Способ культивирования диатомовой водоросли chaetoceros calcitrans - корма для личинок гигантской устрицы crassostrea gigas

Способ предусматривает культивирование водоросли в течение 11 суток при температура 22-24°C, освещенности 10 клк, аэрации смесью воздуха и углекислого газа (2%), на модифицированной питательной среде на основе стерильной морской воды. Содержание биогенных элементов пропорционально увеличивают до следующих значений, г/л: NaNO3 600, NaH2PO4⋅2Н2O 40, FeCl3⋅6Н2O 28, Na2ЭДТА 34,88, Na2SiO3⋅9Н2O 240, MnCl2⋅4Н2O 1,8. Способ обеспечивает максимальное накопление биомассы водоросли. 3 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к марикультуре, точнее к биотехнологии микроводорослей, и может быть использовано при полупромышленном получении биомассы диатомовой водоросли Chaetoceros calcitrans.

Микроводоросли являются единственным полноценным кормом для личинок и спата двустворчатых моллюсков, выращиваемых в питомнике. Полупромышленное культивирование одноклеточных водорослей предусматривает получение их максимальных биомасс, используемых в качестве корма личинкам на разных стадиях развития и спата при подращивании в питомнике.

Диатомовая водоросль Chaetoceros calcitrans является хорошим кормовым объектом благодаря своим морфологическим и биохимическим характеристикам и поэтому широко используется в питомниках при выращивании двустворчатых моллюсков. Клетки водоросли цилиндрические, одиночные с хорошо развитыми щетинками, имеют тонкий панцирь; средняя длина клеток 9,2±0,43 мкм, ширина - 4,2±0,15 мкм, объем - 52,0±12,04 мкм3. Они легко заглатываются личинками двустворчатых моллюсков (мидий и устриц) и быстро перевариваются. Питательная ценность микроводоросли связана с высоким содержанием белка - 40,35%; липидов - 27,0%; углеводов - 21,32%.

Известен способ культивирования С. calcitrans [Kaspar Heinrich F., et. al. 2014], где в качестве культиваторов используют стеклянные бутыли (V=2-2,5 л), полиэтиленовые мешки (V=17 л) и резервуары больших объемов (V=100-500 л). Микроводоросль выращивают на питательной среде F/2, содержащей, г/л: NaNO3 - 75; NaH2PO4⋅2Н2O-5; Na2SiO3⋅9Н2O - 30; FeCl3⋅6Н2O - 3,5; Na2ЭДТА - 4,36; MnCl2⋅4Н2O - 1,8. При культивировании водоросли С. calcitrans в мешках (V=17 л) в полунепрерывном режиме на питательной среде F/2 при освещенности 2-5 клк максимальные концентрации клеток достигали 7,13×106 кл/мл.

В питомнике IFREMER (Франция) [Helm et. al., 2004] при выращивании С. calcitrans в культиваторах V=2 л на среде F/2, концентрация клеток составляла 60×103 кл/мл.

Общим недостатком приведенных способов является получение низких значений численности клеток и биомассы С. calcitrans, что существенно повлияет на темп роста личинок двустворчатых моллюсков. Личинкам необходимо будет профильтровать значительно больший объем морской воды, чтобы удовлетворить свои пищевые потребности. В результате энергетические затраты личинок увеличиваются, а темп роста и выживаемость снижаются. Вследствие этого продолжительность выращивания личинок увеличивается, что приведет к нерентабельности работы питомника (затраты человеческих ресурсов, электроэнергии, воды и т.д).

Известен способ подготовки кормов из микроводорослей для личинок дальневосточного трепанга (Патент RU 2 566672 С1), где в качестве корма используют микроводоросли Dunaliella salina и Chaetoceros muelleri. Способ заключается в одновременном культивировании микроводорослей на модифицированной питательной среде Уолна и Гольдберга при освещенности 30 клк, фотопериоде 18:6, температуре 22°C и периодическом перемешивании. Максимальная концентрации клеток диатомовой водоросли С. muelleri составляла 5,68×106 кл/мл.

Недостатком данного способа является культивирование микроводорослей на питательных средах обедненных биогенными элементами и при высокой интенсивности света. При таких условиях культивирования адаптационный период культур значительно увеличивается, что экономически не целесообразно. Освещенность 30 клк способствует ингибированию ростовых процессов и частичной гибели клеток, что провоцирует развитие бактериоплактона в культуре, а такой корм, внесенный в выростные емкости, может привести к гибели личинок.

