CN113615566A - 浒苔多世代连续培养装置及其培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浒苔多世代连续培养装置及其培养方法，涉及浒苔扩培技术领域。所述浒苔多世代连续培养装置包括光照培养单元、底照培养单元和抽滤单元；其中，所述抽滤单元包括具有滤网的水泵，可以将光照培养单元中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元中；所述浒苔孢子或配子附着于底照培养单元的附着基质上进行生长，得到多世代浒苔。通过本申请上述培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定，以及难以满足科研人员对浒苔孢子体，配子体萌发过程及特定生活史阶段的实验及观测需求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及浒苔扩培技术领域，尤其是涉及一种浒苔多世代连续培养装置及其培养方法。
背景技术
目前对于浒苔藻体的实验室培养多为快速连续的培养箱单一培养，其目的在于实现短时间浒苔生物量的扩增。
然而培养箱单一培养的弊端在于：(一)虽然实现了短期内获得大量浒苔藻体，但难以满足科研人员对浒苔孢子体，配子体萌发过程及特定生活史阶段的实验及观测需求。(二)常见的以藻段进行生物量扩增方式系营养生殖，其活性及存活时间更主要取决于母株的活性状态。此外，以藻段扩增的藻体通常为漂浮状态，活性可能不及由固定的孢子或配子直接生长发育起来的浒苔，最终导致实验室内浒苔样本难以稳定培养，出现白化或死亡的现象，更加重了科研人员的实验负担。
有鉴于此，研究构建一套实验室内获取浒苔生活史各阶段样本的方法，进而使浒苔能够进行稳定多世代培养，以缓解现有科研人员实验室内对浒苔长期模拟观察实验样品不足的问题，为研究浒苔重要生活史过程的变化及其各个生活史阶段对多个典型环境因子变化和胁迫的响应差异提供良好样本，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定，以及难以满足科研人员对浒苔孢子体，配子体萌发过程及特定生活史阶段的实验及观测需求的问题。
本发明的第二目的在于提供一种浒苔的多世代连续培养方法，所述培养方法通过利用上述浒苔多世代连续培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养。
本发明提供的一种浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置包括光照培养单元、底照培养单元和抽滤单元；
所述抽滤单元包括具有滤网的水泵，用于将光照培养单元中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元中；
所述底照培养单元包括附着基质，用于浒苔孢子或配子的附着。
进一步的，所述底照培养单元还包括底照培养箱和底照光源。
进一步的，所述光照培养单元包括光照培养箱和强光源。
进一步的，所述具有滤网的水泵中的滤网为过900～1600目的滤网，优选为过1600目的滤网。
进一步的，所述培养装置还包括给液单元和排液单元；
优选地，所述给液单元包括人工海水瓶，所述给液单元与光照培养单元管道连通；
优选地，所述排液单元包括废液缸，所述排液单元与底照培养单元管道连通。
更进一步的，所述给液单元与光照培养单元的管道上设置有蠕动泵；
优选地，所述排液单元与底照培养单元的管道上设置有蠕动泵。
进一步的，所述培养装置还包括二氧化碳发生器，所述二氧化碳发生器分别与给液单元和光照培养单元管道连通。
本发明提供的一种浒苔的多世代连续培养方法，所述培养方法包括以下步骤：
(a)、选取定生的整株浒苔作为母株置于光照培养单元中进行培养；随后利用抽滤单元将光照培养单元中的含有浒苔孢子或配子的培养液抽滤至底照培养单元中；
(b)、所述步骤(a)抽滤至底照培养单元中的浒苔孢子或配子附着于底照培养单元的附着基质上进行生长，得到浒苔植株；
(c)、将步骤(b)培养得到的浒苔植株从附着基质上分离，随后置于光照培养单元进行培养，得到多世代连续培养的浒苔。
进一步的，所述光照培养单元和/或底照培养单元中培养液的成分包括：硝酸盐0.1203mg/L、氨盐0.043mg/L、磷酸盐0.0135mg/L；
优选地，所述培养液的盐度为27～32‰，优选为30‰。
进一步的，所述步骤(a)光照培养单元的光照强度为100～150μmol/m2s、温度15～22℃；
优选地，所述步骤(a)光照培养单元的光照强度为120μmol/m2s、温度20℃；
优选地，所述步骤(b)底照培养单元的光照强度为70～80μmol/m2s、温度15～22℃；
更优选地，所述步骤(b)底照培养单元的光照强度为72μmol/m2s、温度20℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置包括光照培养单元、底照培养单元和抽滤单元；其中，所述抽滤单元包括具有滤网的水泵，可以将光照培养单元中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元中；所述浒苔孢子或配子附着于底照培养单元的附着基质上进行生长，得到多世代浒苔。通过本申请上述培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定，以及难以满足科研人员对浒苔孢子体，配子体萌发过程及特定生活史阶段的实验及观测需求的问题。
