Способ определения физиологического состояния макрофитных водорослей Советский патент 1984 года по МПК A01G7/00 

ел

со

00 Изобретение относится к способам определения состояния биологических объектов и может быть применено в а 1ьгологии, пищевой, микробиологической промышлен;ости, работах по аквакультуре. Известен способ определения физиологического состояния макрофитных водорослей путем визуального наблюдения и микроскопирования таллома 1. Недостатками этого способа являются его неточность, невозможность выявления скрытых нарушений в физиологическом состоянии водоросли, а также невозможность количественного определения скорости роста водоросли. Известен также способ определения физиологического состояния макрофитных водорослей по скорости выделения и количественным показателям экскреции органического вещества. Метаболиты определяют путем фотометрования окрпльтрованной морской воды, в которой ноедварительно содержались водоросли 2. Недостатками данного способ,-- 1акж(. являются его неточность, невозможность выявления скрытых нарушений в состоянии водоросли, так как общее количество выделенного вещества может оставаться постоянным при наличии развивающихся повреждений. Целью изобретения является повышение точности анализа и выявления скрытых нарушений метаболизма в ранние сроки развития. Цель достигается тем, что согласно способу определения физиологического состояния макрофитных водорослей, включающему исследование отфильтрованной культуральной жидкости, исследование культуральной жидкости проводят в фазе активного роста водоросли путем измерения реакционной способности выделяемых водорослью соединений каждые 8-12 ч. При этом определение реакционной способности осуществляют путем смешивания 4-5 мл культуральной жидкости с 0,450,55 мл раствора диоксифенилаланина в концентрации 1,5-1,, термостатирования смеси при 39-41 °С в течение 3-6 мин и определения скорости окисления диоксифенилаланина. Пример 1. О физиологическом состоянии водоросли судят по величине окислительной активности ее культуральной жидкости, как ускоряющей окисление ДОФА, либо по величине антиокислительной активности, как тормозящей окисление ДОФА, по сравнению с контролем. За контроль принимают скорость окисления ДОФА под действием чистой среды или отфильтрованной морской воды, не содержащей выделений водорослей. Величину окислительной и антиокислительной активности культуральной жид кости измеряют в течение каждых 8-12 ч. Возрастание окислительной активности культуральной жидкости водоросли по сравнению с контролем в 1,5-3 раза свидетельствует о нормальном физиологическом состоянии водоросли, уменьшение окислительной активности культурной жидкости до 1,2-1,4 раза и появление антиокислительной активности по сравнению с контролем свидетельствует об определении скрытых нарушений в физиологическом состоянии водоросли. Нарушения являются обратимыми, если при снятии неблагоприятного воздействия или изменении внешних условий окислительная активность культуральной жидкости повышается до 1,5-3 раз по сравнению с контролем. Предлагаемым способом определяют скорость роста макрофитной водоросли, которая связана с окислительной (ОА) и антиокислительной активностью культуральюй жидкости следующими соотнощениями jt- (i) .-(2) «) где /Ц -удельная скорость роста, сут.; V - скорость роста, г/сут; zrOA - сумма значений ОА (в долях) за время опыта, измеряемая в точках, соответствующих числу дней опыта (t); К -коэффициент, связанный с величиной ОА и равный W( t,.. WeSOA« гдеШеиШо -конечный и начальный вес биомассы, определенной весовым методом. Коэффициент К определяют для данного объекта, условий культивирования и он выражает изменение биомассы за время опыта на единицу окислительной активности. Таким образом, определив величину ОА среды за определенный период времени, судят о скорости роста культуры (см. таблиИз таблицы видно, что значения удель ной скорости роста, полученные известным весовым способом и полученные согласно предлагаемому способу с использованием коэффициента К и формулы (1),. близко совпадают. Удельная скорость роста (Jl) определяемая

Пример 2. При культивировании макрофитной агароносной водоросли Ahnfeltia tobuchiensis в полупроточной установке полупромышленного типа при отношении веса водоросли к количеству среды 1:500 отбирают пробы культуральной жидкости на выходе из культиватора, объем пробы берут равным 4 мл. В качестве контроля берут среду, втекающую в культиватор. Пробу в 4 мл культуральной жидкости смешивают с 0,5 мл раствора ДОФА .в концентрации 1,5-10 М, смесь термостатируют в течение 4 мин при 40°С и при этой температуре проводят измерения скорости возрастания оптической плотности смеси в течение 20 мин.

