第二章微藻的培养(1)

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• 繁殖方式:细胞分裂产生动孢子,有性生殖为同配
• 适宜培养条件
–20~28℃,pH中性微碱性;光照1500lux
• 应用:获取虾青素
雨生红球藻
8、微绿球藻 (眼点拟微球藻)
• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,四胞藻目,胶球藻科
• 形态:球形,2~4um,色素体一个,淡绿色,淀粉核1~3个,细 胞壁极薄

浸没在水池中冷却的蛇形管式光生物反应器 在法国建造了管径6.4cm,面积100m2,的管 式光生物反应器。反应器的管道材料是聚乙 烯塑料,此管式反应器是由5个面积为20m2 的相同单元组成,反应器的集光管放在水池 中,可以根据需要对藻液进行冷却。

双层排列管式光生物反应器

阳光首先照射到上层集光管,从上层集光管缝隙之 间偏过的直射光再由下层集光管吸收,在两层集光 管的底部放上白色聚乙烯薄膜,未被吸收的光线落 到底部,经其反射后再次由上面两层集光管吸收。 该反应器每层集光管由15根8m长的有机玻璃管道组 成,管道之间由U形玻璃弯管连接。管道内径 2.6cm ,外径3cm,管路总长245m,反应器的总装液 体积为145L,总占地面积7.8m2。培养钝顶螺旋藻时 白天的光能利用率达到7.95%.
中肋骨条藻、舟形藻
• 金藻门:等鞭金藻3011、湛江等鞭金藻、巴夫藻
• 蓝藻门:螺旋藻
• 黄藻门 异胶藻
1、螺旋藻
• 分类:蓝藻门,蓝藻纲,藻殖段目,颤藻科,螺旋藻属
• 形态:藻体螺旋状,蓝绿色,无色素体和细胞核,顶端细 胞钝圆
• 繁殖方式:二分裂、藻丝断裂或形成藻殖段
• 适宜培养条件 (高温、高碱、强光)
4、微藻的应用情况
A
B C D E F G
作为食品及食品的添加剂
饵料或饲料添加剂 提取活性物质(DHA、EPA、类胡萝卜素等) 水处理 生物学研究 水产养殖上生态防病 生产新能源 Biofuel
微藻在海水养殖中的作用
第二节、主要培养种类及其生物学
• 绿藻门:小球藻、扁藻、微绿球藻、雨生红球藻 • 硅藻门:三角褐指藻、小新月菱形藻、牟氏角毛藻、
第二章
微藻的培养
本章内容
第一节、概述 第二节、主要培养种类及其生物学 第三节、微藻的培养方式及培养设施 第四节、微藻培养的工艺流程 第五节、微藻在一次培养中的生长特性
第六节、影响微藻生长的因子
第七节、微藻的培养液配方
第八节、藻种的分离和保存
第九节、敌害生物的防治 第十节、微藻培养的实例
第十一节、微藻培养的新进展与展望 •
开放式培养
单胞藻的敞池增殖
单胞藻的敞池增殖
封闭式培养
• 指单胞藻在一相对封闭的体系中培养,主要用于藻 种保藏,也用于生产性培养中藻种级培养,也有在 工厂化生产中应用。培养体系一般在100L以下
• 光生物反应器:管道式、平板式、光纤、发酵罐等
• 共同特点:具有大的表面积与体积比,有效的光源 系统,光能传递到微藻的光程短,具有有效的混合 循环系统
• 应用:获取蛋白质,双壳贝类育苗
7、雨生红球藻
• 分类:绿藻门,绿藻纲,团藻目,红球藻科,红球藻属
• 形态:细胞广椭圆形到卵形,细胞壁和原生质体间有一定 间距,具许多分枝或不分枝的细胞质连丝相连。原生质体 卵形,前端具乳头状突起,并具1个叉状的胶质管穿过细胞 壁,有2条鞭毛通过其伸出细胞壁。环境不良时,发育成厚 壁孢子,因血红素积累,而呈红色。
• 繁殖方式:二分裂繁殖
• 适宜培养条件
– 温度25~30 ℃ – 盐度: 4~36
– 最适光强10000lx
– 最适pH 7.5~8.5
• 应用:贝类育苗,河蟹幼体及动物性

生物饵料,水色及水质的调控
9、三角褐指藻
• 分类地位:硅藻门,羽纹纲,褐指藻目,褐指藻科,褐 指藻属 • 形态:卵形、梭形或三出放射形,随环境条件而变 • 繁殖方式:平行分裂,藻体不会缩小 • 适宜培养条件 –温度10~15 ℃
群体中的各细胞以其长轴互相平行,排列在一个平面上,互 相平齐或交错,也有排成上、下两列或多列。
• 繁殖方式:似亲孢子
• 适宜培养条件 –温度:适应性强
–盐度:淡水,10以下
–最适pH 6.5 • 应用:培养动物性生物饵料 水色及水质的调控
5、扁

• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,团藻目,盐藻科,盐藻属
• 应用:甲壳类、贝类及棘皮动物的幼体饵料
11、牟氏角毛藻
• 分类地位:硅藻门,中心纲,盒形藻目,角毛藻科,角毛藻属
• 形态:单细胞或2~3细胞组成的群体,壳面椭圆或圆形,壳环 面长方形,四角长有细而长的角毛
• 繁殖方式:二分裂繁殖,可形成休眠孢子或增大孢子
• 适宜培养条件
–最适温度 25~35 ℃ –盐度: 10~15 –光强:10000~15000 lx –最适pH: 8.0~8.9 • 应用:斑节对虾、其他对虾 蚤状幼体、泥蚶育苗
开放式培养
• 指藻液直接与外界空气相通的一种培养方式,如敞
开式大池培养,是生产性培养的主要方式
• 优点:建池简单,投资少,可利用光温适宜但不
宜种植传统农作物的地区或产量低的荒漠、盐碱
沙地等。生产操作简单。
• 缺点:CO2供应不足,温度不易控制,水分蒸发严
重,光能利用率低,占地广大。易污染,生产不
稳定,产量和质量难以保证。
第一节 概述
1、人类培养微藻的历史
2、我国微藻的培养历史
3、微藻利用的优势和劣势
4、微藻的应用情况
1、人类培养微藻的历史
• 19世纪末,开始培养栅藻和小球藻,用于植物生理 学研究
• 20世纪初,开始培养单细胞硅藻用于水产无脊椎动 物的饵料 • 二次大战后,因缺粮,小球藻开始作为粮食和饲料 的替代品进行培养研究 • 20世纪七八十年代,大量单细胞藻类作为水产动物 饵料而进行培养,并取得了较大的突破
12、中肋骨条藻
• 分类地位:硅藻门,中心纲,圆筛藻目,骨条藻科, 骨条藻属 • 形态:透镜或圆柱性,周缘有细长的刺,与其他细胞 的刺连接成长链 • 繁殖方式:一般为二分裂繁殖 • 适宜培养条件
–温度:20~30 ℃
–光强:5000 lx
盐度:Fra Baidu bibliotek5~30
最适pH 7.5~8.5
• 应用:斑节对虾、河蟹育苗

长度
约100m
• 内径2.6cm管道反应器总循环一周最理想时间 约6min,流速0.3m/s

搅动混合装置 循环系统的设计和动力条件:螺旋桨、气升系统
水平放置地面的蛇形管式光生物反应器

管道平行排列水平放置于地面,平行排列的管道之间 用U形聚氯乙烯塑料弯头连接,管路的两端连接到距 地面3米的贮罐中,贮罐体积为350L。藻液循环采取 间歇方式进行,藻液由泵抽送到贮罐中,每4min通过 虹吸作用藻液从贮罐中向管道内快速排放流动一回, 形成0.2—0.3m/s的平均流速。 存在着较严重的混合不匀的问题和溶氧脱气问题。在 晴天的阳光下,只需几分钟溶氧DO饱和度就会达到 300%以上。
13、等鞭金藻3011
• 分类地位:金藻门,普林藻纲,等鞭藻目,等鞭藻科,等
鞭藻属
• 形态:无细胞壁,形态多变,多呈椭圆形,前端有两等长 的鞭毛,活动细胞4.4~7.1um × 2.7~4.4um × 2.4~3um
• 繁殖方式:通常二分裂繁殖,也可形成内生孢子
• 适宜培养条件
–最适温度20~30 ℃
1)优势 3、开展微藻培养的优势及劣势 • 整个生物体都可被利用,没有废弃物 • 营养丰富,富含蛋白,维生素和多不饱和脂肪酸 • 相比农作物,单位时间单位面积的产量高
• 生长周期短,繁殖快,适宜条件下指数增长
• 可利用海水培养,是开发海洋的有效途径 • 可进行自动化生产
2)劣势
• 藻细胞的采收,耗能 • 培养条件相对高
• 优点:光能利用率高,可高效灭菌,污染少,易于 监测和控制。
• 缺点:夏季温度高(可超出生长适温10-15℃), 过量氧气难以排除。 • 解决方法:遮荫、管道叠放、表面喷水、培养耐高 温品系;加快流速,充氮气,培养抗氧饱和品系
封闭式培养
管道式光生物反应器

