在單細胞生物體中很少發(fā)現這種復雜的結構,但發(fā)現在植物和藻類細胞中發(fā)現的產生能量的線粒體和含有色素的質體已經在warnowiid dinoflagellates中組合形成復雜的“ocelloid”或眼睛狀結構。
一個國際科學家團隊,包括沙特阿拉伯國王阿卜杜拉科技大學的附屬機構,研究了甲藻的基因及其各自的結構,并在細胞上使用電子顯微鏡和層析成像。他們發(fā)現,這種細胞包含一個類似角膜的線粒體層和一個視網膜質體體。甲藻中的質體起源于與紅藻的古老共生。
“這是線粒體和質體之間新的整合水平,”加拿大不列顛哥倫比亞大學的進化動物學家Gregory Gavelis說。“這兩種細胞器都是細胞的’發(fā)電廠’。他們在這里聚集形成一個眼睛是非常意外的,并表明進化總能找到舊部件的新用途,“他說。
眼睛的功能仍然不清楚,因為科學家們并沒有完全了解甲藻的生命周期。它在環(huán)境中很少遇到并且極難研究。“細胞非常’害羞’,因為它們一旦被捕,就會停止游泳和進食。他們經常爆炸,“Gavelis說。到目前為止,科學家們未能在自然環(huán)境之外培育它們。
然而,該團隊能夠使用電子顯微鏡觀察細胞生命史的一部分,并發(fā)現有證據表明它們以其他甲藻為食。該團隊認為可以使用眼睛來檢測它們。
單細胞甲藻的意外復雜性并不止于此?!傲钊梭@訝的是,這個物種并不只是’眼睛’,但它也有’槍’,”Gavelis說?!澳壳拔覀冋噲D找出這些類似魚叉的彈丸是如何工作的,以及細胞使用它們的原因?!?/span>
The post 進化在單細胞浮游生物中產生罕見的眼睛 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>水樣可以取自任何有可能生長所需單胞藻的水體,通常在海岸邊退潮后留下的小水洼中或者在養(yǎng)殖場、鹽場等地方的小水坑中,生長有適合靜水培養(yǎng)的單胞藻類,而且比較純。在實驗場、育苗場的一些水池、水桶中都有可能出現比較純的藻類。采樣時要同時測定水樣的溫度和鹽度,供分離、培養(yǎng)時參考。
水樣采回后,進行現微鏡檢查,如果需要分離的藻類比較多,可以立即進行分離。如果在水樣中有需要的藻類,但是數量不多,就要進行預培養(yǎng),待其繁殖起來后再分離。預培養(yǎng)可以用500ml的三角燒瓶,加入150ml的培養(yǎng)液,然后把經350目篩絹過濾的水樣150ml接種進去,在一定的溫度和光照下靜止培養(yǎng),每天搖動1~2次。用作預培養(yǎng)的培養(yǎng)液,可選擇各類藻類通用的培養(yǎng)液配方或者同時采用幾種不同藻類的培養(yǎng)液同時分別培養(yǎng)。預培養(yǎng)的培養(yǎng)液的濃度應小些,一般只用原配方的1/2或1/4。如果要分離的藻類的最適生長條件是已知的,那就在其最適的光照和溫度下培養(yǎng)。如果不知其最適生長條件,那就在人為設定的條件下培養(yǎng),以便適應應用時的特定環(huán)境。
用直徑0.5厘米、長35厘米的普通玻璃管,在中央部分加熱,拉長6~10厘米,使玻璃管的直徑縮小至0.06~0.1厘米,把它折斷后即成二個吸管。把一團棉絮塞進吸管的寬大一端,然后放入高壓滅菌器中消毒。消毒后,再在酒精燈上加熱吸管的細端,用鑷子拉成極細的微管,直徑縮小至0.08~0.16毫米即可。微吸管在入水的瞬間,因毛細管的作用會吸入微量的水。將藻液水樣放在凹玻片上,在顯微鏡下用微吸管仔細地吸出單個藻體,滴在載玻片上,在顯微鏡下確認是所要分離的單個藻體后,移入經滅菌的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
按所要分離的藻類的特性,選用合適的培養(yǎng)液,在培養(yǎng)液中加入1~1.5%的瓊脂,加熱將瓊脂溶化。加熱后要加淡水補充蒸發(fā)掉的水分。然后,按照微生物學中固體培養(yǎng)基的制作方法倒平板、滅菌。
