
汕头大学, 2003.
[4] 陈德辉, 章宗涉, 刘永定. 微囊藻和栅藻共培养实验及其竞争参
数的计算[J]. 生态学报, 1999, 19(6) :908-913.
[5] 许秋瑾. 太湖藻类生长模拟及微囊藻毒素的研究[D]. 南京:中
科院南京湖泊与地理研究所, 2002.
[6] 陈宇炜, 高锡云, 陈伟民. 太湖微囊藻的生长特征及其分离纯培
养的初步研究[J]. 湖泊科学, 1999, 11(4) :357-356.
[7] Kentaro Kuwabara. Temperature effect on gro wth charac teristics and
competition between cyanobacteria M icroc ys tis sp. and Oscillator sp. :a experimental study usi ng lake si mulator[R]. 日本:第九回世界湖沼会议, 2002.
[8] 章宗涉. 藻类在污染监测中的作用[A]. 沈韫芬. 微型生物监测
新技术[C]. 北京:中国建筑出版社, 1990. 119-151.
图4 4种培养基中2种藻的x m ax
Fig. 4 x m ax of two algae
in four mediums
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。
(责任编辑孙彩萍)