牟氏角毛藻的培養研究

關于牟氏角豆科植物不同濃度的亞硝酸鹽和亞硝酸鹽的吸收和使用，在研究ii中進行了討論。近年來，許多科學家對不同氮肥對生長發育的影響進行了研究，并在海洋富營養區的浮游植物自然種群中研究了根系、銨和亞硝酸鹽的使用。雖然已經進行了一些土壤測試，但不同的藻類對反應不同。在這項工作中，我們專注于研究如何使用海泥提取物而不是維生素c1和b2以及生物素d來培養牟氏角豆藻。同時，我們還研究了使用亞硝酸鹽、銨鹽和硫作為氮源，以及對牟氏角藻生長和繁殖的影響，這為許多培養提供了更簡單有效的肥料來源。一、海泥提取物的形成試驗(一)培養基配方與生長測定材料同研究Ⅰ.海泥采自廈門鼓浪嶼,每公斤海泥加海水一升,用力充分攪拌,然后靜置24小時,取其上清液過濾,高壓15公斤/厘米2消毒30分鐘,貯存于冰箱中.各組培養基配好后(配方見表1),再經高壓消毒.培養容器為500毫升三角燒瓶,培養量每瓶300毫升,每組兩瓶,重復實驗三次.培養條件:用30W白色日光燈兩盞進行光照,光強1000—1400米燭光;室溫21—29℃.生長指標測定:每天取樣一次,用721型分光光度計測其光密度;同時用血球計數器計數.以細胞分裂數表示其增殖情況.(二)海泥提取液對不同濃度的土壤提取液的分離率圖1明顯地表現出對照組的增殖率比施用海泥提取液的各組培養物差,說明了海泥提取液不僅可以取代維生素B1、B12和生物素,而且其促進增殖的效果比施用維生素和生物素還強.表2所示也表明了海泥提取液各級濃度的培養物在8天的培養期間,其分裂率普遍比對照組提高32.7—51.9%,由此更充分證明土壤提取液的促進作用.但不同濃度的海泥提取液對牟氏角毛藻增長率的作用差異不顯著.從圖1所示,可以看出在接種后的最初4天,增長率幾乎相等,第6天后才顯出差異,其中以2%增長最快,3%和4%次之,這兩組增長速度基本一致,1%最差.這表明了利用海泥提取液培養牟氏角毛藻,以2%濃度為宜.二、不同氮肥的生長和繁殖(一)不同化肥的復配在實驗前,將材料離心沉淀后,再用無氮海水洗滌三遍,最后用無氮海水稀釋作為種液.實驗采用五種不同氮肥,即硝酸鈉、硝酸鉀、硫酸銨、碳酸氫銨和尿素;后三種是常用的農家化肥和有機氮肥.假如這些農家化肥和有機氮肥比硝酸鈉及硝酸鉀更適于快速繁殖,或與硝酸鈉及硝酸鉀的作用相當,那么采用這些化肥作為牟氏角毛藻大量培養的主要氮肥,既開辟了肥源,又降低了培養的成本(但本實驗用的全是化學純試劑).在研究Ⅰ和前一實驗的基礎上,要求不同氮肥的氮濃度控制在7.905毫克-原子/升左右,磷酸-磷的濃度控制在0.139毫克-原子/升;維生素B1、B12和生物素D改用海泥提取液代替.各實驗組的配方見表3.接種后的起始濃度:Ⅰ.0.55×106個細胞/毫升;Ⅱ.0.611×106個細胞/毫升;Ⅲ.0.575×106個細胞/毫升;Ⅳ.0.539×106個細胞/毫升;Ⅴ.0.625×106個細胞/毫升.(二)不同化肥對不同養分吸收能力的檢測各種氮肥的實驗結果(見圖2),其增殖速度在最初3天幾乎一致,第4天才略有差異,第6天其差異較顯著.其中增殖率最高的是用NH,HCO3作為氮肥的;其次是(NH4)2SO4、NaNO3、KNO3;最差的是用尿素作為氮肥的培養物.但是隨著培養時間的延長,各種氮肥的肥效又發生了變化,最明顯的是(NH4)2SO4的培養物,培養到第6天時,濃度達到最高峰后,立即出現絮狀的團聚,漂浮于液面,其后則下沉,生長率隨之下降,到實驗結束時(12天),是這5種氮肥中最差的一組.