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微藻大规模培养过程中污染浮游动物的群落结构特征及其控制策略研究
袁丹妮
Subtype博士
Thesis Advisor胡强
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract微藻因富含多种高附加值生物活性物质,已被广泛投入到世界范围内的商业化生产当中。然而,在微藻大规模培养过程中,食藻浮游动物的大量发生及其对微藻的大量摄食常常造成微藻生物质产量的急剧下降甚至微藻培养的完全溃败,造成了极大的经济损失,并严重制约了微藻的规模化进程。目前有关微藻培养系统中浮游动物种类及其发生规律研究几乎为空白。本论文以咸水螺旋藻和淡水小球藻的大规模培养为基础,结合形态学观察和分子测序的方法,对培养过程中的污染浮游动物种类进行全面系统研究,在此基础上探究危害性物种的发生规律,以期为螺旋藻与小球藻以及其他微藻的大规模培养过程中实施有效的污染物监测与管理提供切实的理论基础。主要结果如下:1、对我国7个省份8个地区的螺旋藻养殖基地的污染浮游动物展开调查,结合显微镜观察和DNA条形码技术,共鉴定23个物种,包括2种鞭毛虫、2种变形虫、15种纤毛虫和4种轮虫,其中褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)、前口虫(Frontonia sp.)和一种异叶足变形虫(Euplaesiobystra hypersalinica)为螺旋藻培养体系中的危害性物种,危害物种的丰度变化与盐度和氧化还原电位(ORP)呈现正相关关系。2、对不同培养模式下的螺旋藻生长、污染浮游动物种类及其群落结构特征进行比较研究,利用形态学观察和DNA条形码技术对螺旋藻不同培养模式下的污染物种类进行鉴定,分别检测到13种和9种浮游动物,通过和扩增子测序技术发现49种真核生物OTUs和40种原核生物OTUs,其中利用新鲜培养基进行螺旋藻培养会获得较高生物量(2.8 g L-1)和低的浮游动物总丰度(最高值为253 inds. mL-1),而在培养基循环使用的模式下,会产生较低生物量(约为0.5 g L-1)和较高的浮游动物总丰度(最高值为402 inds. mL-1)。3、对在不同pH值(pH=6.0、6.5、7.5)及不同季节的小球藻培养过程中的污染浮游动物种类进行研究,共发现19种浮游动物,其中金藻(Poterioochromonas malhamensis)是小球藻周年培养过程中最主要的危害物种,而利用CO2的通入将小球藻培养液中的pH值由7.5降至6.0并维持3个小时的方法,能有效地将浮游动物总丰度降低90%,其中对纤毛虫的控制效果最为显著,同时能获得更高的微藻生物量。4、结合形态学观察和扩增子测序的方法,发现金藻的大量爆发是造成小球藻培养失败的主要原因;同时,小球藻培养过程中,浮游动物的发生呈现一定的规律:一般为大量摄食小球藻的金藻丰度首先达到最大值,然后蒲变形虫数量逐渐增加,而轮虫仅在春、夏两季的小球藻培养后期有所显现,纤毛虫种类多但丰度低,且其发生无确切规律可循。5、通过对螺旋藻与小球藻培养体系中污染浮游动物的种类比较,发现两种微藻培养体系中的关键危害物种不同,且共有物种非常少,仅银灰膜袋虫和旋轮虫为共有性物种,表明不同类型(淡水或咸水)的微藻培养体系中的污染浮游动物组成有各自的特点,水体环境对于浮游动物的发生和丰度有着重要影响。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39047
Collection学位论文
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GB/T 7714
袁丹妮. 微藻大规模培养过程中污染浮游动物的群落结构特征及其控制策略研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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