无菌与自然带菌小球藻的生长特点及砷富集比较研究
在实验室条件下，通过测定OD680和细胞计数对比自然带菌与无菌条件的生长情况；在8mg?L-1的As（Ⅴ）处理下，比较自然带菌与无菌小球藻的生长和对砷的富集量。结果表明，相比于自然带菌的小球藻的藻细胞生长速度，无菌的小球藻生长速度较为迟缓，自然带菌的小球藻数量增加速度更快，因此自然带菌条件可以促进蛋白核小球藻的生长。在8 mg?L-1As（V）处理下, 自然带菌条件同样有利于蛋白核小球藻的生长，且自然带菌条件下更有利于蛋白核小球藻对砷的富集。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1藻种及培养条件 2
1.2无菌小球藻的制备 3
1.3无菌与自然带菌蛋白核小球藻的生长实验 3
1.4无菌与自然带菌蛋白核小球藻对砷的富集 4
1.5藻体总砷的测定 4
1.6数据处理 4
2 结果与分析 4
2.1 无菌与自然带菌蛋白核小球藻的生长实验 4
2.2 无菌与自然带菌蛋白核小球藻砷的生长 6
2.3 无菌与自然带菌蛋白核小球藻砷的富集 8
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
无菌与自然带菌小球藻的生长特点及砷富集比较研究
引言
砷广泛存在于自然界的土壤、沉积物、水体、大气层，甚至存在于生物体中，其毒性极强，且无色无味[1]。环境中的砷污染对水生生态系统的稳定与平衡造成极大的威胁[2]，同时也威胁到人类的健康，是一种对人类机体极为有害的重金属元素，国家食品卫生标准要求严格控制其含量[3]。就我国而言，据统计至少有300万人口生活在砷污染地区，且超过3万名病患已被证实为砷中毒。其中，由饮用水引起的典型砷中毒病区有：台湾嘉南、新疆省奎屯市、内蒙古省河套市及山西省大同市等[4]。2008年10月，广西河池地区发生的一起受害者多达450人的砷中毒事件，据了解正是由于饮用水受砷污染而造成的。
因此，砷污染问题的治理已迫在眉睫，而如何处理砷污染也是当下需要考虑的重点问题。研究表明，微藻细胞 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
的表面积大，具有净化污染水体的潜力[57]，对重金属污染物的吸附、吸收均有较为明显的效果。藻类作为水体环境中的重要组成部分，能够吸附水体的重金属并对其迁移和转化产生重要影响。Dijkman等[8]用藻类吸附剂，发现小球藻等藻类对Pb、Cu等重金属离子有较强的去除效果，并且此吸附剂在低pH下可将金属解吸回收，Virender等[9]发现其对砷的吸收也有着明显作用。而蛋白核小球藻作为自然环境中生长较快、较易得的小球藻类[10]，被此次砷富集实验选为试验材料进行研究。
小球藻(Chlorella sp.)是养殖池中一种极为重要的浮游植物，其有分布广、适应力强等生长特点。种类繁多，属于普生性单细胞绿藻[1114]，可以适应不同的生长环境，在人工培养基中也可以良好生存；不仅可以利用光能自养，还能异养培养。小球藻内含多种成分都极为有用，在特定条件下，小球藻的代谢途径改变后，它的产物积累也不尽相同。长期以来，小球藻不仅在生物学研究中担任优良的实验材料，更是开发利用中极为有用的对象。
小球藻与细菌可以长期共存于水体当中，两者关系错综复杂，既有互利共生，又有相互拮抗的作用[1516]。能够形成共生系统的细菌和微藻一般是互补的，在代谢功能方面，主要表现为释放以及利用氧气和营养物质[1719]。在有光照条件下，微藻可以利用光合作用来吸收二氧化碳并释放氧气。与此同时，细菌和微藻吸收氧气并放出二氧化碳以完成呼吸作用[20]。以前该领域中多对微藻和细菌（共存或污染）的混和体进行研究，不能准确研究藻菌之间的相互作用[2122]。而以无菌藻为材料进行的藻菌相互作用研究，能够排除其他微生物的干扰，真实的反映藻类细胞与自然细菌，特别是与藻类密切相关的细菌及其群落的相互关系。因此，获得无菌微藻是研究藻菌间关系的关键之处。
本实验以蛋白核小球藻为试验材料，首先对蛋白核小球藻进行无菌化处理，获得无菌的蛋白核小球藻。其次通过测定藻体在自然带菌与无菌生长条件下的OD680值和细胞计数观察，比较细菌对蛋白核小球藻生长的影响。最后，在8 mg?L1的砷酸盐（As(V)）处理下，比较在自然带菌与无菌生长条件下，蛋白核小球藻的生长以及对砷的富集效果，揭示细菌对蛋白核小球藻的生长和富集砷的影响。研究结果为微藻无菌体系的建立、菌藻共生关系的研究均提供基础资料和参考依据，并且对于治理水体砷污染、降低砷对生态环境和人体健康的风险具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1藻种及培养条件
蛋白核小球藻FACHB5(Chlorella pyrenoidosa）于中科院武汉水生生物研究所的国家淡水藻种库购进，藻种生长培养液为实验室制备BG11培养液（表1、表2），pH值为7.1。
小球藻的培养条件为：温度（30±1）℃，光照强度为3500~4000lux，光照明暗比12 h:12h。培养期间每天定时摇匀3次。
表1 BG11培养基组分
Table 1 Chemical composition of BG11
成分
Component
浓度
Concentration (gL1)
