第五节 藻类和原生动物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五节 藻类和原生动物,最初，藻类和原生动物分别被看作是低等植物和低等动物。主要依据它们的营养方式进行鉴别，藻类具有叶绿体，营养方式为光能自养（,photoautotrophic,）；,原生动物则依靠吞噬营养（,phagotrophic,）,或渗透营养（,osmotrophic,）。,然而，藻类和原生动物之间的区别从来就没有完全弄清楚。过于,20,多年中，对于单细胞真核生物（,algae,、,protozoa,、,lower fungi,）,的进化和系统学研究异常活跃。在这一时期，许多分类学的界限被打破，建立了新的系统发育关系。,尽管藻类和原生动物没有真正的系统发育关系和进化关系，但一些研究者还是将它们称为原生生物（,protists,）或,protoctists,。,而另一些研究者提出的分类系统中，虽然对某些定义和界限作了很大的修改，仍保留了原生动物界（,Protozoa,），,而藻类则分属于几个不同的界：植物界（,Plantae,）、,Chromista,和原生动物界（,Protozoa,）。,尽管如此，“,藻类”和“原生动物”在功能和生态学意义上仍然是非常有用的，分别定义为光能自养原生生物（,photoautotrophic,protists,）,和异养原生生物（,heterotrophic,protists,）。,此外,还要介绍另一群原核生物,蓝细菌（,cyanobacteria,）,培养问题。,藻类和原生动物都是水生生物。尽管在陆生环境中（如土壤），也普遍存在藻类和原生动物，地衣则是藻类和真菌的共生体，但是必须有充足的水分，它们才能活动。,藻类和原生动物在水生环境中的生态学重要性正日益被人们所认识。如在许多水生环境中,，藻类是主要的初级生产者（,primary producer,），,在海洋水体中，占总生物量和初级生产力的,80%,。,藻类还是,水体质量的重要指示生物（,bioinducer,）,，,用于评估和监测水体系统的健康状况。,另一方面，需要特别关注的是，当藻类密度达到一定值时，足以形成,表面浮膜或引起饮用水变味,。,水华（藻华）（,algal bloom,）,，,尤其是微囊藻属（,Microcystis,）、,颤藻属（,Oscillatora,）,以及其他属的一些产毒素的蓝细菌形成的水华，严重影响到水体的质量，尤其是饮用水供应部门所要面对的一个严重问题。,原生动物在海洋食物链中是初级生产者的主要消费者；同时又是浮游生物（,plankters,）,的重要食物资源,。在沙土、沉积物、有机物污染的水体以及好氧废水处理工艺中，原生动物是微型藻和细菌的最主要的消费者。它们也是,有机物污染和废水质量的指示生物,。此外，海洋原生动物形成的,赤潮（,red tides伴随着产生环境毒理生物学问题。,要对上述问题进行深入的研究，必须对有关的藻类和原生动物进行准确的鉴定，而鉴定工作常常取决于在实验室中培养这些生物的能力。获得藻类和原生动物的纯培养是对其进行基础研究、应用研究和开发利用的基础。,一、,分离方法（,Isolation Methods,）,富集（,enrichment,）,：,将一个野外样品（,field sample,）,接种到一个等体积或更大体积的合适培养基中，然后在适宜的条件下进行培养。这样通过在不同培养基中，进行一系列不同的平行接种，就可将不同的生物选择出来。,1,）固氮蓝细菌（,nitrogen-fixing,cyanobacteria,）,的富集：将样品接种于合适的缺乏氮源的无机盐培养基（,mineral medium,）,中，如,BG11,中不加,NaNO,3,（,see Table2,），,就可以选择出固氮蓝细菌（,nitrogen-fixing,cyanobacteria,）；,2,）,食细菌原生动物（,bacterivorous,protozoa,）,的富集：添加蒸煮的大麦、小麦、大米等谷粒，促进细菌的生长，为原生动物提供食物。,3,）富集并不能保证获得单一原生生物的培养物，但可以增加目标生物的细胞数量，有助于对其进一步的分离。,稀释（,dilution,）,：,从某种原生生物占优势的样品中分离该生物，,稀释法是最有效的。用合适的培养基对样品进行系列稀释，然后在适宜的条件下进行培养。在最大稀释度的培养液中生长的生物很可能就是单一原生生物。,但稀释法并不能保证获得的培养物是纯系的（,clonal,），,更不可能获得一个纯菌株（,axenic,strain,）。,物理方法（,physical,mathods,）,：,1,）,显微操作法：在解剖显微镜下，选择原生生物的个体单,元，用薄壁毛细移液管转移到一个无菌的培养基中，在适宜环境条件下进行培养。这种方法适合于多种原生生物，特别是那些体积大、移动慢的原生生物的分离。然而这种方法需要技巧和耐心，而且不适于体积微小的原生生物的分离。,通常，进行一次操作，并不一定能获得一个单一的纯培养物，可以对已分离的细胞进行洗涤和二次转移，多次反复，就能成功地获得纯培养（,axenic,culture,）。,对于一些体积小、能移动的原生生物，可以利用显微操作器,（,micromanipulator,）,和琼脂孔穴通道分离技术相结合进行分离。