第五節(jié)藻類和原生動物ppt課件

1、第五節(jié)第五節(jié) 藻類和原生動物藻類和原生動物 最初，藻類和原生動物分別被看作是低等植物和低等動物。主要依據(jù)它們的營養(yǎng)方式進行鑒別，藻 類 具 有 葉 綠 體 ， 營 養(yǎng) 方 式 為 光 能 自 養(yǎng)photoautotrophic）；原生動物則依靠吞噬營養(yǎng)phagotrophic或滲透營養(yǎng)osmotrophic）。然而，藻類和原生動物之間的區(qū)別從來就沒有完全弄清楚。過于20多年中，對于單細胞真核生物algae、protozoa、lower fungi的進化和系統(tǒng)學(xué)研究異?；钴S。在這一時期，許多分類學(xué)的界限被打破，建立了新的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。 盡管藻類和原生動物沒有真正的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)盡管藻類和原生動物沒有

2、真正的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和進化關(guān)系，但一些研究者還是將它們稱為系和進化關(guān)系，但一些研究者還是將它們稱為原生生物原生生物protists或或protoctists。而另一些。而另一些研究者提出的分類系統(tǒng)中，雖然對某些定義和研究者提出的分類系統(tǒng)中，雖然對某些定義和界限作了很大的修改，仍保留了原生動物界界限作了很大的修改，仍保留了原生動物界Protozoa），而藻類則分屬于幾個不同的界：），而藻類則分屬于幾個不同的界：植物界植物界Plantae）、）、Chromista和原生動物界和原生動物界Protozoa）。）。 盡管如此，“藻類和“原生動物在功能和生態(tài)學(xué)意義上仍然是非常有用的，分別定義為光能自養(yǎng)原生

3、生物photoautotrophic protists和異養(yǎng)原生生物heterotrophic protists）。 此外, 還要介紹另一群原核生物藍細菌cyanobacteria培養(yǎng)問題。 藻類和原生動物都是水生生物。盡管在陸生環(huán)境中如土壤），也普遍存在藻類和原生動物，地衣則是藻類和真菌的共生體，但是必須有充足的水分，它們才能活動。 藻類和原生動物在水生環(huán)境中的生態(tài)學(xué)重要性正日益被人們所認(rèn)識。如在許多水生環(huán)境中，藻類是主要的初級生產(chǎn)者primary producer），在海洋水體中，占總生物量和初級生產(chǎn)力的80%。藻類還是水體質(zhì)量的重要指示生物bioinducer），用于評估和監(jiān)測水體系統(tǒng)的

4、健康狀況。 另一方面，需要特別關(guān)注的是，當(dāng)藻類密度達到一定值時，足以形成表面浮膜或引起飲用水變味。 水 華 藻 華 ）（algal bloom），尤其是微囊藻屬Microcystis）、顫藻屬Oscillatora以及其他屬的一些產(chǎn)毒素的藍細菌形成的水華，嚴(yán)重影響到水體的質(zhì)量，尤其是飲用水供應(yīng)部門所要面對的一個嚴(yán)重問題。 原生動物在海洋食物鏈中是初級生產(chǎn)者原生動物在海洋食物鏈中是初級生產(chǎn)者的主要消費者；同時又是浮游生物的主要消費者；同時又是浮游生物plankters的重要食物資源。在沙土、的重要食物資源。在沙土、沉積物、有機物污染的水體以及好氧廢沉積物、有機物污染的水體以及好氧廢水處理工藝中，

5、原生動物是微型藻和細水處理工藝中，原生動物是微型藻和細菌的最主要的消費者。它們也是有機物菌的最主要的消費者。它們也是有機物污染和廢水質(zhì)量的指示生物。此外，海污染和廢水質(zhì)量的指示生物。此外，海洋原生動物形成的赤潮洋原生動物形成的赤潮red tides），伴），伴隨著產(chǎn)生環(huán)境毒理生物學(xué)問題。隨著產(chǎn)生環(huán)境毒理生物學(xué)問題。要對上述問題進行深入的研究，必須對有關(guān)的藻類和原生動物進行準(zhǔn)確的鑒定，而鑒定工作常常取決于在實驗室中培養(yǎng)這些生物的能力。獲得藻類和原生動物的純培養(yǎng)是對其進行基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)利用的基礎(chǔ)。 一、一、 分離方法分離方法Isolation Methods） 富集富集enrichmen

