專利名稱：一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法
一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法。
背景技術(shù)：
浮游藻類是指在水中營(yíng)浮游生活的微小藻類，包括藍(lán)藻門(Cyanophyta )、 綠藻門(Chlorophyta)、娃藻門(Bacillariophyta)、金藻門(Chrysophyta)、黃藻門 (Xanthophyta)、甲藻門(Pyrrophyta)、隱藻門(Cryptorhyta)和裸藻門(Euglenophyta)八個(gè)門類的浮游種類。浮游藻類是自然水體中的初級(jí)生產(chǎn)者，其通過(guò)吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽成分，并利用光能驅(qū)動(dòng)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物促進(jìn)自身的生長(zhǎng)繁殖。自然水體中浮游藻類的生長(zhǎng)往往受到來(lái)自光照、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度、水溫、攝食壓力、水體流速等外在因素和來(lái)自種間競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)在因素的共同制約，使浮游藻類存在空間上的分布差異和時(shí)間上的演替差異。由于不同影響因素的交替作用和協(xié)同作用的復(fù)雜性，使得自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)的關(guān)鍵制約因素的判別存在較大難度，甚至?xí)霈F(xiàn)誤判。
水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽是由不同的營(yíng)養(yǎng)元素組成，在功能方面與生物過(guò)程存在密切關(guān)系。傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)元素術(shù)語(yǔ)，幾乎總是專用于硅、磷、氮，這三者也與生物的關(guān)系最為密切。與其它制約因素相比，水體中的理化指標(biāo)(包括水溫、鹽度、pH、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等)相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)資料的獲取也較容易，因此有關(guān)自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)制約因素的研究主要側(cè)重于分析水體理化特征與藻群結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，而有關(guān)光照、攝食壓力、種間競(jìng)爭(zhēng)及水體動(dòng)力學(xué)的影響作用較難獲取數(shù)據(jù)資料，因而研究較少。而且，該方法很難真實(shí)還原自然水體中的理化因子條件，操作過(guò)程復(fù)雜，且增加了培養(yǎng)基制備過(guò)程的開(kāi)支。
目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)的制約因素的研究主要集中在生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，技術(shù)方法為在野外生態(tài)學(xué)調(diào)查和監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)資料積累的基礎(chǔ)上，運(yùn)用不同的生態(tài)統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)浮游藻類的相關(guān)數(shù)據(jù)和環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，根據(jù)分析結(jié)果判定制約浮游藻類群落及不同藻種生長(zhǎng)的關(guān)鍵環(huán)境因子。這種技術(shù)方法的缺點(diǎn)為受制于調(diào)查手段和儀器設(shè)備等的限制，容易在調(diào)查伊始便將無(wú)法獲取卻可能制約藻群生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素 (如光照、攝食壓力、種間競(jìng)爭(zhēng)等)排除在外，僅對(duì)容易收集到的理化因子數(shù)據(jù)和藻群結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，所得到的結(jié)論局限在掌握的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，說(shuō)服力不強(qiáng)。同時(shí)，生態(tài)學(xué)方法驗(yàn)證過(guò)程中干擾因素過(guò)多，無(wú)法有效地采用排除法得到準(zhǔn)確的判別；生態(tài)學(xué)方法驗(yàn)證需要戶外操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，周期長(zhǎng)，有一定的危險(xiǎn)性。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻類的研究較少，一方面由于浮游微藻是自然水體中食物鏈的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，個(gè)體微小，種類繁多，對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的要求很高，而目前從業(yè)人員相對(duì)較少； 另一方面，非優(yōu)勢(shì)藻種在自然水體中數(shù)量不多，對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害，較少受到研究人員的關(guān)注。因此，開(kāi)展此方面的研究，不僅填補(bǔ)了該研究領(lǐng)域的空白，也可對(duì)以往的研究結(jié)論起到輔助驗(yàn)證的作用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法，包括以下步驟1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本；2)將水樣本經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾后，滅菌，作為培養(yǎng)液；3)從浮游藻類樣本中選取實(shí)驗(yàn)藻種，接種到培養(yǎng)液中，進(jìn)行培養(yǎng)；4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)藻種的培養(yǎng)結(jié)果，判斷其是否受營(yíng)養(yǎng)抑制。
