ОПТИМИЗАЦИЯ  МЕТОДИКИ  КУЛЬТИВИРОВАНИЯ  CHLORELLA  VULGARIS  BEIJER.  И  SCENEDESMUS  QUADRICAUDA  (TURP.)  BREB.  В  ЛАБОРАТОРНЫХ  УСЛОВИЯХ

Шмарина  Яна  Геннадьевна

студент  1  курса,  кафедра  биологии 
ВолГУ, 
РФ,  г.  Волгоград

Е-mail:  molli785@yandex.ru

Горемыкина  Евгения  Вячеславовна

научный  руководитель,  канд.  биол.  наук,  доцент 
ВолГУ, 
РФ,  г.  Волгоград

Настоящая  работа  посвящена  изучению  динамики  численности  одноклеточной  зелёной  водоросли  хлореллы  обыкновенной  (Chlorella  vulgaris  Beij)  и  зелёной  водоросли  сценедесмуса  четырёхрогового  (Scenedesmus  quadricauda  (Turp.)  Breb.),  относимые  к  отделу  Chlorophyta.

Актуальность  темы  связана  с  тем,  что  на  данный  момент  на  кафедре  создаётся  коллекция  живых  водорослей,  необходимая  для  проведения  практических  занятий  и  научных  исследований.  Виды  рода  хлорелла  и  сценедесмус  традиционно  используются  в  качестве  объекта  изучения  на  занятиях  по  ботанике,  посвящённых  водорослям.  Методика  культивирования  этих  организмов  в  существующих  на  кафедре  условиях  в  настоящее  время  не  выработана,  а  универсальная  методика  отсутствует  [3].  Поэтому  нам  необходимо  было  разработать  простую  и  удобную  методику  поддержания  в  культуре  водорослей  применительно  к  конкретным  условиям  и  исходя  из  имеющихся  на  кафедре  ресурсов.

Объектами  исследования  являются  водоросли:  хлорелла  обыкновенная  (Chlorella  vulgaris  Beij)  и  сценедесмус  четырёхрогий  (Scenedesmus  quadricauda  (Turp.)  Breb,  принадлежащие  к  отделу  зеленые  водоросли  (Chlorophyta)  [2;  4].

Предмет  исследования  —  особенности  роста  изучаемых  водорослей  в  растворе  Кнопа  и  при  отсутствии  питательных  элементов.

Цель  работы  —  разработка  оптимальной  методики  культивирования  Ch.  vulgaris  и  S.  quadricauda  в  лабораторных  условиях  кафедры  биологии  ВолГУ.  Исследования  проводились  в  2012  году  с  октября  по  декабрь.

Для  достижения  обозначенной  цели  были  поставлены  следующие  задачи: 

1.  Сравнение  динамики  численности  клеток  Ch.  vulgaris  при  выращивании  в  среде,  содержащей  минеральные  элементы,  и  при  отсутствии  минерального  питания. 

2.  Выявление  условий,  при  которых  возможно  долгое  время  поддерживать  живую  культуру  водоросли.

Проведено  сравнение  роста  зелёных  водорослей  хлореллы  обыкновенной  (Chlorella  vulgaris  Beij.  Сем.  Chlorellaceae)  и  сценедесмуса  четырехрогового  (Scenedesmus  quadricauda  (Turp.)  Breb.  Сем.Scenedesmaceae)  в  водопроводной  воде  и  в  растворе  Кнопа.  Лабораторные  культуры  водорослей  предоставлены  сотрудниками  Волгоградского  отделения  Государственного  научно-исследовательского  института  озерного  и  речного  рыбного  хозяйства  (ГОСНИОРХ).

Водоросли  были  посеяны  1  октября  2012  года.  Опыт  проводился  в  3  вариантах:

1.  Выращивание  на  водопроводной  воде  без  пересева

2.  Выращивание  на  водопроводной  воде  с  пересевом

3.  Выращивание  на  среде  Кнопа  с  пересевом

Для  культивирования  водорослей  использовали  мерные  колбы  на  500  мл  с  ватно-марлевыми  пробками.  Посевы  помещали  у  окна  северной  экспозиции  и  периодически  встряхивали  согласно  общим  рекомендациям  по  выращиванию  водорослей  в  лабораторных  условиях  [3].

Первые  подсчеты  численности  водорослей  в  1  мл  среды  были  проведены  при  помощи  камеры  Горяева  в  день  первого  посева  1.10.2012.  С  этого  дня  до  26.12.2012  включительно  каждую  неделю  проводили  подсчеты  численности  водорослей  в  трех  колбах.

В  первые  две  недели  численность  в  трех  колбах  стремительно  увеличивалась  (с  1  по  17  октября).  (Рис.  1,  2).