6、t）：將一個野外樣品）：將一個野外樣品field sample接種到一個等體積或更大體接種到一個等體積或更大體積的合適培養(yǎng)基中，然后在適宜的條件下進積的合適培養(yǎng)基中，然后在適宜的條件下進行培養(yǎng)。這樣通過在不同培養(yǎng)基中，進行一行培養(yǎng)。這樣通過在不同培養(yǎng)基中，進行一系列不同的平行接種，就可將不同的生物選系列不同的平行接種，就可將不同的生物選擇出來。擇出來。 1固氮藍細菌nitrogen-fixing cyanobacteria的富集：將樣品接種于合適的缺乏氮源的無機鹽培養(yǎng)基mineral medium中，如BG11中不加NaNO3see Table2），就可以選擇出固氮藍細菌nitrogen-fi

7、xing cyanobacteria）； 2食細菌原生動物bacterivorous protozoa的富集：添加蒸煮的大麥、小麥、大米等谷粒，促進細菌的生長，為原生動物提供食物。 3富集并不能保證獲得單一原生生物的培養(yǎng)物，但可以增加目標(biāo)生物的細胞數(shù)量，有助于對其進一步的分離。 稀釋dilution）：從某種原生生物占優(yōu)勢的樣品中分離該生物， 稀釋法是最有效的。用合適的培養(yǎng)基對樣品進行系列稀釋，然后在適宜的條件下進行培養(yǎng)。在最大稀釋度的培養(yǎng)液中生長的生物很可能就是單一原生生物。 但稀釋法并不能保證獲得的培養(yǎng)物是純系的clonal），更不可能獲得一個純菌株axenic strain）。 物理方法

8、physical mathods）：1） 顯微操作法：在解剖顯微鏡下，選擇原生生物的個體單元，用薄壁毛細移液管轉(zhuǎn)移到一個無菌的培養(yǎng)基中，在適宜環(huán)境條件下進行培養(yǎng)。這種方法適合于多種原生生物，特別是那些體積大、移動慢的原生生物的分離。然而這種方法需要技巧和耐心，而且不適于體積微小的原生生物的分離。 通常，進行一次操作，并不一定能獲得一個單一的純培養(yǎng)物，可以對已分離的細胞進行洗滌和二次轉(zhuǎn)移，多次反復(fù)，就能成功地獲得純培養(yǎng)axenic culture）。對于一些體積小、能移動的原生生物，可以利用顯微操作器（micromanipulator和瓊脂孔穴通道分離技術(shù)相結(jié)合進行分離。 2其他物理方法：選擇性

9、過濾selective filtration）、硅酮油平板法silicone oil plating）、密度梯度離心density gradient centrifugation和流式細胞計量術(shù)flow cytometry）。 瓊脂平板法agar plating）：主要用于藻類、阿米巴變形蟲） 和某些鞭毛藻的分離。 二、二、 保藏方法保藏方法Maintenance Mehtods） 1. 藻類藻類(algae) 培養(yǎng)基和保藏方式的選擇取決于藻類分離物培養(yǎng)基和保藏方式的選擇取決于藻類分離物(isolates)的營養(yǎng)需求和當(dāng)?shù)氐目衫玫脑腺Y的營養(yǎng)需求和當(dāng)?shù)氐目衫玫脑腺Y源。源。 1培養(yǎng)基培養(yǎng)基

10、Media） BG11blue-green algalcyanobacterial medium）（）（Table2）：為分離和培養(yǎng)藍細菌）：為分離和培養(yǎng)藍細菌而設(shè)計的培養(yǎng)基，也適合于多種真核微型藻而設(shè)計的培養(yǎng)基，也適合于多種真核微型藻eukaryotic microalgae的培養(yǎng)。的培養(yǎng)。 JMJaworkis medium）（Table3）: 適合于多種淡水和陸生真核藻類的培養(yǎng)。如果在該培養(yǎng)基中添加57g/L NaSiO3.9H2O，也可用于硅藻(diatoms)的保藏。若在該培養(yǎng)基中添加一定量的有機物醋酸鈉和復(fù)雜氮源），就可用于培養(yǎng)混合營養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型藻類。 GUIGuilliard