所述實(shí)驗(yàn)藻種為在總種群細(xì)胞豐度中所占百分比小于10%的非優(yōu)勢(shì)藻種。
優(yōu)選的，實(shí)驗(yàn)藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長(zhǎng)密度。
實(shí)驗(yàn)藻種經(jīng)培養(yǎng)后，其細(xì)胞密度呈指數(shù)增長(zhǎng)，判斷為不受營(yíng)養(yǎng)抑制；否則，判斷為受營(yíng)養(yǎng)抑制。
優(yōu)選的，步驟2)水樣本用孔徑< O. 45 Mffl的微孔濾膜過(guò)濾。
優(yōu)選的，步驟3)在光學(xué)倒置顯微鏡下選取實(shí)驗(yàn)藻種。
優(yōu)選的，步驟3)在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明方法對(duì)自然水體中常見(jiàn)的非優(yōu)勢(shì)藻種是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的結(jié)果可作出快速準(zhǔn)確的判別，填補(bǔ)了對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻種研究領(lǐng)域的空白。同時(shí)，可輔助驗(yàn)證生態(tài)學(xué)調(diào)查研究的結(jié)果， 減小產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論的可能性。
具體實(shí)施方式
一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法，包括以下步驟1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本；2)將水樣本經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾后，滅菌，作為培養(yǎng)液；3)從浮游藻類樣本中選取實(shí)驗(yàn)藻種，接種到培養(yǎng)液中，進(jìn)行培養(yǎng)；4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)藻種的培養(yǎng)結(jié)果，判斷其是否受營(yíng)養(yǎng)抑制。
所述實(shí)驗(yàn)藻種為在總種群細(xì)胞豐度中所占百分比小于10%的非優(yōu)勢(shì)藻種。
優(yōu)選的，實(shí)驗(yàn)藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長(zhǎng)密度。
實(shí)驗(yàn)藻種經(jīng)培養(yǎng)后，其細(xì)胞密度呈指數(shù)增長(zhǎng)，判斷為不受營(yíng)養(yǎng)抑制；否則，判斷為受營(yíng)養(yǎng)抑制。
優(yōu)選的，步驟2)水樣本用孔徑< O. 45 Mffl的微孔濾膜過(guò)濾。
優(yōu)選的，步驟3)在光學(xué)倒置顯微鏡下選取實(shí)驗(yàn)藻種。
優(yōu)選的，步驟3)在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。
步驟3)的培養(yǎng)時(shí)間根據(jù)藻種的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例II)用采水器從廣州花地河采集表層水樣本I L，并用25號(hào)浮游生物網(wǎng)進(jìn)行拖網(wǎng)采集高密度過(guò)濾藻種；2)將水樣經(jīng)微孔濾膜(直徑50臟，孔徑0.45Mffl)過(guò)濾后，高壓滅菌，作為培養(yǎng)液；3)在NikonTS100光學(xué)倒置顯微鏡下從網(wǎng)采樣本中挑取常見(jiàn)的非優(yōu)勢(shì)藻種二形柵藻 {Scenedesmus OrZfflarpAw1S),接種至盛有10 ml培養(yǎng)液的玻璃試管中，接種密度為10 cells/ ml (參照原自然水體中的密度)；同時(shí)，取另一盛有10 ml培養(yǎng)液的玻璃試管重復(fù)上述操作，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)接種原自然水體中的優(yōu)勢(shì)藻種顆粒直鏈藻gra/wJaia)至試管中,接種密度為100 cells/ml (參照原自然水體中的密度)；兩個(gè)試管樣本同時(shí)置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為恒溫30°C,光照強(qiáng)度2000 lux, 連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間為72小時(shí)。
4)培養(yǎng)結(jié)束，將培養(yǎng)液搖勻，從中取O. 05 ml滴于載玻片上，加蓋蓋玻片后進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)。
結(jié)果顯示單獨(dú)培養(yǎng)的試管中二形柵藻的密度達(dá)到IO4 cells/ml，而與顆粒直鏈藻混合培養(yǎng)的試管中二形柵藻的密度僅為100 cells/ml，顆粒直鏈藻的密度達(dá)到IO5 cells/ ml。這說(shuō)明提供合適的培養(yǎng)條件(如溫度、光照及無(wú)競(jìng)爭(zhēng)和攝食壓力)，二形柵藻在原生存水體的營(yíng)養(yǎng)條件下可出現(xiàn)快速生長(zhǎng)，從而排除了其在原生存水體中受營(yíng)養(yǎng)抑制的可能性。然而，在相同條件下與優(yōu)勢(shì)種混合培養(yǎng)，其生長(zhǎng)非常緩慢，這說(shuō)明二形柵藻在原自然水體中雖然不受營(yíng)養(yǎng)抑制，來(lái)自優(yōu)勢(shì)藻種的種間競(jìng)爭(zhēng)壓力卻可抑制其生長(zhǎng)。
