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鲍鱼苗(稚鲍):
底栖生活,选用底栖生物饵料。
3.营养丰富
容易被养殖动物消化吸收,具有较高的营养价值,使养殖动物生长迅速。
营养价值:
(1)测定营养成分:
蛋白质(protein),脂肪(lipid)碳水化合物(carbohydrate),维生素(vitamins)脂肪酸(fattyacid),特别是高度不饱和脂肪酸Highunsaturatedfattyacid(HUFA)
气相色谱-质谱仪(GC-MSGasChromatography-MassSpectrometer):
测脂肪酸
傅立叶变换红外显微镜(FT-IRspectroscopy-Fouriertransforminfraredspectroscopy):
可测蛋白质、脂肪、碳水化合物等的相对含量
(2)投喂效果实验:
体长、体重增加的快慢等。
4.生物饵料及其代谢产物无毒或毒性很小,使养殖动物具有较高的成活率。
例如微囊藻和螺旋藻。
5.生物饵料的生活史短,生殖力强。
例如球等鞭金藻。
6.对环境的适应性(对温度、盐度、光照强度等)和抗逆性强,易于大量培养(large-scaleculture),培养达到的密度大,产量高。
例如轮虫。
(二)生物饵料的大量培养技术研究
①生物饵料的基本生物学资料:
形态、分类、分布②种群的生理生态特证、生殖力、抗逆性③大量培养的技术性指标
(三)生物饵料的营养价值评价:
筛选、定向培养、营养强化
第二节生物饵料在水产养殖中的应用
①贝类育苗:
微藻,常用硅藻类、金藻类和绿藻类②鲍鱼(底栖种类)育苗:
底栖硅藻③甲壳类(虾、蟹等)育苗:
微藻、轮虫、卤虫的无节幼体、桡足类等④鱼类育苗:
微藻、轮虫、卤虫的无节幼体、桡足类、枝角类、糠虾类等⑤海参育苗:
角毛藻、盐藻(杜氏藻)、底栖硅藻等。
第三节生物饵料培养未来发展方向
一、生物饵料培养的中长期目标①生物饵料规模化、稳定性、高密度培养技术②饵料的营养强化③新型生物饵料的筛选④富含HUFA(HighUnsaturatedFattyAcid)微藻品系的筛选⑤生物饵料携带细菌数量的控制⑥生物饵料在自然条件下的人工培养和增殖,人工生态育苗⑦生物饵料的浓缩和保存
二、生物饵料培养的终极目标
苗种的饵料问题:
水产苗种规模化和产业化的主要制约因素
微粒饲料的完全取代:
全价微粒饲料
目前存在的问题:
①要求的粒径小,加工工艺复杂,微粒饲料的均质性难以保证②营养成分在水中的稳定性难以保证③微粒饲料在水中的悬浮性难以保证④对鱼虾蟹幼体的营养需求了解较少。
第一章微藻培养
第一节概述
一、微藻培养的发展概况
微藻(microalgae):
指那些单细胞或数个细胞组成的微小藻类。
16世纪:
墨西哥人将螺旋藻晒干制成食品。
19世纪末:
开始进行微藻的培养,小球藻、栅藻等,作为植物生理学的材料。
20世纪初:
开始进行作为水产饵料的微藻培养。
第二次世界大战后:
开展小球藻培养研究,代替粮食和饲料。
20世纪80年代末:
开始进行微藻的异养培养(利用工厂的发酵设备)。
我国的微藻事业:
20世纪50年代后期:
开展大规模小球藻培养。
70年代后期:
将螺旋藻引入我国。
目前大规模培养的种类:
螺旋藻、盐藻等。
微藻产业发展较快的国家:
以色列、日本、美国等。
培养的主要种类:
螺旋藻、盐藻、小球藻等。
目前国内外水产养殖中,常用的微藻隶属于7个门,几十个属。
2、微藻的应用概述
1作为人类的营养食品和保健食品(螺旋藻、小球藻等)
