$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
الطحالب هي كائنات تمثيل ضوئي تعيش في مجموعة متنوعة من البيئات. يمكن استزراع الطحالب التي تعيش في التربة في المختبر ، وتعداد تركيزها باستخدام حسابات بسيطة.
الطحالب هي مجموعة غير متجانسة للغاية من الكائنات الحية التي لها سمة مشتركة واحدة ، وهي امتلاك أصباغ التمثيل الضوئي ، وعادة ما يكون الكلوروفيل. الغالبية العظمى من الطحالب مجهرية ، ومع ذلك ، فإن التعريف الدقيق للمجموعة مثير للجدل ، ويشمل أيضا الأعشاب البحرية ، والتي عادة ما تكون مجهرية.
في البيئة ، يمكن أن تسبب الطحالب مشاكل في المياه السطحية مثل البحيرات أو الخزانات ، وتشكيل تكاثر الطحالب التي تستنفد المغذيات المائية ، وتمنع الضوء الذي يمر عبر سطح الماء ، وتطلق السموم. القدرة على تعداد الطحالب في العينات تسمح للعلماء بتقييم صحة النظام البيئي, والمخاطر المحتملة لفرط نمو الطحالب.?
غالبا ما تحدث تجمعات الطحالب في التربة بحوالي عشرة آلاف خلية لكل جرام. عادة ما تكون هذه الأرقام أقل من التركيزات المقابلة للبكتيريا أو الفطريات أو الفطريات الشعاعية ، حيث تتطلب الطحالب ضوء الشمس لعملية التمثيل الضوئي ، والتي لا يمكنها اختراق سطح التربة بكثير.
سيوضح هذا الفيديو كيفية استزراع الطحالب من التربة في المختبر ، وكيفية تعداد تركيز الطحالب في عينة التربة الأولية.
الطحالب لها آثار مفيدة على النظم البيئية. تتمتع الطحالب الخضراء المزرقة ، أو البكتيريا الزرقاء ، بالقدرة على تثبيت غاز النيتروجين من الغلاف الجوي ، مما يجعلها مفيدة في زيادة نيتروجين التربة في البيئات شبه القاحلة وأيضا كأداة محتملة لإنتاج الوقود الحيوي.
الطحالب الأخرى حقيقية النواة ، وتتراوح من الكائنات وحيدة الخلية إلى الكائنات متعددة الخلايا المعقدة ، مثل الأعشاب البحرية. وتشمل هذه الطحالب الخضراء ، والديوغلينويد ، والدينوفلاجيلات والدياتومات ، والطحالب البنية ، والطحالب الحمراء.
الطحالب ضوئية ، وتحصل على الطاقة من عملية التمثيل الضوئي والكربون للكتلة الحيوية من ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، يمكن زراعتها في وسائط تتكون بالكامل من مغذيات غير عضوية ، بدون ركيزة كربونية عضوية مضافة. يمنع هذا النقص في الركيزة العضوية نمو البكتيريا غير المتجانسة ، والتي تعتمد على الكربون العضوي الخارجي للنمو.
لزراعة الطحالب للتعداد ، يتم تخفيف عينات التربة بشكل متسلسل من عشرة أضعاف إلى 10-6 جم من التربة لكل مل ، ويتم زراعتها في وسط النمو. يتم إجراء عدة نسخ مكررة لكل تخفيف. ثم يتم احتضانها في منطقة مضاءة جيدا لمدة تصل إلى 4 أسابيع للسماح بنمو الطحالب.
يتم تحديد وجود الطحالب في أي تخفيف من خلال علامة إيجابية على النمو في الوسط ، والتي ستظهر عادة على شكل وحل أخضر. أخيرا ، يتم الرجوع إلى جداول MPN المطورة تجريبيا والمصممة لنمو الطحالب ، مما يمكن المستخدم من تحديد تركيز الطحالب الأصلي بناء على النمو في تكرارات التخفيف. تعتمد طريقة MPN على التخفيف التسلسلي للعينات بحيث يتم تخفيف الطحالب حتى الانقراض ، مما يعني أنه عند بعض التخفيف ، لا يحدث نمو الطحالب.
الآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمفاهيم الكامنة وراء زراعة الطحالب وتعداد الطحالب من العينات ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ ذلك في المختبر.
لبدء التجربة ، قم أولا بوزن 10 جرامات من التربة الرطبة التي تم جمعها إما رطبة من الحقل ، أو إعادة ترطيبها وظلت رطبة لمدة 2 إلى 3 أيام. يجب أن تكون التربة؟ولكن ليست مشبعة.
بعد ذلك ، قم بإعداد سلسلة تخفيف عشرة أضعاف عن طريق إضافة 10 جرامات من التربة أولا إلى 95 مل من محلول بريستول المعدل ، أو MBS. قم بتسمية هذا على أنه تعليق A.
بعد الاهتزاز بقوة ، استمر في سلسلة التخفيف بإضافة 1 مل من التعليق A إلى 9 مل من MBS في أنبوب اختبار. استمر في سلسلة التخفيف المكونة من عشرة أضعاف 4 مرات أخرى لإعطاء تخفيفات تصل إلى 10-6 جم لكل مل.
