$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Glony to organizmy fotosyntetyzujące, które żyją w różnych środowiskach. Glony żyjące w glebie można hodować w laboratorium, a ich stężenie wyliczyć za pomocą prostych obliczeń.
Glony to bardzo niejednorodna grupa organizmów, które mają jedną wspólną cechę, a mianowicie posiadanie pigmentów fotosyntetycznych, zwykle chlorofilu. Zdecydowana większość glonów jest mikroskopijna, jednak dokładna definicja grupy jest kontrowersyjna i obejmuje również wodorosty, które są typowo makroskopowe.
W środowisku glony mogą powodować problemy w wodach powierzchniowych, takich jak jeziora lub zbiorniki wodne, tworząc zakwity glonów, które wyczerpują składniki odżywcze wody, blokując światło przechodzące poza powierzchnię wody i uwalniając toksyny. Zdolność do liczenia glonów w próbkach pozwala naukowcom ocenić stan ekosystemu i potencjalne ryzyko przerostu glonów.
Populacje glonów w glebie często występują w tempie około dziesięciu tysięcy komórek na gram. Liczby te są zazwyczaj niższe niż odpowiadające im stężenia bakterii, grzybów lub promieniowców, ponieważ glony potrzebują światła słonecznego do fotosyntezy, które nie może przeniknąć daleko pod powierzchnię gleby.
Ten film pokaże, jak hodować glony z gleby w laboratorium i jak wyliczyć stężenie glonów w początkowej próbce gleby.
Glony mają korzystny wpływ na ekosystemy. Sinice lub sinice mają zdolność wiązania azotu z atmosfery, co czyni je przydatnymi w zwiększaniu azotu w glebie w środowiskach półpustynnych, a także jako potencjalne narzędzie do produkcji biopaliw.
Inne glony są eukariotyczne i obejmują zarówno jednokomórkowe, jak i złożone organizmy wielokomórkowe, takie jak wodorosty. Należą do nich zielone algi, euglenoidy, bruzdnice i okrzemki, brunatnice i krasnorosty.
Glony są fototroficzne, pozyskują energię z fotosyntezy, a węgiel na biomasę z dwutlenku węgla. Dzięki temu mogą być uprawiane w podłożach składających się wyłącznie z nieorganicznych składników odżywczych, bez dodatku substratu z węgla organicznego. Ten brak podłoża organicznego zapobiega rozwojowi bakterii heterotroficznych, których wzrost jest zależny od zewnętrznego węgla organicznego.
Aby wyhodować glony do zliczenia, próbki gleby są seryjnie rozcieńczane dziesięciokrotnie do 10-6 g gleby na ml i hodowane w pożywkach wzrostowych. Dla każdego rozcieńczenia wykonuje się kilka powtórzeń. Następnie inkubuje się je w dobrze oświetlonym miejscu przez okres do 4 tygodni, aby umożliwić wzrost glonów.
Obecność glonów w każdym rozcieńczeniu zależy od pozytywnego znaku wzrostu podłoża, który zwykle pojawia się jako zielony szlam. Na koniec zapoznano się z empirycznie opracowanymi tabelami MPN dotyczącymi wzrostu glonów, co umożliwia użytkownikowi określenie pierwotnego stężenia glonów na podstawie wzrostu w kontrpróbach rozcieńczenia. Metoda MPN opiera się na seryjnym rozcieńczaniu próbek w taki sposób, że glony są rozcieńczane aż do wymarcia, co oznacza, że przy pewnym rozcieńczeniu nie dochodzi do wzrostu glonów.
Teraz, gdy jesteśmy już zaznajomieni z koncepcjami związanymi z uprawą i liczeniem glonów z próbek, przyjrzyjmy się, jak odbywa się to w laboratorium.
Aby rozpocząć eksperyment, najpierw odważ 10 gramów wilgotnej gleby, która albo została zebrana na wilgotno z pola, albo została ponownie nawodniona i pozostała wilgotna przez 2 do 3 dni. Gleba powinna, ale nie nasycona.
Następnie przygotuj dziesięciokrotną serię rozcieńczeń, dodając najpierw 10 gramów gleby do 95 ml zmodyfikowanego roztworu Bristolu lub MBS. Oznacz to jako zawiesinę A.
Po energicznym wstrząśnięciu kontynuuj serię rozcieńczania, dodając 1 ml zawiesiny A do 9 ml MBS w probówce. Kontynuuj tę dziesięciokrotną serię rozcieńczeń jeszcze 4 razy, aby uzyskać rozcieńczenia do 10-6 g na ml.