2作为药源生物资源(抗细菌、抗病毒、抗肿瘤、抗心脑血管疾病)
3作为人类食品添加剂(调色、调味)
4作为水产动物的饵料(鲜活微藻、贮存微藻)
5用富含EPA/DHA的微藻强化轮虫、卤虫
6作为水产动物饵料添加剂和禽、畜饲料添加剂
7
利用微藻提取EPA和DHA、色素、甘油等生物活性物质
8废水处理
9植物生长调节剂
10作为生物柴油的原料(高效能源微藻)
11利用微藻减排CO2。
12微藻的危害(微藻毒素、水华、赤潮等)
第二节微藻的培养种类概述
Ø
硅藻类:
三角褐指藻、小新月菱形藻、牟氏角毛藻、纤细角毛藻、中肋骨条藻
绿藻类:
亚心形扁藻、塔胞藻、盐藻、雨生红球藻、小球藻、微绿球藻
金藻类:
球等鞭金藻、湛江等鞭藻、绿色巴夫藻
黄藻类:
异胶藻
蓝藻类:
钝顶螺旋藻
一、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)
1.分类地位:
硅藻门/羽纹硅藻纲/褐指藻目/褐指藻科/褐指藻属
2.形态特征:
细胞梭形、三角形、卵形。
梭形细胞:
长约20微米。
三出放射形细胞:
臂长皆为6-8微米。
卵形细胞较少见,在平板培养基上培养可出现卵形细胞。
3.繁殖方式:
无性的二分裂繁殖。
因无硅质壳,分裂时细胞不会缩小。
4.生态条件:
温度:
生长适温5-25℃,最适温度10-20℃,超过25℃时停止生长,最终大量死亡。
盐度:
生存盐度9-92,最适盐度25-32。
光照强度:
适应光照强度范围1000-8000lx,最适范围3000-5000lx,切忌阳光直射。
酸碱度:
适应的pH范围为7-10,最适pH7.5-8.5。
目前,三角褐指藻有多个品系(strains),如
MACC/B114MACC/B118MACC/B221MACC/B229UTEX6402038
品系不同,细胞的形态及营养成分都有差异,应用时可根据需要选择合适的品系。
MACC:
MicroalgaeCultureCenterinOceanUniversityofChina
B:
Bacillariophyta(硅藻门)
UTEX:
TheCultureCollectionofAlgaeattheUniversityofTexasatAustin(USA)
二、小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)
硅藻门/羽纹硅藻纲/管壳缝目/菱形藻科/菱形藻属
小新月菱形藻俗称“小硅藻”。
单细胞,细胞中央膨大,呈纺锤形,两端渐尖。
体长12-23微米,宽2-3微米。
细胞中央具一细胞核。
色素体2片,黄褐色,位于细胞中央细胞核两侧。
生长适温5~28℃,最适温度15℃~20℃,超过28℃时停止生长,最终大量死亡。
生存盐度18-61.5,最适生长盐度25-32。
最适范围3000-8000lx,切忌阳光直射。
三角褐指藻和小新月菱形藻:
培养较早,培养方法比较成熟。
具有生长快、浓度高、容易培养、营养丰富的特点,是贝类和虾类幼体的良好饵料。
低温种(lowtemperature-tolerancespecies),25℃以上生长即受到严重抑制。
三、牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri)
硅藻门/中心硅藻纲/盒形藻目/角毛藻科/角毛藻属
细胞:
短圆柱形,壳面大都是椭圆形。
壳环面呈长方形至四角形。
细胞小型,多数呈单细胞,有时2-3个组成群体。
角毛细长,约20-30微米。