在無菌操作箱中,用接種針蘸取少量藻液,在固體培養(yǎng)基上劃蛇形線,藻細胞就會散布在瓊脂培養(yǎng)基的表面。
另一種使藻細胞散布在培養(yǎng)基表面的方法是用醫(yī)用口腔噴霧器,將經稀釋的藻液噴在培養(yǎng)基的表面。
將接種好的培養(yǎng)皿放在有適合的光照和溫度的地方培養(yǎng)。一般經過十來天的培養(yǎng)就會在培養(yǎng)基上長出相互間隔的藻落。通過顯微鏡檢查,找出所要的純的藻落,再用已消毒的接種針從培養(yǎng)基上挑取藻體,移入經滅菌的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
先將欲分離的藻液稀釋,用微吸管將少量藻液吸出,滴在載玻片上,每張載玻片上可以滴數滴。水滴大小以在低倍顯微鏡下一個視野能包括整個水滴為準。在顯微鏡下逐個觀察水樣,挑選水滴中只有所要分離的單個藻體,而沒有其他任何雜藻或小動物的,移入經滅菌的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
用已消毒的試管5支,在第一支試管中加蒸餾水10毫升,第二和第五支試管都加5毫升,用高壓蒸汽消毒,待冷卻后,在第一支試管中滴入混合藻液1滴,充分震蕩,使其均勻稀釋。再用經消毒的吸管從第一支吸管中吸取5毫升到第二支吸管中,充分震蕩后再取5毫升到第三支試管中,如此直至第五個試管。再取5個已裝有消毒的培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿,加熱使培養(yǎng)基熔化,待冷卻而尚未凝固時,分別滴入5個試管中的藻液各1滴,用力震蕩,使藻液充分混入培養(yǎng)基中。等冷凝后將培養(yǎng)皿放在適合的條件下,直到培養(yǎng)基中出現藻落。在稀釋適當的培養(yǎng)皿內,藻落和細菌群落會充分分離。再在無菌條件下將選取單個藻落接種到固體培養(yǎng)基的表面,再培養(yǎng)。重復數次,直至得到純的藻落。
保存藻種時可以根據保種目的和保種條件的不同分別采取不同的保種方法。
此法通常把藻種接種在固體培養(yǎng)基上,在弱光低溫條件下保存,接種一次可以保存半年到一年。
保種用的固體培養(yǎng)基的營養(yǎng)濃度應比正常的液體培養(yǎng)液的高,一般增加一倍。瓊脂量為1~1.5%。保種用的培養(yǎng)容器可用三角燒瓶、試管和克氏扁瓶。固體培養(yǎng)基分裝滅菌后,冷卻待用。
將無污染的藻種用噴霧法或劃線法接種到固體培養(yǎng)基上,在弱光條件下,讓細胞在培養(yǎng)基上慢慢地生長繁殖,可保存半年到一年。
可進行低溫保存的藻種,最好在低溫環(huán)境中保存。接種后,首先放在光線充足的地方(防止直射光照射),使藻類細胞較快速地繁殖起來,直到培養(yǎng)基上出現顏色,即可放入冰箱或冷庫中,一般在5℃左右的低溫下保存。當然,不同的藻種保存的溫度也不盡相同。每天應給藻種幾個小時的弱光照。此法保存的時間可長達2至3年。如新月菱形藻可保存34個月,三角褐指藻可保存25個月,角毛藻和骨條藻可保存9個月。
此法采用的容器一般為三角燒瓶(300毫升、500毫升、1000毫升等)和細口瓶(10000毫升、20000毫升等),將容器、工具消毒后,加入正常濃度的培養(yǎng)液,接種后瓶口用消毒的濾紙包扎,放在適宜的溫度和光照條件下培養(yǎng)。白天搖動瓶子數次。一般5~10天即可移樣一次。此法簡單、容易掌握,而且保存的藻種活力強、純度高、數量大。
資源來自:中國科學院海洋研究所海洋生物種質庫
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經過處理后的海水最好能在短時間內用完,盡量不要超過一天,以防止再次被污染。