,2,）其他物理方法：选择性过滤（,selective filtration,）、,硅酮油平板法（,silicone oil plating,）、,密度梯度离心（,density gradient centrifugation,）,和流式细胞计量术（,flow,cytometry,）。,琼脂平板法（,agar plating,主要用于藻类、阿米巴（变形虫）,和某些鞭毛藻的分离。,二、,保藏方法（,Maintenance,Mehtods,）,1.,藻类,(algae),培养基和保藏方式的选择取决于藻类分离物,(isolates),的营养需求和当地的可利用的原料资源。,1,）培养基（,Media,）,BG11,（,blue-green,algalcyanobacterial,medium,）（,Table2,）：,为分离和培养蓝细菌而设计的培养基，也适合于多种真核微型藻（,eukaryotic microalgae,）,的培养。,JM,（,Jaworkis,medium,）（,Table3,）,:,适合于多种淡水和陆生真核藻类的培养。如果在该培养基中添加,57g/L NaSiO,3,.,9H,2,O,，,也可用于硅藻,(diatoms),的保藏。若在该培养基中添加一定量的有机物（醋酸钠和复杂氮源），就可用于培养混合营养型和光能异养型藻类。,GUI,（,Guilliards,f/2 medium,）,:,用于培养多种海水微型藻,.,2),定期传代,(periodic,subculturing,),在保藏过程中,需要进行定期的传代培养,.,一般按,0.5-10%,的接种量,将接种物无菌转移,(aseptic transfer),到无菌培养基,(sterile medium).,3),保藏条件,(Maintenance conditions),最适温度（,optimal temperature,）,：,绝大多数藻类的菌株可,以在,15-20,下保藏；对于一些分离自极端环境（,extreme environments,）,的菌株，应尽可能地采用与其环境一致的温度进行保藏；此外，特别要注意保藏温度不能超过藻类的最高温度（,temperature maximum,）。,光照（,light,）,：,最好采用控温光照培养箱（,illuminated incubators,）；,用冷白荧光管，按照,16h-8h,的明,-,暗方式（,light-dark regime,）,进行照射；来自北向窗子的自然光也是非常合适的。对光照水平也有一定的要求，大多数藻类的光照水平为,50mol,光子,/m,2,s,左右；而蓝细菌的光照水平为,25mol,光子,/m,2,s,。,2.,原生动物,(Protozoa),1,）,培养基（,culture media,）,分为四种主要类型：植物浸汁（,plant infusions,）、,土壤浸出物培养基（,soil extract-based media,）、,无机盐溶液（,inorganic salt solutions,）、,专一性培养基（,specific media,）（,Table5,）。,植物浸汁（,plant infusions,）,：,植物浸汁用于培养食细菌鞭毛虫（,flagellates,）,和纤毛虫（,ciliates,）。,常用的植物材料有：大米、小麦或大麦粒、干草（,hay,）、,莴苣（,lettuce,）、,谷物叶子。用蒸馏水或无机盐溶液,按,0.1-0.25%(wt/vol),的含量配制。特别要注意，植物材料的量不能过多，否则会促进细菌的过渡生长，而抑制原生动物。对于一些海生原生动物，植物浸汁可用天然或人工海水配制。,土壤浸出物培养基（,soil extract-based media,）,：,取,1,份风干、过筛、,pH7.0,的土壤，加入到,2,份蒸馏水中，,15lb/in,2,灭菌,1h,，,然后放置一周，制备成土壤浸出物储备液。使用时，根据需要用蒸馏水或无机盐溶液稀释到,3-10%,（,vol/vol,），,并添加一定量的谷粒或碳酸钙。,无机盐溶液（,inorganic salt solutions,）,：,无机盐溶液是一个,离子平衡培养基，其离子组成适合于多种原生动物的生长。但是，由于其缺乏有机营养，因此，必须添加一些可食生物或供可食生物生长的有机碳源。无机盐溶液分为天然和人工合成的两种类型，天然的无机盐溶液有淡水、海水、矿泉水等，通过过滤，即可使用；人工合成的无机盐溶液有,Prescotts,和,Jamess solutions.,专一性培养基（,specific media,）,：,为特定目的而设计的培养基，其最终目的是获得原生动物的纯培养。目前，已经获得了许多原生动物的纯培养，如鞭毛虫,Astasia,、,Euglena,、,Chilomonas,，,纤毛虫,Tetrahymana,、,Paramecium,。,所用的培养基为限定培养基或半限定培养基。它们都含有相对较高浓度的可溶性有机碳源，以便使原生动物能够通过渗透方式获取营养物质；除酵母粉（,yeast extract,）,外，通常都是动物材料加工而成的，如肝粉（,powered liver,）、,眎蛋白胨（,proteose,peptone,）、,牛肉膏（,beef extract,）,等。最常用的是眎蛋白胨酵母分培养基（,PPYE,）。,2,）,保藏条件,需要考虑的保藏条件：温度、,pH,、,氧浓度、食物类型和浓度、培养基的类型和浓度、培养容器类型和容量以及接种物的种龄、大小和密度。,