實(shí)施例21)用采水器從廣州花地河采集表層水樣本1L，并用25號(hào)浮游生物網(wǎng)進(jìn)行拖網(wǎng)采集高密度過(guò)濾藻種；2)將水樣經(jīng)微孔濾膜(直徑50臟，孔徑0.45Mffl)過(guò)濾后，高壓滅菌，作為培養(yǎng)液；3)在NikonTS100光學(xué)倒置顯微鏡下從網(wǎng)采樣本中挑取常見(jiàn)的非優(yōu)勢(shì)藻種針桿藻 (.Synedra sp.),接種至盛有10 ml培養(yǎng)液的玻璃試管中,接種密度為I cells/ml (參照原自然水體中的密度);同時(shí)，取另一盛有10 ml培養(yǎng)液的玻璃試管重復(fù)上述操作，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)接種原自然水體中的優(yōu)勢(shì)藻種顆粒直鏈藻gra/wJaia)至試管中,接種密度為100 cells/ml (參照原自然水體中的密度)；兩個(gè)試管樣本同時(shí)置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為恒溫30°C,光照強(qiáng)度2000 lux, 連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間為72小時(shí)。
培養(yǎng)結(jié)束，將培養(yǎng)液搖勻，從中取0. 05 ml滴于載玻片上,加蓋蓋玻片后進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)。
結(jié)果顯示單獨(dú)培養(yǎng)的試管中針桿藻的密度達(dá)到IO3 cells/ml，而與顆粒直鏈藻混合培養(yǎng)的試管中未發(fā)現(xiàn)針桿藻，顆粒直鏈藻的密度達(dá)到IO5 cells/ml，這說(shuō)明提供合適的培養(yǎng)條件(如溫度、光照及無(wú)競(jìng)爭(zhēng)和攝食壓力)，針桿藻在原生存水體的營(yíng)養(yǎng)條件下可出現(xiàn)快速生長(zhǎng)，從而排除了其在原生存水體中受營(yíng)養(yǎng)抑制的可能性。然而，在相同條件下與優(yōu)勢(shì)種混合培養(yǎng)，其出現(xiàn)消亡，這說(shuō)明針桿藻在原自然水體中雖然不受營(yíng)養(yǎng)抑制，來(lái)自優(yōu)勢(shì)藻種的競(jìng)爭(zhēng)壓力卻可抑制其生長(zhǎng)。
由于自然水體中浮游藻類物種繁多，案例實(shí)施水體為廣州花地河，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，在已開(kāi)展的試驗(yàn)過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)廣州花地河水體營(yíng)養(yǎng)抑制的浮游藻種。發(fā)明人認(rèn)為，在寡營(yíng)養(yǎng)的自然水體中較容易發(fā)現(xiàn)受營(yíng)養(yǎng)抑制的浮游藻類。
本發(fā)明提供了一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法，特別是針對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻種的研究，填補(bǔ)了對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻種研究領(lǐng)域的空白。本發(fā)明通過(guò)直接采用實(shí)驗(yàn)藻種生存的水體進(jìn)行驗(yàn)證，相對(duì)于傳統(tǒng)的水體理化特征研究和生態(tài)學(xué)調(diào)查研究方法，本發(fā)明更簡(jiǎn)單、直接、準(zhǔn)確，說(shuō)服力更強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法，包括以下步驟 1)從自然水體中采集水樣本和浮游藻類樣本； 2)將水樣本經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾后，滅菌，作為培養(yǎng)液； 3)從浮游藻類樣本中選取實(shí)驗(yàn)藻種，接種到培養(yǎng)液中，進(jìn)行培養(yǎng)； 4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)藻種的培養(yǎng)結(jié)果，判斷其是否受營(yíng)養(yǎng)抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)藻種為在總種群細(xì)胞豐度中所占百分比小于10%的非優(yōu)勢(shì)藻種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于實(shí)驗(yàn)藻種的接種密度參照該藻種在自然水體中的生長(zhǎng)密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于實(shí)驗(yàn)藻種經(jīng)培養(yǎng)后，其細(xì)胞密度呈指數(shù)增長(zhǎng)，判斷為不受營(yíng)養(yǎng)抑制；否則，判斷為受營(yíng)養(yǎng)抑制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟2)水樣本用孔徑<0. 45 Mm的微孔濾膜過(guò)濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)在光學(xué)倒置顯微鏡下選取實(shí)驗(yàn)藻種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種判別自然水體中浮游藻類生長(zhǎng)是否受營(yíng)養(yǎng)抑制的方法，直接采用實(shí)驗(yàn)藻種生存的水體，經(jīng)過(guò)濾、滅菌處理后，作為培養(yǎng)液，通過(guò)實(shí)驗(yàn)藻種的培養(yǎng)結(jié)果來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。相對(duì)于傳統(tǒng)的水體理化特征研究和生態(tài)學(xué)調(diào)查研究方法，本發(fā)明更簡(jiǎn)單、直接、準(zhǔn)確，說(shuō)服力更強(qiáng)。特別是針對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻種的研究，填補(bǔ)了對(duì)非優(yōu)勢(shì)藻種研究領(lǐng)域的空白。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK102978275SQ20121045591
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者王超 申請(qǐng)人:中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所