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发布日期:2015-12-24
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社会实践:三角帆蚌暴露于有毒藻类和缺氧环境下的代谢生理研究2

1.项目背景:由于普遍采用施有机肥肥水的传统养殖模式,三角帆蚌养殖水体往往富营养化情况严重,容易出现水华暴发现象。由水华引发的缺氧和有害水华藻类(如有毒铜绿微囊藻)被认为是对水生生物造成胁迫的主要因子,而两者对三角帆蚌复合胁迫作用未见报道。本研究拟从代谢生理学角度,研究缺氧胁迫下三角帆蚌暴露于有毒铜绿微囊藻下的代谢生理响应。通过对三角帆蚌在缺氧和有毒铜绿微囊藻胁迫下代谢生理指标(清除率、同化率、耗氧率和排氨率)变化规律的研究,可进一步评估三角帆蚌在这两种胁迫因子交互作用下的生理适应性,为三角帆蚌作为水域环境生态修复工具种可行性的评估工作积累基础资料。本研究不仅能为衡量三角帆蚌所在水域的环境变化提供科学依据,还能为三角帆蚌生理适应性机制的研究奠定基础。

2.项目特色:本项目首次研究富营养化水体三角帆蚌代谢生理指标的影响,在这个方向上还没有相关报道,具有一定的超前性。而且本实验的研究对象是新闻常见的富营养化现象,包括淡水经济贝类——三角帆蚌,都是日常的事物。但是就是从常见之中,我们寻找突破口,找到了科学的空白区域。可说是生活中的科学创新。从专业来说,本研究能探讨三角帆蚌在水华爆发的恶劣养殖环境中生理适应能力,通过对三角帆蚌代谢指标的测定,为研究三角帆蚌治理富营养化水体工具种可行性的评估工作奠定基础。因此,该课题的提出和问题的解决思路都清晰、新颖。

3.本项目的研究内容和试验方法:

本项目实验对象为未滤食过有毒铜绿微囊藻的1龄蚌。实验蚌运至上海海洋大学养殖中心后将置于水族箱内暂养,每日向其投喂喜食的小球藻(Chlorella pyrenoidosa)。实验选用小球藻(Chlorella pyrenoidosa FACHB1220)和纯有毒铜绿微囊藻单细胞藻株(Microcystic aeruginosa FACHB905)拟购自中国科学院水生生物研究所淡水藻种库。在BG11培养基的基础上,筛选并配制最佳的培养基于光照振荡培养箱中培养。实验开始前,对藻类进行预培养,当其进入对数生长期时进行实验。本项目相关数据统计分析将在SPSS16.0中进行,显著性水平为p<0.05

暂养7 d后的三角帆蚌(喂饲小球藻),试验前24h停食。设置3种不同浓度的有毒铜绿微囊藻组(5.0×106cell/L5.0×105cell/L0 cell/L),并搭配一定浓度的小球藻,使各处理组的藻液浓度都为5.0×106cell/L,另外设置3个不同的溶氧组(缺氧1mg·L-1,低氧3mg·L-1,正常溶氧7mg·L-1)。根据3×3因子设计,本实验共有9个不同处理组,每组设置3个重复组。每个重复组30个一龄蚌(规格5-200px)。将3个重复组放置于规格为20x20x20cm)的3串联玻璃缸中进行试验。实验进行21天,第013571421天进行实验蚌生理代谢测定。

清除率由藻液浓度变化计算得出,其中有毒铜绿微囊藻和小球藻各自的浓度变化由颗粒计数仪测定。同化率则用灰分法测定。测完清除率和同化率后,随机于每个重复组取3只蚌进行耗氧率和排氨率测量。以1L烧杯为呼吸瓶,每个瓶放一只实验蚌,放入蚌后立即用液体石蜡将液面封上。以贝壳开始张开为起始点进行计时, 持续1小时。