作為藻種級培養(yǎng)用的三角燒瓶等容器,必須用加熱法或煮沸消毒法殺菌。作為生產性擴大培養(yǎng)用的玻璃瓶、水泥池等,通常用300~400毫克/升的高錳酸鉀溶液或者含有效氯200~300毫克/升的漂白粉水溶液來浸泡消毒,具體的做法是:先用淡水或普通海水把容器或藻類池沖洗干凈,再把容器或工具放入已配制好的高錳酸鉀溶液(或漂白粉溶液)中浸泡5~10分鐘,取出后用消毒過的海水沖洗干凈即可使用。對藻類池的消毒,可用配制好的高錳酸鉀溶液(或漂白粉溶液)由池壁頂部淋灑下來,并潑灑池底,過10分鐘左右用消毒過的海水沖洗干凈即可使用。
一般藻種級培養(yǎng)接入的藻種與新培養(yǎng)液的比例為1∶0.5~1,中間培養(yǎng)或大面積培養(yǎng),它們的比例為1∶3~6,這樣藻液中可繁殖的單胞藻個數多,培養(yǎng)液中藻類增長速度快,縮短了培養(yǎng)時間,相對減少了污染。另一方面也利用了生物間的拮抗作用,增大了培養(yǎng)液中藻種的濃度,來抑制其他雜藻及敵害生物的繁殖,減少藻液被污染的可能性。
接種時間一般選擇在上午8:00~10:00之間進行,不宜在晚上接種,因為晚上不少藻類沉在底部,而白天藻類進行光合作用,趨光上浮,便于觀察其運動能力,還可起到選種的作用。
攪拌可促進藻類的生長繁殖,其作用主要是:
第一,通過攪拌增加水和空氣的接觸面,以補充由于藻類光合作用對二氧化碳的消耗;
第二,幫助沉淀的藻類細胞上浮而獲得光照;
第三,防止水表面產生菌膜。攪拌要定時進行,且時常更換方向,以免造成漩渦式水流。同時攪拌不要太猛,防止藻液濺出。
光照調節(jié)光照適合與否,對培養(yǎng)藻類的生長關系很大,目前生產單位都是利用自然光培養(yǎng),但易變,所以,在培養(yǎng)管理中,必須根據天氣情況,調節(jié)光照強弱,力求光照強度盡可能適合于培養(yǎng)藻類的要求。晴天藻類室用白色的確良布作布簾遮光,防止直射強光照射;雨天光照最差,要把培養(yǎng)瓶盡量靠近窗口,有條件的可利用人工光源照射。
溫度調節(jié)每一種藻類都有其適應溫度范圍和最適溫度范圍,但目前絕大多數單胞藻的培養(yǎng)還不具備控溫條件,只能順從自然溫度的變化,在不同季節(jié)選擇能適應或基本適應當地溫度變化條件的培養(yǎng)種。
一般高溫對藻類生長不利,在夏天進行室內培養(yǎng)須把門窗打開通風降溫。
在單胞藻的培養(yǎng)中,敵害生物的污染和危害是造成藻類培養(yǎng)失敗的主要原因。對敵害生物應“以防為主,防治結合”,盡可能減少其危害。預防措施預防應貫穿在藻類培養(yǎng)過程的各個環(huán)節(jié)。
首先,力求藻種及營養(yǎng)鹽的純度,控制源頭污染;
其次,海水須經嚴格過濾消毒,器具及藻類培養(yǎng)池也需嚴格消毒,同時加大接種比例,抑制其他雜藻及敵害生物的繁殖,減少藻液被污染的可能性;
再則,在日常管理中,保持藻類室的干凈衛(wèi)生,以防灰塵及昆蟲等的污染。
消除、抑制或殺滅敵害生物方法:
一是使用過濾方法清除大型敵害生物。單胞藻都很小,對污染的大型敵害生物(如輪蟲等),可以用過濾方法清除。通常清除輪蟲可用網孔小于60微米的篩絹過濾,經一次過濾可以清除輪蟲的成體,而輪蟲卵和正在發(fā)育的幼小個體不能完全清除,所以必須連續(xù)過濾3天,每天1次。待第一次過濾后存留下來的卵和幼小個體發(fā)育成長為成體后,在第二次或第三次過濾時清除掉。
二是使用藥物抑制或殺滅敵害生物。用于抑制或殺滅敵害生物的藥物,有化學藥品和中草藥兩大類。但往往由于敵害生物對藥物的抵抗力比培養(yǎng)藻類強,效果不理想。目前,有效的藥物方法還不多,藥物殺滅敵害生物雖然取得一些初步效果,但還需進一步試驗。
三是改變環(huán)境條件殺滅敵害生物。使用此法必須了解培養(yǎng)的藻類和敵害生物對生態(tài)因子的適應范圍,然后根據具體情況,改變某一環(huán)境因素,達到殺滅敵害生物而又保存培養(yǎng)藻類的目的。