尿素的培養物在培養6天之后,繁殖速度反而加速(見圖2),至實驗結束時,其總增殖數幾乎與KNO3的培養物一致.這表明不同氮肥對牟氏角毛藻生長繁殖的后效作用是不同的.上述結果表明,牟氏角毛藻對銨鹽和硝酸鹽的吸收利用有所不同,為了了解牟氏角毛藻對NH4-N和NO3-N的吸收利用能力,我們測定了其對不同氮肥的吸收能力.測定的材料是用本實驗室常規培養的處于生長旺盛期(預養6天)的牟氏角毛藻經3000轉/分離心5分鐘,用無氮海水洗滌三次,然后接種到各種氮肥的培養基中(尿素培養物沒有測定),使其細胞密度在0.4×106—0.79×106個細胞/毫升;在光強1200米燭光和溫度27.5—31.5℃條件下培養24小時,然后取樣測定.測定方法:NO3-N采用鋅還原法,NH4-N用Nessler試劑比色法.本實驗NH4-N原始濃度為1600—2100微克-原子/升,NO3-N為7100—7650微克-原子/升.測定時用無氮海水稀釋.測定結果見表4.從表4可以看出牟氏角毛藻對不同氮肥的吸收量不同,總的是對NH4-N的吸收量大于NO3-N3但在不同硝酸鹽中對NO3-N的吸收量也不同,在NaNO3中吸收NO3-N的量大于在KNO3中的吸收量;在不同銨鹽中對NH4-N的吸收量也不同,在(NH4)2SO4中吸收量大于NH4HCO3.這個結果證實了牟氏角毛藻在銨鹽中比在硝酸鹽中生長快、增殖多.原因就在于牟氏角毛藻對氨-氮的吸收利用能力比對硝酸-氮的吸收利用能力強.三、不同化肥對浮游植物生長和吸收利用的影響1.牟氏角毛藻對海泥提取液的利用效果勝過對維生素B1、B12和生物素D的利用.這說明海泥中除了含有牟氏角毛藻生長繁殖所需要的維生素以外,可能還含有某些有利于牟氏角毛藻生長繁殖的要素,因此,其促進生長繁殖的作用顯著提高.從生產上的經濟該算著眼,大量培養牟氏角毛藻采用海泥提取液代替維生素和生物素等,具有一定的經濟意義,首先培養的成本將相應降低,同時肥源易于獲得,有利于推廣利用.2.用不同氮肥進行培養試驗結果,表明了牟氏角毛藻在上述五種氮肥中都能正常生長繁殖.同時從每小時每個細胞吸收的氮量進一步證實此藻對硝酸鹽和銨鹽都具有一定的吸收利用能力.但是由于對不同氮肥的吸收能力不同,因此造成在不同氮肥中生長繁殖率的差異.這個結果與R、W.Eppley等于1971年對幾種生長在不同氮源中的海洋浮游植物細胞增殖量的對比以及每升中細胞干重量的對比的結果是相符合的.而與大型藻類紫菜的絲狀體對NH4-N和NO3-N吸收利用的結果相比較也是相似的.這表明牟氏角毛藻對氮肥的利用與其它藻類有共同之處.陳美琴等對于農用化肥銨鹽對紫菜絲狀體的促進作用,認為或許由于農用化肥中混雜有其它促進生長的微量元素所引起的;可是我用的銨鹽不是農用化肥,而是化學純,雖也含有雜質,但相對來說還是比較純,同時沒有標明含有某些微量元素,因此,我認為銨鹽具有更大的促進作用,不是由于化肥中含有其它促進生長的微量元素所起的作用,而更主要是由于藻類植物對銨鹽比對硝酸鹽具有更高的同化作用能力.R.W.Eppley等1971年的研究結果也指出幾種海洋浮游植物生長在銨鹽中,細胞內蛋白質,碳水化合物和脂類的積累都比生長在硝酸鹽中高,這就更證實了藻類植物對NH4-N的同化作用能力比對NO3-N強.李紉芷等1980年也提出:紫菜對NH4-N所具備的相當強的吸收能力是主動代謝性的吸收.我們同意這個觀點.四、培養基配方根據研究Ⅰ和本研究的結果,我們認為牟氏角毛藻不論是對環境條件或是營養條件都是一種適應性比較強、比較廣的種類,宜于作為大