色素体1个,呈片状,黄褐色
当环境不良时可形成休眠孢子,此外,也能形成复大胞子。
高温种类,生长适温10-40℃,最适温度25℃-35℃。
半咸水种类,适宜盐度2.56-35,最适盐度22-26。
适宜光照强度范围2000-15000lx,最适范围6000-10000lx。
适应的pH范围为6.4-9.5,最适pH8.0-8.9。
四、纤细角毛藻(Chaetocerosgracilis)
细胞小型,多呈单细胞,有时2~3个细胞组成链状,大小5~7×
4微米(角毛长30~37微米)。
本种是1988年从美国SolarEnergyInstitute引进的,并已在国内育苗场推广应用。
一般是无性二分裂繁殖,在不良环境下可形成休眠孢子。
同牟氏角毛藻。
高温种类。
牟氏角毛藻和纤细角毛藻可以作为海参(seacucumber)、甲壳类(crustaceans)等幼体的饵料。
耐高温种类(hightemperature-tolerancespecies),适合夏季培养。
五、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)
硅藻门/中心硅藻纲/圆筛藻目/骨条藻科/骨条藻属
细胞为透镜形或圆柱形,直径为6-7微米。
壳面圆而鼓起,着生一圈细长的刺,与临细胞的对应刺组成长链。
刺的数目为8-30条。
色素体通常2个,位于壳面各向一面弯曲。
一般为无性的二分裂繁殖。
复大孢子是经过卵配形成的。
复大孢子的形成与温度、盐度和光照有关。
生长适温10~34℃,最适温度20℃~30℃。
生存盐度7-50,最适生长盐度25-30。
适应范围500-10000lx。
最适pH7.5-8.5。
中肋骨条藻:
广温广盐种类,是对虾幼体、缢蛏、牡蛎等的优良饵料。
六、亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)
绿藻门/绿藻纲/团藻目/衣藻科/扁藻属
国外多使用另一分类系统,该系统根据细胞前端的凹陷独立为一纲,即:
绿枝藻纲Prasinophyceae
四片藻属Tetraselmis
因此扁藻属Platymonas与四片藻属Tetraselmis为同属异名。
扁藻的形态特征:
单细胞,正面观为卵形、椭圆形或心形。
具4条等长的顶生鞭毛(flagella),约等于或略短于体长。
色素体大,呈杯状(cup-shaped),内有一个蛋白核(pyrenoid)。
眼点(eyespot)1个,细胞核1个。
我国作为饵料培养的种类还有青岛大扁藻,比亚心形扁藻大。
无性繁殖,细胞纵分裂成两个(少数情况下四个)子细胞。
当环境不良时,能形成休眠孢子,椭圆形,一个或两个。
生长适温7~30℃,最适温度20℃~28℃。
对低温的适应能力强,对高温的适应能力差。
生存盐度8-80,最适生长盐度30-40。
适应范围1000-20000lx,最适范围5000-10000lx。
适应的pH范围为6-9,最适pH7.5-8.5。
七、塔胞藻(Pyramidomonassp.)
绿藻门/绿藻纲/团藻目/盐藻科/塔胞藻属
单细胞,细胞呈倒卵形,少数为半球形。
细胞前端具一圆锥形凹陷,由凹陷中央向前伸出4条鞭毛。
色素体杯状,基部有一个蛋白核。
细胞单核,位于细胞的中央偏前端。
细胞裸露,不具细胞壁(Cellwall)。
主要为纵分裂繁殖。
同扁藻。
扁藻和塔胞藻适应力较强,生长繁殖迅速,较容易培养,是亲贝和许多贝类后期幼虫的良好饵料。
八、盐藻(Dunaliellaspp.)