Определяют отношение скорости окисления ДОФА в опыте к скорости окисления ДОФА в контроле и получают величину ОА культуральной жидкости в процентах. При определении .ОА культуральной жидкости в полупромышленной установке при постоянных условиях культивирования равна 175% при этом водоросль развивается нормально.

Повышают температуру среды на 8°С. Че рез 8 ч культивирования отбирают пробы и проводят определения ОА культуральной жидкости. Получают значение ОА, равное 120°/о. Визуально обнаруживают отмирание участков таллома через 48-60 ч действия повышенной температуры.

Пример 3. При культивировании макрофитной агароносной водоросли Ahnfeltia tobuchiensis в непроточной культуре при. отношении веса- водоросли к количеству среды 1:20 отбирают пробы культуральной жидкости объемом в 4 мл. В качестве контроля используют исходную среду.

Дальнейшие операции проводят согласно примеру 1. В непроточной культуре ОА культуральной жидкости при постоянных условиях культивирования равна 275%.

Отключают Охлаждение и через 12 ч проводят определение ОА культуральной жидкости, которая становится равной 220%. Включают охлаждение и определяют ОА каждые 8 ч. Через 24 ч определяют ОА, равную 275%, т. е. водоросль полностью восстанавливается после неблагоприятного воздействия.

Пример 4. При культивировании макрофитной агароносной водоросли Ahnfeltia tobuchiensis в непроточной культуре при отношении веса ..водоросли к количеству среды 1:20 отбирают пробы культуральной жидкости объемом в 4 мл. В качестве контроля используют исходную среду.

Дальнейшие операции проводят согласно примеру i . В непроточной культуре ОА культуральной жидкости при постоянных условиях культивирования равна 275%.

Отключают охлаждение и через 2 сут проводят определение ОА культуральной жидкости, которая становится равной 140%. Включают охлаждение и определяют ОА 5 каждые 8 ч. в течение 2 сут. ОА культуральной жидкости продолжает снижаться и переходит через 6 сут в антиокислительную активность (АОА), при этом обнаруживают отмираюш,ие участки таллома водоросли.

Пример 5. Берут 10 сосудов, в которые помещают различную по весу биомассу водоросли Ahnfeltia tobuchiensis и культивируют в течение 5 сут при 22°С. Каждые 24 ч измеряют ОА культуральной жидкости согласно примеру 1. По окончании 5 сут определяют конечную биомассу водоросли и рассчитывают коэффициент К по формуле 4 для каждой биомассы водоросли. Строят калибровочную кривую зависимости К от ОА культуральной жидкости.

Берут сосуд, в который помещают биомассу водоросли Ahnfeltia tobuchiensis, , равную 14 г, культивируют 6 дн при 22°С. Каждые 24 ч определяют ОА культуральной жидкости согласно примеру 1 и получают суммарную ОА (SOA), равную 11,4 и среднюю ОА, равную 1,9. По калибро вочной кривой находят К, соответствующий данному значению средней ОА, который равен 0,595.

Затем К подставляют в формулу (1) и Q определяют Д/, равную 0,018 или 1,81% в сутки.

Зная/Н, вычисляют конечную биомассу mt по формуле (3), которая равна 15,2 г. Зная конечную биомассу, вычисляют скорость рост-а V по формуле (2), которая рав5 на 0,2 г/сут.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАКРОФИТНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ, включающий исследование отфильтрованной культуральной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, исследование культуральной жидкости проводят в фазе активного роста водоросли путем измерения реакционной способности выделяемых водорослью соединений каждые 8-12 ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение реакционной способности осуществляют путем смешивания 4-5 мл культуральной жидкости с 0,45-0,55 мл раствора диоксифенилаланина в концентрации 1,5-1,8х10 М, термостатирования смеси при 39-41 °С в течение 3-6 мин и определения скорости окисления диоксифенилаланина.