На  третью  неделю  проведения  опыта,  24  октября,  водоросли  в  колбе  №  2  (выращивание  на  водопроводной  воде  с  пересевом)  и  №  3  (выращивание  на  среде  Кнопа  с  пересевом)  были  пересеяны,  т.  к.  численность  водорослей  стремительно  увеличивалась,  при  этом  среди  одиночных  особей  стали  наблюдаться  небольшие  скопления  клеток,  погруженных  в  общую  слизь,  что,  как  известно,  происходит  при  наступлении  неблагоприятных  условий  [1].  А  колба  №  1  (контроль,  вода)  оставлена  без  изменений.

После  пересева,  в  колбе  с  водой  численность  особей  значительно  снижается,  а  затем  наблюдается  гибель  колонии.  Так  же  к  концу  опыта  значительно  снижается  плотность  колонии  в  колбе-контроле.  После  уменьшения  концентрации  раствора  Кнопа  наблюдали  резкие  колебания  показателей  плотности  колонии  Ch.vulgaris,  однако  общая  тенденция  к  росту  сохранилась.  Скопления  клеток  хлореллы,  погруженные  в  общую  слизь,  наблюдались  и  после  пересева.  Показатели  плотности  колонии  Scen.  Quadricauda,  после  уменьшения  концентрации  раствора  Кнопа,  стабильно  увеличивались.

Рисунок  1.  Динамика  роста  Ch.  Vulgaris

Рисунок  2.  Динамика  роста  Scen.quadricaud

В  колбах  на  воде  рост  водорослей  происходил  значительно  хуже,  чем  на  среде  Кнопа,  независимо  от  пересева,  очевидно,  это  связано  с  недостатком  минеральных  элементов.  Содержание  хлореллы  и  сценедесмуса  в  воде,  как  показали  данные  эксперимента,  не  подходит,  так  как  водоросли  начинают  погибать.  Они  прекрасно  себя  чувствуют  и  растут,  несмотря  на  небольшие  колебания  численности,  на  исходной  и  на  разбавленной  среде  Кнопа.

Исходя  из  проводимых  нами  исследований  и  ресурсов,  имеющихся  на  кафедре,  следует,  что  оптимальные  условия  содержания  хлореллы  и  сценедесмуса  на  кафедре  предполагают  использование  среды  Кнопа,  так  как  для  их  жизнедеятельности  необходимы  минеральные  элементы.  Уменьшение  концентрации  раствора  не  снижает  тенденции  к  росту  колонии  Ch.  vulgaris  и  S.  quadricauda.  При  этом  необходимо  постоянно  взбалтывать  колбы  с  водорослями,  чтобы  их  клетки  не  слипались  и  не  образовывали  уродливых  форм.  Неравномерность  роста  и  наличие  слизистых  скоплений  колонии  Ch.vulgaris  указывает  на  то,  что  в  дальнейшем,  возможно,  для  этой  водоросли  следует  ещё  уменьшить  концентрацию  среды  культивирования,  а  так  же  попробовать  использовать  другую  среду.

На  основании  результатов  наших  исследований  можно  сделать  следующие  выводы:

1.Поддержание  культуры  Ch.  vulgaris  и  Scen.  quadricauda  в  лабораторных  условиях  требует  обязательного  присутствия  минеральных  элементов  в  среде.

2.В  качестве  среды  культивирования  можно  использовать  разбавленную  среду  Кнопа.

3.Оптимизация  методики  культивирования  Ch.vulgaris  требует  дальнейших  исследований  с  использованием  других  концентраций  раствора  Кнопа,  а  так  же  других  сред.

Список  литературы:

1. Барсукова  Т.Н.  Малый  практикум  по  ботанике.  Водоросли  и  грибы:  учеб.  пособие  для  студ.  высш.  учеб.  заведений.  М.:  Издательский  центр  «Академия»,  2005.  —  240  с. 
2. Голлербах  М.М.  Жизнь  растений:  учебное  пособие  в  6  т.,  Т.  3.  М.:  Издательский  центр  «Просвещение»,  1977.  —  545  с.
3. Горбунова  Н.П.  Малый  практикум  по  низшим  растениям:  учеб.  пособие  для  студентов-биологов  ун-тов.  М.:  «Высш.  Школа»,  1976.  —  206  с.
4. Чорик  Ф.П.,  Набережный  А.И.,  Шубернецкий  И.В.  Современное  состояние  и  перспективы  промышленного  культивирования  водных  организмов  //  Herald  Hydrobiology.  —  1983.  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  https://hydrobiologist.wordpress.com/2009/12/10/organisms-cultivation  (дата  обращения  21.09.2012).