绿藻门/绿藻纲/团藻目/盐藻科/盐藻属(杜氏藻属)
单细胞,无细胞壁(nocellwall),体形变化大,通常为梨形、椭圆形等。
具两条等长顶生鞭毛(twoequalflagella),比藻体约长1/3。
色素体杯状,内有一个蛋白核。
一般细胞长12-21微米,宽约6-13微米。
主要为无性纵分裂繁殖。
在环境不良时进行有性生殖。
最适温度20℃~35℃。
最适盐度60-70。
最适范围4000-8000lx,切忌阳光直射。
对pH适应性强,可在高pH的碱性条件下生长,最适pH7.0-8.5。
盐藻细胞内能储存大量经济价值较高的甘油和β-胡萝卜素等有机化合物,可通过大量培养杜氏藻提取β-胡萝卜素。
九、雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)
绿藻门/绿藻纲/团藻目/红球藻科/红球藻属
单细胞,细胞为椭圆形到卵形。
细胞壁与原生质体之间有一定间距,充满胶状物质。
两条等长鞭毛,约等于体长。
环境不良时,产生厚壁孢子,积累大量的虾青素。
淡水种。
环境适宜时,游动细胞以无性繁殖方式产生2、4、8个游孢子。
经一定时间的生长发育,游孢子突破孢子囊壁释放出来,成为新的游动细胞。
生长适温20~28℃,超过30℃时生长受到抑制。
淡水种。
最适光强1500lx左右,高于2000lx则抑制其生长。
最适pH7.8左右。
雨生红球藻:
含大量的虾青素(细胞干重的2%)
是目前已知的虾青素含量最高的微藻
虾青素的用途:
虾青素是鲑鳟鱼饲料中必不可少的成分
作为天然抗氧化剂应用于食品、医药、化妆品。
十、小球藻(Chlorellaspp.)
绿藻门/绿藻纲/绿球藻目/小球藻科/小球藻属
单细胞,小型,细胞直径2-12μm。
细胞球形或椭圆形。
色素体一个,周生,杯状或片状。
大多数淡水生活,少数海水中生活。
当细胞分裂时,原生质体分裂为2、4、8、…个似亲孢子,等到母细胞壁破裂,似亲孢子就释放出来。
生长适温10~36℃,最适温度25℃-30℃。
适应盐度范围广。
经驯化可在淡水及盐度为45的海水中生长繁殖。
最适范围3000-10000lx。
适应的pH范围为5.5-8.0。
小球藻蛋白质含量丰富,可生产保健食品。
在水产上,小球藻多用于培养轮虫
十一、微绿球藻(Nannochlorisoculata)
绿藻门/绿藻纲/绿球藻目/绿球藻科/微绿球藻属
细胞球形,直径2-4微米。
色素体一个,淡绿色,侧生。
眼点一个,圆形,淡橘红色。
无蛋白核,有淀粉粒1-3个,侧生。
细胞壁极薄,幼年细胞看不到,在-分裂之前才变明显。
二分裂繁殖,细胞分裂为2个子细胞。
生长适温10~36℃,最适温度25~30℃。
适宜盐度范围4-36。
最适光照强度为10000lx左右。
最适pH7.5-8.5。
微绿球藻多用于培养轮虫
十二、球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)
金藻门/金藻纲/等鞭金藻科/等鞭金藻属
单细胞,细胞裸露,椭圆形、卵形、球型等。
具2条等长鞭毛(twoequalflagella)
色素体1-2个。
贮藏物为油滴和白糖素,白糖素位于细胞后端。
主要为无性的二分裂繁殖。
环境不良时形成特殊的孢囊-内生孢子。
球等鞭金藻有三个常见的生态品系
球等鞭金藻3011(高温品系hightemperature-tolerancespecies)
球等鞭金藻8701(低温品系lowtemperature-tolerancespecies)
球等鞭金藻塔溪堤品系(TahitianIsochrysisgalbana),简称塔溪堤,最初从塔溪堤(南太平洋的一个岛屿)养殖水体分离筛选而得,属高温品系。
十三、湛江等鞭金藻(Isochrysiszhanjiangensis)
多为卵形或球形,大小为6~7×
5~6微米。
具有两条等长的鞭毛,从细胞前端伸出。
色素体两片,侧生,金黄色。
细胞核位于两片色素体之间。
一个或几个白糖素颗粒,位于细胞后部。
主要为无性二分裂繁殖。
生长适温9~35℃,最适温度25℃~32℃。
生存盐度10-50,最适生长盐度22.7-35.8。
最适范围5000-10000lx。
球等鞭金藻和湛江等鞭金藻可以作为扇贝(scallop)、牡蛎(oyster)等多种双壳类(bivalves)幼虫(larvae)的饵料,效果良好。
大多数等鞭藻富含DHA。
十四、绿色巴夫藻(Pavlovaviridis)
金藻门/金藻纲/巴夫藻属
绿色巴夫藻,又称3012,是1982年从山东海阳县的海水样品中分离而得。
无细胞壁(cellwall),正面观呈圆形,侧面观为椭圆形或倒卵形。
细胞大小为6.0×
4.8×
4.0微米。
具2条不等长的鞭毛和1条附鞭。
色素体一个,裂成2大叶围绕着细胞。
绿色巴夫藻的群体细胞呈淡黄绿色至绿色。
绿色巴夫藻可用于海湾扇贝(Bayscallop)和中国对虾育苗中,效果良好。
生长适温10~35℃,最适温度15℃~30℃。
生存盐度5-80,最适生长盐度10-40。
最适范围4000-10000lx。
十五、异胶藻(Heterogloeasp.)