11、s f/2 medium）: 用于培養(yǎng)多種海水微型藻. 2) 定期傳代(periodic subculturing) 在保藏過程中,需要進行定期的傳代培養(yǎng). 一般按0.5-10%的接種量, 將接種物無菌轉(zhuǎn)移(aseptic transfer)到無菌培養(yǎng)基(sterile medium).3) 保藏條件保藏條件( Maintenance conditions) 最適溫度最適溫度optimal temperature）：絕大多數(shù)）：絕大多數(shù)藻類的菌株可藻類的菌株可 以在以在15-20下保藏；對于一些分離自極端下保藏；對于一些分離自極端環(huán)境環(huán)境extreme environments的菌株，應(yīng)盡的菌

12、株，應(yīng)盡可能地采用與其環(huán)境一致的溫度進行保藏；此可能地采用與其環(huán)境一致的溫度進行保藏；此外，特別要注意保藏溫度不能超過藻類的最高外，特別要注意保藏溫度不能超過藻類的最高溫度溫度temperature maximum）。）。 光照light）：最好采用控溫光照培養(yǎng)箱illuminated incubators）；用冷白熒光管，按照16h-8h的明-暗方式light-dark regime進行照射；來自北向窗子的自然光也是非常合適的。對光照水平也有一定的要求，大多數(shù)藻類的光照水平為50mol光子/m2s左右；而藍細菌的光照水平為25mol光子/m2s。 2. 原生動物原生動物(Protozoa)

13、1培養(yǎng)基培養(yǎng)基culture media） 分 為 四 種 主 要 類 型 ： 植 物 浸 汁分 為 四 種 主 要 類 型 ： 植 物 浸 汁plant infusions）、土壤浸出物培養(yǎng)基）、土壤浸出物培養(yǎng)基soil extract-based media）、無機鹽溶）、無機鹽溶液液inorganic salt solutions）、）、 專一性專一性培養(yǎng)基培養(yǎng)基specific media） （Table5）。）。 植物浸汁plant infusions）：植物浸汁用于培養(yǎng)食細菌鞭毛蟲flagellates和纖毛蟲ciliates）。常用的植物材料有：大米、小麥或大麥粒、干草hay）、

14、萵苣lettuce）、谷物葉子。用蒸餾水或無機鹽溶液, 按0.1-0.25%(wt/vol)的含量配制。特別要注意，植物材料的量不能過多，否則會促進細菌的過渡生長，而抑制原生動物。對于一些海生原生動物，植物浸汁可用天然或人工海水配制。 土壤浸出物培養(yǎng)基soil extract-based media）：取1份風(fēng)干、過篩、pH7.0的土壤，加入到2份蒸餾水中，15lb/in2滅菌1h，然后放置一周，制備成土壤浸出物儲備液。使用時，根據(jù)需要用蒸餾水或無機鹽溶液稀釋到3-10%（vol/vol），并添加一定量的谷?；蛱妓徕}。 無機鹽溶液inorganic salt solutions）：無機鹽溶液是

15、一個 離子平衡培養(yǎng)基，其離子組成適合于多種原生動物的生長。 但是，由于其缺乏有機營養(yǎng)，因此，必須添加一些可食生物或供可食生物生長的有機碳源。無機鹽溶液分為天然和人工合成的兩種類型，天然的無機鹽溶液有淡水、海水、礦泉水等，通過過濾，即可使用；人工合成的無機鹽溶液有Prescotts 和Jamess solutions . 專一性培養(yǎng)基specific media）：為特定目的而設(shè)計的培養(yǎng)基，其最終目的是獲得原生動物的純培養(yǎng)。目前，已經(jīng)獲得了許多原生動物的純培養(yǎng)，如鞭毛蟲Astasia、Euglena、Chilomonas，纖毛蟲Tetrahymana、Paramecium。所用的培養(yǎng)基為限定培養(yǎng)基或半限定培養(yǎng)基。它們都含有相對較高濃度的可溶性有機碳源，以便使原生動物能夠通過滲透方式獲取營養(yǎng)物質(zhì)；除酵母粉