本发明提供的浒苔的多世代连续培养方法，所述培养方法首先选取定生的整株浒苔作为母株置于光照培养单元中进行培养；随后利用抽滤单元将光照培养单元中的含有浒苔孢子或配子的培养液抽滤至底照培养单元中；然后浒苔孢子或配子附着于底照培养单元的附着基质上进行生长，得到浒苔植株；将浒苔植株从附着基质上分离置于光照培养单元进行培养，得到多世代连续培养的浒苔。上述培养方法通过利用本申请浒苔多世代连续培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定和不利于各生活段观察的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的浒苔多世代连续培养装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的包含给排水单元的浒苔多世代连续培养装置结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的孢子和雌雄配子游动至底部平皿上固着的实物图；
图4为本发明实施例1提供的幼苗剥离平皿后挪至光照培养箱中培养的浒苔实物图；
图5为本发明实施例1提供的挪至光照培养箱中培养的浒苔继续培养7～14天的浒苔实物图。
图标：1-光照培养单元；2-底照培养单元；3-抽滤单元；31-滤网；21-附着基质；22-底照培养箱；23-底照光源；11-光照培养箱；12-强光源；4-给液单元；5-排液单元；6-二氧化碳发生器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，一种浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置包括光照培养单元1、底照培养单元2和抽滤单元3；
所述抽滤单元3包括具有滤网31的水泵，用于将光照培养单元1中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元2中；
所述底照培养单元2包括附着基质21，用于浒苔孢子或配子的附着。
本发明提供的浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置包括光照培养单元1、底照培养单元2和抽滤单元3；其中，所述抽滤单元3包括具有滤网31的水泵，可以将光照培养单元1中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元2中；所述浒苔孢子或配子附着于底照培养单元2的附着基质21上进行生长，得到多世代浒苔。通过本申请上述培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定，以及难以满足科研人员对浒苔孢子体，配子体萌发过程及特定生活史阶段的实验及观测需求的问题。
在本发明的一种优选实施方式中，所述底照培养单元2还包括底照培养箱22和底照光源23。
优选地，所述底照培养箱22的顶部用黑色遮光布盖住，底部放置一次性平皿作为附着基质21，仅利用底照光源23进行缸底透光向上光诱导。
在本发明的一种优选实施方式中，所述光照培养单元1包括光照培养箱11和强光源12。
优选地，所述光照培养箱11利用强光源12对浒苔进行强光照射刺激诱导浒苔生殖细胞的产生。
在本发明的一种优选实施方式中，所述具有滤网31的水泵中的滤网31为过900～1600目的滤网31，优选为过1600目的滤网31。
作为一种优选的实施方式，上述具有滤网31的水泵可以保证过滤至底照培养箱22的微观繁殖体基本为浒苔植株放散的孢子及雌雄配子。
在本发明的一种优选实施方式中，所述培养装置还包括给液单元4和排液单元5；
在上述优选实施方式中，所述给液单元4包括人工海水瓶，所述给液单元4与光照培养单元1管道连通；
在上述优选实施方式中，所述排液单元5包括废液缸，所述排液单元5与底照培养单元2管道连通。
作为一种优选的实施方式，上述给液单元4和排液单元5用于光照培养单元1、底照培养单元2的液体输送和排除，通过换水的方法保证在培养过程中浒苔培养环境的稳定。
优选地，所述人工海水瓶中的培养液与光照培养单元1、底照培养单元2中的培养液成分相同。
在上述优选实施方式中，所述给液单元4与光照培养单元1的管道上设置有蠕动泵；
优选地，所述排液单元5与底照培养单元2的管道上设置有蠕动泵。
在本发明的一种优选实施方式中，所述培养装置还包括二氧化碳发生器6，所述二氧化碳发生器6分别与给液单元4和光照培养单元1管道连通。
作为一种优选的实施方式，上述二氧化碳发生器6，可以为浒苔提供更多碳源，有助于浒苔的生长发育。
根据本发明的一个方面，一种浒苔的多世代连续培养方法，所述培养方法包括以下步骤：
(a)、选取定生的整株浒苔作为母株置于光照培养单元1中进行培养；随后利用抽滤单元3将光照培养单元1中的含有浒苔孢子或配子的培养液抽滤至底照培养单元2中；
(b)、所述步骤(a)抽滤至底照培养单元2中的浒苔孢子或配子附着于底照培养单元2的附着基质21上进行生长，得到浒苔植株；