بعد ذلك ، قم بتلقيح 5 أنابيب مكررة ، يحتوي كل منها على 9 مل من MBS مع 1 مل من كل من التخفيفات 10-1 إلى 10-5. ينتج عن هذا 5 أنابيب مكررة لكل تخفيف من 10-2 إلى 10-6. قم بتغطية الأنابيب بشكل غير محكم.
أخيرا ، احتضان الأنابيب لمدة 4 أسابيع كاملة في منطقة معرضة لأشعة الشمس. راقب الأنابيب لنمو الطحالب مرة كل 7 أيام. ستظهر الأنابيب التي تظهر نمو الطحالب باللون الأخضر.
تحليل الرقم الأكثر احتمالية ، أو MPN ، هو طريقة رياضية شائعة الاستخدام لتعداد الكائنات الحية الدقيقة المزروعة من تخفيف الركيزة الأولية المركزة. من خلال مراعاة عوامل التخفيف في المحاليل ، وعدد الأنابيب التي تظهر علامات إيجابية للنمو عند كل تخفيف ، يمكن حساب العدد الأكثر احتمالا من الكائنات الحية لكل جرام من عينة التربة الأصلية باستخدام جدول MPN وصيغة بسيطة.
لحساب MPN ، يتم تعيين تسمية p1 لأعلى تخفيف مع أكبر عدد من أنابيب التكرار الموجبة ، في هذه الحالة ، التكرارات المتماثلة للأنبوب C. في المقابل ، فإن بعض الأنابيب من D & E سالبة مع عدم وجود علامات على نمو الطحالب.
يتم تصنيف عدد الأنابيب في التخفيفين التاليين العليا اللذين يظهران نموا إيجابيا على أنهما p2 و p3. هنا ، p2 = D و p3 = E.
يمكن العثور على قيمة p1 من خلال النظر إلى العمود الأول في جدول MPN. يجب أن يتم الشيء نفسه مع العمود p2. أخيرا ، يتم استخدام قيمة p3 ، عبر الجزء العلوي ، لتقاطع الاثنين المحددين بواسطة p1 و p2 ، لإعطاء قيمة العدد الأكثر احتمالا من الكائنات الحية لكل مل.
بعد ذلك ، لحساب تركيز الكائنات الحية لكل جرام في عينة التربة الأصلية ، يتم تقسيم هذه القيمة على تركيز التربة في التخفيف الذي تم تخصيص p2 له. تستخدم المعادلة التالية لتحديد العدد الفعلي للكائنات الحية لكل جرام من التربة.
تعداد الطحالب وتحليل MPN لهما مجموعة واسعة من التطبيقات ، يتم استكشاف بعضها هنا.
يمكن استخدام طريقة الاستزراع هذه لتعداد الطحالب في مجموعة متنوعة من الإعدادات. يمكن تطبيقه على الأنهار أو البحيرات لتحديد مستويات الطحالب ، وتقييم مخاطر تكاثر الطحالب الضارة. بدلا من ذلك ، يمكن استخدامه لتقييم نظافة وسلامة المياه التي يستخدمها البشر بشكل مباشر ، بما في ذلك حمامات السباحة أو نوافير المياه أو مصادر مياه الشرب الأخرى. من الناحية المثالية ، في عينات مياه الشرب وحمامات السباحة ، لا توجد طحالب.
يمكن أيضا تطبيق تحليل MPN للتعداد على الكائنات الحية الدقيقة الأخرى غير الطحالب. على سبيل المثال ، يمكن تقييم جودة المياه باستخدام الكائنات الحية المؤشرة مثل القولونيات أو الإشريكية القولونية. هنا ، يمكن استزراع العينات بوسائط تحتوي على مواد كيميائية يتم تغييرها لإنتاج اللون أو التألق في وجود الكائنات الحية المؤشرة. من خلال إجراء عدة تكرارات صغيرة من هذه التجربة في خلايا فردية ، مع عينات مخففة إلى تركيز معروف ، يمكن الإشارة إلى نسبة الخلايا الموجبة إلى جدول MPN لكائن مؤشر محدد ، وتحديد تركيز البداية في العينات.
يمكن أيضا استزراع الطحالب للتطبيقات التجارية. على سبيل المثال ، تستخدم بعض أنواع الأسمدة الحيوية الطحالب الخضراء المزرقة ، والتي يمكن أن تعمل كمتعايش مع النباتات ، مما يساعد على تركيبها وامتصاص النيتروجين ، وهو أمر مفيد بشكل خاص في المساعدة على نمو المحاصيل في المناطق ذات التربة الفقيرة. وبالمثل ، يمكن زراعة الطحالب من أجل الوقود الحيوي ، أو كمصدر للأغذية الغنية بالمغذيات للماشية.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لثقافة الطحالب والتعداد. يجب أن تفهم الآن كيفية تخفيف عينات التربة لنمو الطحالب ، وكيفية زراعة الطحالب في المختبر ، وكيفية تعداد تركيز الطحالب لعينات البداية. شكرا للمشاهدة!