Następnie zaszczepić 5 probówek z kontrpróbami, z których każda zawiera 9 ml MBS, po 1 ml każdego z rozcieńczeń od 10-1 do 10-5. W ten sposób otrzymuje się 5 powtórzonych probówek na każde rozcieńczenie od 10-2 do 10-6. Luźno zakryj rurki.
Na koniec inkubuj probówki przez pełne 4 tygodnie w miejscu wystawionym na działanie promieni słonecznych. Obserwuj probówki pod kątem wzrostu glonów raz na 7 dni. Rurki wykazujące wzrost glonów będą wyglądać na zielone.
Analiza liczby najbardziej prawdopodobnej (MPN) jest powszechnie stosowaną metodą matematyczną do liczenia mikroorganizmów wyhodowanych z rozcieńczenia skoncentrowanego substratu początkowego. Biorąc pod uwagę współczynniki rozcieńczenia roztworów oraz liczbę probówek, które wykazują pozytywne oznaki wzrostu przy każdym rozcieńczeniu, najbardziej prawdopodobną liczbę organizmów na gram pierwotnej próbki gleby można obliczyć za pomocą tabeli MPN i prostego wzoru.
Aby obliczyć MPN, najwyższemu rozcieńczeniu z największą liczbą dodatnich probówek z kontrpróbami przypisuje się etykietę p1, w tym przypadku kontrpróbom probówki C. W przeciwieństwie do tego, niektóre probówki z D & E są ujemne bez oznak wzrostu glonów.
Liczba probówek w kolejnych dwóch wyższych rozcieńczeniach, które wykazują dodatni wzrost, jest oznaczona jako p2 i p3. Tutaj p2 = D i p3 = E.
Wartość p1 można znaleźć, patrząc w dół pierwszej kolumny w tabeli MPN. To samo należy zrobić z kolumną p2. Wreszcie, wartość p3, w poprzek góry, jest używana do przecięcia dwóch zdefiniowanych przez p1 i p2, aby uzyskać wartość najbardziej prawdopodobnej liczby organizmów na ml.
Następnie, aby obliczyć stężenie organizmów na gram w pierwotnej próbce gleby, wartość tę dzieli się przez stężenie gleby w rozcieńczeniu, do którego przypisano p2. Poniższe równanie służy do określenia rzeczywistej liczby organizmów na gram gleby.
Liczenie glonów i analiza MPN mają szeroki zakres zastosowań, z których niektóre są tutaj badane.
Ta metoda hodowli glonów może być stosowana w różnych ustawieniach. Może być stosowany do rzek lub jezior w celu określenia poziomu glonów i oceny ryzyka szkodliwych zakwitów glonów. Alternatywnie można go wykorzystać do oceny czystości i bezpieczeństwa wód bardziej bezpośrednio wykorzystywanych przez ludzi, w tym basenów, fontann lub innych źródeł wody pitnej. Idealnie, w próbkach wody pitnej i basenach nie ma glonów.
Analiza MPN do oznaczania liczby może być również stosowana do innych mikroorganizmów niezwiązanych z glonami. Na przykład jakość wody można ocenić za pomocą organizmów wskaźnikowych, takich jak bakterie z grupy coli lub E. coli. W tym przypadku próbki można hodować z pożywkami zawierającymi substancje chemiczne, które są zmieniane w celu uzyskania koloru lub fluorescencji w obecności organizmów wskaźnikowych. Wykonując wiele małych powtórzeń tego eksperymentu w pojedynczych komórkach, z próbkami rozcieńczonymi do znanego stężenia, stosunek komórek dodatnich można odnieść do tabeli MPN dla określonego organizmu wskaźnikowego, a stężenie wyjściowe w próbkach określono.
Glony mogą być również hodowane do zastosowań komercyjnych. Na przykład niektóre rodzaje bionawozów wykorzystują sinice, które mogą działać jako symbionty z roślinami, wspomagając ich utrwalanie i pobieranie azotu, co jest szczególnie przydatne we wspomaganiu wzrostu upraw na obszarach o ubogiej glebie. Podobnie algi mogą być uprawiane na biopaliwa lub jako źródło bogatego w składniki odżywcze pożywienia dla zwierząt gospodarskich.
Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do hodowli glonów i liczenia. Powinieneś teraz zrozumieć, jak rozcieńczać próbki gleby pod kątem wzrostu glonów, jak hodować glony w laboratorium i jak liczyć stężenie glonów w próbkach wyjściowych. Dzięki za oglądanie!