(c)、将步骤(b)培养得到的浒苔植株从附着基质21上分离，随后置于光照培养单元1进行培养，得到多世代连续培养的浒苔。
本发明提供的浒苔的多世代连续培养方法，所述培养方法首先选取定生的整株浒苔作为母株置于光照培养单元1中进行培养；随后利用抽滤单元3将光照培养单元1中的含有浒苔孢子或配子的培养液抽滤至底照培养单元2中；然后浒苔孢子或配子附着于底照培养单元2的附着基质21上进行生长，得到浒苔植株；将浒苔植株从附着基质21上分离置于光照培养单元1进行培养，得到多世代连续培养的浒苔。上述培养方法通过利用本申请浒苔多世代连续培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养，缓解了现有培养箱单一培养浒苔所存在的样本不稳定和不利于各生活段观察的问题。
在本发明的一种优选实施方式中，所述光照培养单元1和/或底照培养单元2中培养液的成分包括：硝酸盐0.1203mg/L、氨盐0.043mg/L、磷酸盐0.0135mg/L；
优选地，所述培养液的盐度为27～32‰，优选为30‰。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)光照培养单元1的光照强度为100～150μmol/m2s、温度15～22℃；
在上述优选实施方式中，所述步骤(a)光照培养单元1的光照强度为120μmol/m2s、温度20℃；作为一种优选的实施方式，上述光照培养单元1，通过强光可诱发浒苔产生孢子或配子，从而实现世代连续性。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(b)底照培养单元2的光照强度为70～80μmol/m2s、温度15～22℃；
在上述优选实施方式中，所述步骤(b)底照培养单元2的光照强度为72μmol/m2s、温度20℃。作为一种优选的实施方式，上述底照培养单元2，利用孢子或配子的趋光性，实现其坐落在底部培养皿上进一步萌发。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1
如图1所示，一种浒苔多世代连续培养装置，所述培养装置包括光照培养单元1、底照培养单元2和抽滤单元3；
所述抽滤单元3包括具有滤网31的水泵，用于将光照培养单元1中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元2中；
所述底照培养单元2包括附着基质21，用于浒苔孢子或配子的附着。
本实施例提供的浒苔多世代连续培养装置主要由光照培养单元1、底照培养单元2和抽滤单元3组成；其中，所述抽滤单元3包括具有滤网31的水泵，可以将光照培养单元1中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元2中；所述浒苔孢子或配子附着于底照培养单元2的附着基质21上进行生长，得到多世代浒苔，进而通过上述培养装置有效实现了浒苔的多世代连续培养。
参见图2，本实施例中，所述底照培养单元2还包括底照培养箱22和底照光源23。所述底照培养箱22的顶部用黑色遮光布盖住，底部放置一次性平皿作为附着基质21，仅利用底照光源23进行缸底透光向上光诱导。
继续参见图2，在本发明的一种优选实施方式中，所述光照培养单元1包括光照培养箱11和强光源12。所述光照培养箱11利用强光源12对浒苔进行强光照射刺激诱导浒苔生殖细胞的产生。
作为一种优选的实施方式，所述具有滤网31的水泵中的滤网31为过900～1600目的滤网31，上述具有滤网31的水泵可以保证过滤至底照培养箱22的微观繁殖体基本为浒苔植株放散的孢子及雌雄配子。
参见图2，在本实施例中，所述培养装置还包括给液单元4和排液单元5；其中，所述给液单元4包括人工海水瓶，所述给液单元4与光照培养单元1管道连通；所述排液单元5包括废液缸，所述排液单元5与底照培养单元2管道连通。
上述给液单元4和排液单元5用于光照培养单元1、底照培养单元2的液体输送和排除，通过换水的方法保证在培养过程中浒苔培养环境的稳定。
优选地，所述人工海水瓶中的培养液与光照培养单元1、底照培养单元2中的培养液成分相同。
在上述优选实施方式中，所述给液单元4与光照培养单元1的管道上设置有蠕动泵；所述排液单元5与底照培养单元2的管道上设置有蠕动泵。
优选地，所述给液单元4与光照培养单元1的管道上的蠕动泵与所述排液单元5与底照培养单元2管道上的蠕动泵为同一蠕动泵。
继续参见图2，所述培养装置还包括二氧化碳发生器6，所述二氧化碳发生器6分别与给液单元4和光照培养单元1管道连通。
注：本实施例中，光照培养箱11、底照培养箱22为600*350*400mm超白玻璃缸；所述光照和二氧化碳系统为Biotron NC Type高端多功能型人工气候箱提供；所述各管路上的水泵为完整蠕动泵系统Ismatec标准速度行星式齿轮驱动数字泵Ismatec ISM946C IP-NLow-Speed Digital Peristaltic Pump；8-Channel。
本实施例的具体工作过程如下：
(一)、根据2008-2020年浒苔绿潮的自然发生过程，选取江苏浅滩区紫菜养殖筏架定生浒苔作为母株进行实验室培养，一般3月份浒苔附着生长于养殖筏架(定生期)，此时较容易获得状态良好，细胞分化能力强的整株浒苔。