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一、角毛藻、新月菱形藻、三角褐指藻
角毛藻、新月菱形藻、三角褐指藻都屬硅藻門。角毛藻又有多種,常用的主要是牟氏角毛藻。牟氏角毛藻屬廣溫廣鹽性藻類,在我國南方和北方均能培養(yǎng),在水溫處于28℃~30℃,鹽度為30‰左右的條件下生長最快,將硅藻培養(yǎng)液配方作為其培養(yǎng)液配方即可,若適量多加一些硅,其生長速度會有明顯提高。而光照強度應根據不同的級別培養(yǎng)和不同的藻種濃度進行調節(jié),如一、二級培養(yǎng)中應避免直射光,光照不能太強,三級培養(yǎng)剛接種時弱光照射較好,當濃度較大時可用直射強光照射,同時可適當增加光照時間,一般可延長2~3個小時。在一、二級培養(yǎng)時,光照過強時間過長或溫度超過30℃時易使藻種變綠,此時,應嚴格控制光照強度、光照時間、溫度,必要時可降低培養(yǎng)液的鹽度,使其恢復正常。新月菱形藻、三角褐指藻適合生長的溫度為15℃~20℃,超過28℃會死亡。不過,筆者曾將它們和金藻3011混合培養(yǎng)在31℃時也可以生長,其濃度達60萬/ml。
二、金藻
養(yǎng)殖貝類常用的金藻有金藻3011、湛江叉鞭金藻、等鞭金藻,其適溫較廣,最適溫度為28℃~30℃,最適鹽度為25‰~32‰。金藻培養(yǎng)時應加入適量的維生素和鐵以提高其生長速度,在三級培養(yǎng)時,原生動物繁殖極快,當在100倍顯微鏡下觀察到每個視野有2個以上原生動物時,藻液可在2天內變成清水。因此,我們應對用水、工具、培養(yǎng)池等嚴格消毒,并每天對藻種進行鏡檢,對有少量污染的金藻及時投喂,對污染嚴重不能用的金藻應先消滅原生動物后方可排掉,以防對其它池造成污染。
三、小球藻和微球藻
小球藻、微球藻屬綠藻門,綠藻綱,屬廣溫、廣鹽性藻類。其本身具有抗污染特性,極易培養(yǎng),在三級培養(yǎng)時,所用水可以不用消毒,用300目篩絹過濾即可,只是應定期加入培養(yǎng)液以防老化,對污染嚴重的小球藻和微球藻可用一定濃度的漂白精對藻種進行消毒,殺滅其原生動物,待原生動物殺死后再用硫代硫酸鈉還原,兩天后即可恢復正常。近幾年來,由于海水養(yǎng)殖業(yè)的大量興起,海水的水質變化很大,特別是海水中的硅藻含量增加,給綠藻類的培養(yǎng)帶來很大難度。筆者在海南省水產研究所培養(yǎng)小球藻、微球藻過程中,碰到幾次當藻種濃度很高時藻液在1小時內快速變紅的現象,既使對用水嚴格消毒也沒效果,這種現象一般出現在每年的7月~9月,此時加入一定量的牙胞桿菌可使其恢復正常。
四、扁藻
扁藻屬綠藻門、綠藻綱,扁藻屬,也是極易培養(yǎng)的藻種之一,此藻種對鐵元素吸收量也較大,應及時補充鐵元素以加速其生長。在扁藻較高濃度時還可通過加入一定濃度的藥物對其提純、濃縮,低溫保藏,有需要時,可加入培養(yǎng)液再次培養(yǎng)。
五、在貝類藻種培養(yǎng)時還應注意以下幾點:
1、對用水、肥料、工具、培養(yǎng)池進行嚴格消毒。
2、根據各海區(qū)海水的肥瘦添加適量的營養(yǎng)鹽,加入低濃度營養(yǎng)鹽可縮短藻類細胞的停滯期,后期追加營養(yǎng)鹽可保持其指數生長期。
3、及時調節(jié)光照、鹽度、溫度。根據藻種的不同濃度及時調整光照強度、光照時間,濃度較大時,可增強光照強度,延長光照時間,對易發(fā)生藻種變異的藻類,在一級培養(yǎng)時調整其生長鹽度和溫度是非常必要的。
4、根據不同的藻種用不同的藥物控制污染并待藻種濃度高時適時進行濃縮、保藏以備不時之需。
5、一級培養(yǎng)時,盡可能在每次擴種時,根據藻種的上浮、聚光特性進行宏觀提純,以保證藻種的純度和活性。
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