黄藻门/黄藻纲/异球藻目/异胶藻属
细胞长圆形或椭圆形。
长4~5.5微米,宽2.5~4微米。
色素体1个,片状侧生,占藻体大部分,呈黄绿色。
藻液颜色随着培养时间的延长从绿色变成黄色、土黄色。
可作为牡蛎(oyster)、贻贝(mussel)、菲律宾蛤仔(clam)、泥蚶(mudclam)等幼体的饵料。
生长适温8~35℃,最适温度15℃~33℃。
生存盐度13-32。
适应范围1000-8000lx。
最适pH7.5-8.2。
十六、钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)
蓝藻门/蓝藻纲/颤藻目/螺旋藻属
藻体淡蓝绿色,细胞圆柱形。
藻体为单列细胞组成的不分支的丝状体,丝状体外无胶质鞘。
藻丝螺旋状卷曲。
无异形胞和厚壁孢子(Noheterocystsandrestingspores)。
海、淡水中均有分布。
主要为无性二分裂繁殖,有时也以藻殖段繁殖。
分布广,适应能力强,最初生长于热带高温的碱水湖里,喜高温、高碱和强光。
实验室长期培养藻丝易变直。
温度:
生长适温15~40℃,最适温度35℃~37℃。
盐度:
可在淡水中培养,也可驯化后在盐度为35的海水中生长。
光照强度:
最适范围30000-35000lx。
酸碱度:
最适pH8.5-10.5。
螺旋藻营养丰富、蛋白质含量高(达50%以上)容易消化、采收方便,多作为营养保健品。
在水产上,螺旋藻可作为鱼、虾饲料添加剂。
第三节影响微藻生长繁殖的因子
一、光照(Light)
1.光源
太阳光(主要)、人工光源(补充光源)
常用的人工光源有:
日光灯(fluorescentlamp)、白炽灯(incandescentlamp,notrecommended)、金属卤素灯(metalhalidelamp)
2.光质
在植物的光合作用中,光质(lightspectrum)和光量(lightintensity)都是重要的。
光质:
就是不同波长的光线,在太阳光光谱中,可分为3个主要部分,波长由短到长分别为紫外线、可见光(400-700nm)和红外线。
光合有效辐射(photosyntheticallyactiveradiationPAR):
400-700nm
3.光在藻细胞悬浮液中的穿透
光线进入藻液中,由于藻细胞的吸收和散射,随着深度的增加,光照强度迅速降低。
Lightintensityplaysanimportantrole,buttherequirementsvarygreatlywiththeculturedepthandthedensityofthealgalculture.
Athigherdepthsandcellconcentrationsthelightintensitymustbeincreasedtopenetratethroughtheculture(e.g.1000lxissuitableforsmallflasks,5000-10000lxisrequiredforlargervolumes).
4.光强
光量:
是指光线总强度而言,称光照强度。
光照强度用照度计(lxlightmeter)测定,其单位是勒克司(lx)。
在植物生理研究领域及国外:
光照强度常用molphotons.m-2.s