管径 2.6~3cm
• 有效地吸收光能,生物量最高,采收成本低, DO不易释放,CO2储存能力强,培养时温度易 散发,循环培养时水流模式适宜
2、我国的微藻的培养历史
• 最早报道在1942年(朱树屏) • 1957年后,开始单细胞藻类的分离、筛选和培养研 究 • 1966年后,单细胞藻类正式作为水产动物的饵料在 马氏珠母贝的人工育苗中应用,开始了单胞藻的实 际生产和应用时期 • 目前,我国已培养并有应用的单胞藻有30多种
3、微藻利用的优势和劣势
6、莱茵衣藻
• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,团藻目,衣藻科,衣藻属
• 形态:单细胞,前端中央处有2条等长鞭毛。一般为卵圆形 或椭圆形,细胞壁平滑,具1个大的色素体和1个大蛋白核。
• 繁殖方式:细胞分裂产生2-16个动孢子,有性生殖
• 适宜培养条件
–淡水,环境适应性强 –抗低温 –过强光照有不利影响 –能进行异养生长
–光强5000~11000 lx
–最适pH 7.5~8.5 应用:贝类及棘皮动物的育苗
15、绿色巴夫藻
• 分类地位:金藻门,普林藻纲,巴夫藻目,巴夫藻 科,巴夫藻属 • 形态:无细胞壁,圆形或椭圆形,有两不等的鞭毛, 无眼点,有微弱趋光性,大小6 × 4.8 × 4um
• 繁殖方式:二分裂
• 培养生态: –最适盐度:10-40 –最适温度:15-30℃ –最适光强:4000-10000lx
–盐度: 25~32
– 光强:3000~5000 lx – 最适pH: 7.5~8.5
• 应用:甲壳类、贝类及棘皮动物的幼体饵料
10、小新月菱形藻
• 分类地位:硅藻门,羽纹纲,双菱形目,菱形藻科,菱 形藻属 • 形态:直或月牙形的纺锤形,12~23um×2~3um • 繁殖方式:纵分裂 • 适宜培养条件 – 温度:15~20 ℃ – 盐度:25~32 – 光强:3000~8000 lx – 最适pH: 7.5~8.5
–光强7000~9000 lx
盐度10~30
最适pH 7.5~8.5
• 应用:贝类及棘皮动物的育苗
14、湛江等鞭金藻
• 分类地位:金藻门,普林藻纲,等鞭藻目,等鞭藻科,等
鞭藻属
• 形态:卵形或球性,两等长顶生鞭毛,6~7um × 5~6um • 繁殖方式:二分裂 • 适宜培养条件 –温度25~32 ℃ 盐度22.7~35.8
• 应用:甲壳类和贝类的育苗
第三节 微藻的培养方式与设施
一、培养方式
二、培养设施
一、培养方式
1、按培养纯度分 2、按培养密闭程度分 3、按采收方式分
4、按培养规模分
• 纯培养:即无菌培养。要求最为严格,生产性培养
中很难做到
• 单种培养:指可有细菌存在但只有一种藻类的培养。 一般室内水泥池培养多为单种培养 • 混合培养:也称多种培养,是指一培养体系中存在两 种或两种以上的微藻细胞同时生长 室外土池施肥 培养单细胞藻类是一典型的混合培养
• 繁殖方式:二分裂繁殖,环境不良时行有性生殖 • 适宜培养条件 – 温度20~35 ℃ – 盐度:60~70 – 最适光强:4000-90000 lx – 最适pH 7.0~8.5 • 应用:提取胡萝卜素和甘油
4、栅

• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,绿球藻目,栅藻科,栅藻属
• 形态:由4-8个细胞(2、16-32个)细胞组成的真性定形群体,
–最适温度30~37 ℃ –盐度可驯化 –光强30000~35000 lx –最适pH 8.5~10.5
• 应用:观赏鱼配合饵料、贝类和甲壳类育苗
2、小球藻
Chlorella spp
• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,绿球藻目,卵孢藻科,小球藻属 • 形态:球形或广椭圆形,有杯状或边缘生板状色素体,3~5um • 繁殖方式:无性繁殖以似亲孢子的方式进行
• 适宜培养条件
–温度10~35℃ –盐度:可驯化 –最适光强:3000-10000lx –最适pH 6~7 • 应用:培养动物性生物饵料 水色及水质的调控
3、盐

• 分类地位:绿藻门,绿藻纲,团藻目,盐藻科,盐藻属
• 形态:单细胞,前端凹陷处有2条等长鞭毛。一般为卵圆形 或椭圆形,无细胞壁,运动时体形可产生变化。
• 形态:单细胞,前端凹陷处有2条等长鞭毛。一般为卵圆形 或椭圆形,无细胞壁,运动时体形可产生变化。
• 繁殖方式:二分裂繁殖,环境不良时行有性生殖 • 适宜培养条件 – 温度20~28℃ – 盐度:30~40 – 最适光强:5000-10000lux – 最适pH 7.5~8.5 • 应用:贝类、虾蟹类育苗
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