(二)、将野外取回的整株浒苔放在光照培养箱11中，使用常用的L1培养液进行培养。利用强光照射刺激生殖细胞的产生。培养条件参照下表1。
利用蠕动泵将光照培养箱11中的水抽滤至底照培养箱22中，抽滤时选用1600目的筛绢，此举保证过滤至底照培养箱22的微观繁殖体基本为浒苔植株放散的孢子及雌雄配子。底照培养箱22培养条件与光照培养箱11相似，仅光照条件不同。
底照培养箱22顶部用黑色遮光布盖住，底部放置一次性平皿，仅缸底透光向上进行光诱导，光强设置为72μmol/m2s根据孢子及雌雄配子的趋光性，孢子和雌雄配子将游动至底部平皿上固着，从固着到长出肉眼可见的植株需要30～60天。此时可以将小植株从平皿剥离并挪至光照培养箱11中培养，如此循环往复。此举保证了新生浒苔是由有性生殖(雌雄配子结合)或单性生殖(单纯由雌配子或雄配子发育)产生，保证了其世代连续性。
参见图3～5，图3为本实施例孢子和雌雄配子游动至底部平皿上固着的实物图；
图4为本实施例幼苗剥离平皿后挪至光照培养箱11中培养的浒苔实物图；由图4可知，此阶段浒苔并未产生明显的气囊结构。
图5为本实施例挪至光照培养箱11中培养的浒苔继续培养7～14天的浒苔实物图；由图5可知，此时浒苔分支较长，且依然可见主枝，后续实验过程中仍然能够区分不同植株，进一步保证世代连续性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述培养装置包括光照培养单元(1)、底照培养单元(2)和抽滤单元(3)；
所述抽滤单元(3)包括具有滤网(31)的水泵，用于将光照培养单元(1)中的浒苔孢子或配子抽滤至底照培养单元(2)中；
所述底照培养单元(2)包括附着基质(21)，用于浒苔孢子或配子的附着。
2.根据权利要求1所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述底照培养单元(2)还包括底照培养箱(22)和底照光源(23)。
3.根据权利要求1所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述光照培养单元(1)包括光照培养箱(11)和强光源(12)。
4.根据权利要求1所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述具有滤网(31)的水泵中的滤网(31)为过900～1600目的滤网(31)，优选为过1600目的滤网(31)。
5.根据权利要求1所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述培养装置还包括给液单元(4)和排液单元(5)；
优选地，所述给液单元(4)包括人工海水瓶，所述给液单元(4)与光照培养单元(1)管道连通；
优选地，所述排液单元(5)包括废液缸，所述排液单元(5)与底照培养单元(2)管道连通。
6.根据权利要求5所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述给液单元(4)与光照培养单元(1)的管道上设置有蠕动泵；
优选地，所述排液单元(5)与底照培养单元(2)的管道上设置有蠕动泵。
7.根据权利要求1所述的浒苔多世代连续培养装置，其特征在于，所述培养装置还包括二氧化碳发生器(6)，所述二氧化碳发生器(6)分别与给液单元(4)和光照培养单元(1)管道连通。
8.一种浒苔的多世代连续培养方法，其特征在于，所述培养方法包括以下步骤：
(a)、选取定生的整株浒苔作为母株置于光照培养单元(1)中进行培养；随后利用抽滤单元(3)将光照培养单元(1)中的含有浒苔孢子或配子的培养液抽滤至底照培养单元(2)中；
(b)、所述步骤(a)抽滤至底照培养单元(2)中的浒苔孢子或配子附着于底照培养单元(2)的附着基质(21)上进行生长，得到浒苔植株；
(c)、将步骤(b)培养得到的浒苔植株从附着基质(21)上分离，随后置于光照培养单元(1)进行培养，得到多世代连续培养的浒苔。
9.根据权利要求8所述的浒苔的多世代连续培养方法，其特征在于，所述光照培养单元(1)和/或底照培养单元(2)中培养液的成分包括：硝酸盐0.1203mg/L、氨盐0.043mg/L、磷酸盐0.0135mg/L；
优选地，所述培养液的盐度为27-32‰，优选为30‰。
10.根据权利要求8所述的浒苔的多世代连续培养方法，其特征在于，所述步骤(a)光照培养单元(1)的光照强度为100～150μmol/m2s、温度15-22℃；
优选地，所述步骤(a)光照培养单元(1)的光照强度为120μmol/m2s、温度20℃；
优选地，所述步骤(b)底照培养单元(2)的光照强度为70-80μmol/m2s、温度15-22℃；
更优选地，所述步骤(b)底照培养单元(2)的光照强度为72μmol/m2s、温度20℃。
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- 2021-09-10 CN CN202111059933.4A patent/CN113615566A/zh active Pending
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