成分
Component
浓度
Concentration (mLL1)
Na2CO3
0.02
A5
1
NaNO3
1.50
Citric acid
0.006
K2HPO4
0.04
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1藻种及培养条件 2
1.2无菌小球藻的制备 3
1.3无菌与自然带菌蛋白核小球藻的生长实验 3
1.4无菌与自然带菌蛋白核小球藻对砷的富集 4
1.5藻体总砷的测定 4
1.6数据处理 4
2 结果与分析 4
2.1 无菌与自然带菌蛋白核小球藻的生长实验 4
2.2 无菌与自然带菌蛋白核小球藻砷的生长 6
2.3 无菌与自然带菌蛋白核小球藻砷的富集 8
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
无菌与自然带菌小球藻的生长特点及砷富集比较研究
引言
砷广泛存在于自然界的土壤、沉积物、水体、大气层，甚至存在于生物体中，其毒性极强，且无色无味[1]。环境中的砷污染对水生生态系统的稳定与平衡造成极大的威胁[2]，同时也威胁到人类的健康，是一种对人类机体极为有害的重金属元素，国家食品卫生标准要求严格控制其含量[3]。就我国而言，据统计至少有300万人口生活在砷污染地区，且超过3万名病患已被证实为砷中毒。其中，由饮用水引起的典型砷中毒病区有：台湾嘉南、新疆省奎屯市、内蒙古省河套市及山西省大同市等[4]。2008年10月，广西河池地区发生的一起受害者多达450人的砷中毒事件，据了解正是由于饮用水受砷污染而造成的。
因此，砷污染问题的治理已迫在眉睫，而如何处理砷污染也是当下需要考虑的重点问题。研究表明，微藻细胞 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
的表面积大，具有净化污染水体的潜力[57]，对重金属污染物的吸附、吸收均有较为明显的效果。藻类作为水体环境中的重要组成部分，能够吸附水体的重金属并对其迁移和转化产生重要影响。Dijkman等[8]用藻类吸附剂，发现小球藻等藻类对Pb、Cu等重金属离子有较强的去除效果，并且此吸附剂在低pH下可将金属解吸回收，Virender等[9]发现其对砷的吸收也有着明显作用。而蛋白核小球藻作为自然环境中生长较快、较易得的小球藻类[10]，被此次砷富集实验选为试验材料进行研究。
小球藻(Chlorella sp.)是养殖池中一种极为重要的浮游植物，其有分布广、适应力强等生长特点。种类繁多，属于普生性单细胞绿藻[1114]，可以适应不同的生长环境，在人工培养基中也可以良好生存；不仅可以利用光能自养，还能异养培养。小球藻内含多种成分都极为有用，在特定条件下，小球藻的代谢途径改变后，它的产物积累也不尽相同。长期以来，小球藻不仅在生物学研究中担任优良的实验材料，更是开发利用中极为有用的对象。
小球藻与细菌可以长期共存于水体当中，两者关系错综复杂，既有互利共生，又有相互拮抗的作用[1516]。能够形成共生系统的细菌和微藻一般是互补的，在代谢功能方面，主要表现为释放以及利用氧气和营养物质[1719]。在有光照条件下，微藻可以利用光合作用来吸收二氧化碳并释放氧气。与此同时，细菌和微藻吸收氧气并放出二氧化碳以完成呼吸作用[20]。以前该领域中多对微藻和细菌（共存或污染）的混和体进行研究，不能准确研究藻菌之间的相互作用[2122]。而以无菌藻为材料进行的藻菌相互作用研究，能够排除其他微生物的干扰，真实的反映藻类细胞与自然细菌，特别是与藻类密切相关的细菌及其群落的相互关系。因此，获得无菌微藻是研究藻菌间关系的关键之处。
本实验以蛋白核小球藻为试验材料，首先对蛋白核小球藻进行无菌化处理，获得无菌的蛋白核小球藻。其次通过测定藻体在自然带菌与无菌生长条件下的OD680值和细胞计数观察，比较细菌对蛋白核小球藻生长的影响。最后，在8 mg?L1的砷酸盐（As(V)）处理下，比较在自然带菌与无菌生长条件下，蛋白核小球藻的生长以及对砷的富集效果，揭示细菌对蛋白核小球藻的生长和富集砷的影响。研究结果为微藻无菌体系的建立、菌藻共生关系的研究均提供基础资料和参考依据，并且对于治理水体砷污染、降低砷对生态环境和人体健康的风险具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1藻种及培养条件
蛋白核小球藻FACHB5(Chlorella pyrenoidosa）于中科院武汉水生生物研究所的国家淡水藻种库购进，藻种生长培养液为实验室制备BG11培养液（表1、表2），pH值为7.1。
小球藻的培养条件为：温度（30±1）℃，光照强度为3500~4000lux，光照明暗比12 h:12h。培养期间每天定时摇匀3次。
表1 BG11培养基组分
Table 1 Chemical composition of BG11
成分
Component
浓度
Concentration (gL1)
成分
Component
浓度
Concentration (mLL1)
Na2CO3
0.02
A5
1
NaNO3
1.50
Citric acid
0.006
K2HPO4
0.04
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