实验前后测定呼吸瓶中水样的溶解氧和NH4-N含量。溶氧用YSI5000溶氧测定仪进行测定,氨氮用苯酚—次氯酸盐比色法测定。用于耗氧率和排氨率测定的实验蚌不再放入实验缸,而用于第四部分实验的样品采集。实验中,随着实验蚌数量的减少,每日更换的不同处理组藻液体积也按比例减少。

生长净能(SFG)利用公式SFG=Ab(R+U)计算得出,Ab为吸收的能量,R为呼吸耗能,U为排泄能。同第二部分实验,采用三因素协方差分析不同处理组实验蚌的代谢特征(同化率、耗氧率和排氨率)和生长净能数据。

4.小组分工:我们对每个组员所负责的内容进行了较为细致的划分,主要是由第一负责人安排,每个组员负责一个方面,但同时也互相学习,保证每个组员学到更多的知识。前期在培养小球藻时,我们采用轮班制的方法,高效且保质量完成食物准备。中期,考虑到短学期的问题,实验由韩宇和何方主要负责,顾叶丹和郜菲辅助。后期,实验数据的处理由顾叶丹和郜菲负责,何方和韩宇也负责相关处理工作。

5.项目进度:关于项目的进度方面,我们基本上分为以下几个阶段:前期准备(实验材料培养)、实验相关操作练习、实验、实验数据处理、所得资料整理并得出最后成果实验蚌运至上海海洋大学养殖中心后将置于水族箱内暂养,每日向其投喂喜食的小球藻(Chlorella pyrenoidosa)。在BG11培养基的基础上,筛选并配制最佳的培养基于光照振荡培养箱中培养。实验开始前,对藻类进行预培养,当其进入对数生长期时进行实验。除了实验生物,我们还购买了相关的实验仪器和设备。这些准备工作,于20156月完成。

暂养7 d后的三角帆蚌(喂饲小球藻),试验前24h停食。设置3种不同浓度的有毒铜绿微囊藻组(5.0×106cell/L5.0×105cell/L0 cell/L),并搭配一定浓度的小球藻,使各处理组的藻液浓度都为5.0×106cell/L,另外设置3个不同的溶氧组(缺氧1mg·L-1,低氧3mg·L-1,正常溶氧7mg·L-1)。根据3×3因子设计,本实验共有9个不同处理组,每组设置3个重复组。每个重复组30个一龄蚌(规格5-200px)。将3个重复组放置于规格为20x20x20cm)的3串联玻璃缸中进行试验。实验进行21天,第013571421天进行实验蚌生理代谢测定。清除率由藻液浓度变化计算得出,其中有毒铜绿微囊藻和小球藻各自的浓度变化由颗粒计数仪测定。同化率则用灰分法测定。测完清除率和同化率后,随机于每个重复组取3只蚌进行耗氧率和排氨率测量。以1L烧杯为呼吸瓶,每个瓶放一只实验蚌,放入蚌后立即用液体石蜡将液面封上。以贝壳开始张开为起始点进行计时, 持续1小时。

实验前后测定呼吸瓶中水样的溶解氧和NH4-N含量。溶氧用YSI5000溶氧测定仪进行测定。氨氮用苯酚—次氯酸盐比色法测定。用于耗氧率和排氨率测定的实验蚌不再放入实验缸,而用于第四部分实验的样品采集。实验中,随着实验蚌数量的减少,每日更换的不同处理组藻液体积也按比例减少。这一部分实验,与20157月完成。

生长净能(SFG)利用公式SFG=Ab(R+U)计算得出,Ab为吸收的能量,R为呼吸耗能,U为排泄能。同第二部分实验,采用三因素协方差分析不同处理组实验蚌的代谢特征(同化率、耗氧率和排氨率)和生长净能数据。实验数据处理分析,于20158月初完成。

6.实验心得:通过长达三个月的实验,我们小组每个成员都非常认真,刻苦钻研。我们从中学会了坚持不懈的科研精神和任劳任怨的责任心。希望在以后的学习生活中,我们会将这种精神延续下去。在科研上,我们也保持着极大的热情,继续奋斗。