光生物反應(yīng)器在條斑紫菜自由絲狀體培養(yǎng)及無貝殼育苗中應(yīng)用研究.pdf

1、紫菜是一種世界性分布廣泛的大型經(jīng)濟海藻。在2003年世界糧食水產(chǎn)組織報告(FAO)中顯示，海藻年產(chǎn)值達4210.9億美元，其中紫菜產(chǎn)值達1183.2億美元，占海藻養(yǎng)殖總額的28.2％。目前紫菜栽培業(yè)保持著良好的發(fā)展勢頭，人工育苗面積不斷擴大。目前為止，紫菜育苗技術(shù)仍沿用20世紀60-70年代建立起來的貝殼絲狀體育苗方法，曾為紫菜產(chǎn)業(yè)建立和發(fā)展做出了重大貢獻。由于該傳統(tǒng)育苗方法育苗周期長(需5-6個月)，且每年需要大量文蛤貝殼。為了解決這

2、一問題和提高紫菜育苗效率，本論文試以條斑紫菜自由絲狀體為材料，主要對條斑紫菜自由絲狀體的培養(yǎng)基優(yōu)化、反應(yīng)器內(nèi)大規(guī)模培養(yǎng)、誘導形成殼孢子囊枝，以及自由殼孢子囊枝育苗等方面進行了較為系統(tǒng)研究，以期望這一技術(shù)將可以應(yīng)用生產(chǎn)上。 本文首先對兩種最常用的大型海藻培養(yǎng)基PES和VSE進行了優(yōu)化，以期望獲得條斑紫菜自由絲狀體最佳培養(yǎng)效果。根據(jù)正交實驗結(jié)果，優(yōu)化配方為：NaN03 34mg.L<'-1>、Na<,2>HPO<,4>·12H<,2

3、>O13.43mg.L<'-1>、Na<,2>EDTAl.86mg.L<'-1>、FeSO<,4>·7H<,2>O 0.417mg.L<'-1>、VB<'1>0.28mg.L<'-1>。實驗結(jié)果表明，與VSE和PES培養(yǎng)基相比，優(yōu)化配方培養(yǎng)10d后的自由絲狀體生物量是對照組的1.195-1.249倍，藻體比生長常數(shù)是對照組的1.089～1.118倍，藻體增重比倍高達7.1(p<0.05)。在進一步的放大實驗中發(fā)現(xiàn)放大培養(yǎng)中該配方的優(yōu)化效

4、果更加顯著，與VSE培養(yǎng)基相比，藻體生物量是對照培養(yǎng)的1.319倍、比生長常數(shù)則由對照培養(yǎng)的0.186提高到0.213(p<0.01)。 其次，應(yīng)用自行設(shè)計的光生物反應(yīng)器(體積20～100L)進行大規(guī)模培養(yǎng)絲狀體試驗。主要研究了條斑紫菜自由絲狀體的接種密度、光照強度和三種營養(yǎng)鹽的添加方式對自由絲狀體培養(yǎng)效果的影響。實驗結(jié)果表明：(1)0.1g.L<'-1>、0.5 g.L<'-1>、1.0 g.L<'-1>等3種不同密度下的比生

5、長常數(shù)可分別達到0.147，0.182，0.131d<'-1>(P<0.01)，增重比倍則分別為3.370，5.164，和2.715(P<0.01)，可見0.5g/L是最適合自由絲狀體培養(yǎng)的密度。(2)在前4天內(nèi)，光強為40μEmol.m<'-2>.s<'-1>組藻體生長較快，第4天干重達到1.522 g.L<'-1>(P<0.01)，顯著高于其它兩個密度。第4天后，80μEmol/m<'2>.s<'-1>光強組呈現(xiàn)較快的增長趨勢，第1

6、0天藻體干重達到3.118g.L<'-1>，比生長常數(shù)達到0.183 d<'-1>。(3)培養(yǎng)結(jié)束后，三種培養(yǎng)方式(批次培養(yǎng)Batch、補料培養(yǎng)Fed-batch、灌注培養(yǎng)Perfusion)的葉綠素濃度分別為1.018mg.L<'-1>，1.41mg.L<'-1>和2.74：mg.L<'-1>(P<0.01)。比生長常數(shù)依次為0.121，0.198和0.213 d<'-1>(P<0.01)。結(jié)果表明，Perfusion培養(yǎng)方式能夠顯著

7、提高條斑紫菜自由絲狀體的生長，是三種培養(yǎng)方式中最有效的一種。 第三，應(yīng)用自由殼孢子囊枝發(fā)育調(diào)控技術(shù)對條斑紫菜自由殼孢子囊枝育苗技術(shù)進行了研究。在25℃，57μmol m<'-2>.s<'-1>和8L：16D光周期條件下，對自由殼孢子囊枝絲狀體進行培養(yǎng)和調(diào)控，經(jīng)過40天左右時間，絲狀體完全發(fā)育為自由殼孢子囊枝，形成的自由殼孢子囊枝可在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)1-2周成熟，并大量放散殼孢子。在40L反應(yīng)器內(nèi)設(shè)定1×10<'6>，2×10<

8、'6>，5×10<'6>，1×10<'7>，2×10<'7>，5×10<'7>個等6個不同孢子密度進行試驗。結(jié)果表明要使一張網(wǎng)簾的孢子附著密度達到生產(chǎn)需求，殼孢子密度至少要達到41.67個/mL,即總量最少需達到1.67×10<'6>個。而隨著孢子總量的增大，附網(wǎng)時間會逐漸減短，當孢子密度達到416.7個/mL，孢子數(shù)量達到1.67×10<'7>個時，達到附網(wǎng)密度的時間僅為15分鐘。孢子的萌發(fā)時間為10分鐘。2005年11月2號-9號7

9、天時間內(nèi)，利用自由殼孢子囊枝育苗法共育苗30張網(wǎng)簾，共用藻體0.158g(干重)，育苗期間按每天放散的高峰值計算，這些藻體共釋放孢子數(shù)1.1×10<'8>個，30張網(wǎng)要達到密度需3×10<'7>～6×10<'7>個孢子，因此孢子利用率為27.0％～54.1％。2006年10月7號-15號在江蘇省南通市如東大有海苔食品有限公司利用自由殼孢子囊枝放散殼孢子育苗28張網(wǎng)。苗網(wǎng)在江蘇呂四海區(qū)進行養(yǎng)殖，40天后紫菜葉狀體長度達到3～4cm，密度為