Наиболее близким к заявляемому по достигаемому техническому результату является способ [Krichnavaruk, et. al., 2005] выращивания микроводоросли в накопительном режиме в полиэтиленовых мешках (V=17 л) и колбах (V=2 л) на модифицированный питательной среде F/2 с двукратным увеличением концентраций диоксида кремния и фосфора, при интенсивности света 400 мкмоль фотонов м-2 сек-1 (≈56 клк). При таких условиях культивирования получены максимальные концентрации клеток 5,8×106 кл/мл в колбах и 8,88×106 кл./мл - в мешках.

Недостатками известного способа культивирования является получение низких значений численности клеток С. calcitrans при высокой интенсивности света (≈56 клк), что является экономически нерентабельно для питомников по выращиванию личинок гигантской устрицы.

Задачей изобретения Способ культивирования диатомовой водоросли Chaetoceros calcitrans - корма для личинок гигантской устрицы Crassostrea gigas является увеличение выхода биомассы водоросли путем модификации питательной среды и оптимизации условий культивирования.

Техническим результатом изобретения является получение полноценного корма и в достаточном количестве для личинок и спата моллюсков, выращиваемых в питомнике.

Поставленная задача и заявленный технический результат достигаются тем, что в способе культивирования диатомовой водоросли Chaetoceros calcitrans - корма для личинок гигантской устрицы Crassostrea gigas, включающем культивирование микроводоросли в накопительном режиме на питательной среде F/2, предусмотрены следующие отличия. Водоросль культивируют в течение 11 сут. при температуре 22-24°C, освещенности 10 клк, аэрации смесью воздуха и углекислого газа (2%). Кроме того, питательная среда F/2, приготовленная на стерильной морской воде соленостью , модифицируется, для чего содержание биогенных элементов пропорционально увеличивается до следующих значений, г/л: NaNO3 - 600, NaH2PO4⋅2Н2O - 40, FeCl3⋅6Н2O - 28, Na2ЭДТА - 34,88, Na2SiO3⋅9Н2O - 240, MnCl2⋅4Н2O - 1,8.

Изобретения поясняется иллюстрациями:

на Фиг. 1 - Динамика накопления биомассы микроводоросли Chaetoceros calcitrans на модифицированных питательных средах: 1 - среда 4F; 2 - среда Конвея;

на Фиг. 2 - Динамика роста личинок устрицы Crassostrea gigas при использовании в качестве корма микроводоросли Chaetoceros calcitrans, культивируемой на среде 4F (1) и среде Конвея (2).

В питомнике ИМБИ РАН в экспериментах для определения оптимальных условий культивирования микроводоросли С calcitrans использовались модифицированные питательные среды Конвея и Guillard F/2. Питательная среда F/2 является обедненной по многим биогенным элементам, поэтому их содержание было пропорционально увеличено до получения среды 4F. В среде Конвея увеличили концентрацию железа, т.к. его потребности в стандартной среде занижены и не достаточны для биосинтеза, что подтверждается низкими значениями биомассы водорослей (табл. 1).

Маточные растворы питательных сред готовили на дистиллированной воде. Рабочий раствор (т.е. питательная среда, на которой впоследствии культивировали водоросли) готовили на стерильной морской воде соленостью из расчета: на 1 л морской воды добавляли 1 мл маточного раствора питательной среды

Микроводоросль культивировали в накопительном режиме в колбах (V=2 л) при температуре 24°C, круглосуточном освещении 6 клк и постоянном барботаже воздухом. Максимальная концентрация клеток 18,41×106 кл/мл получена на среде 4F, что почти в 18 раз больше, чем на модифицированной среде Конвея (табл. 2) и значительно больше, чем в других известных способах. Среднесуточный прирост клеток водоросли на среде 4 F и Конвея составлял 1,72 млн. кл.мл-1сут-1 и 0,03 млн. кл.мл-1сут-1 соответственно.

Для увеличения выхода биомассы микроводоросли С. calcitrans в питомнике ИМБИ РАН в качестве культиваторов использовали одноразовые полиэтиленовые мешки (V=20 л). Водоросль наращивали в накопительном режиме при температуре 22-24°C, освещенности 10 клк. и аэрации смесью воздуха и углекислого газа (2%) на питательной среде 4F и на среде Конвея. Динамика накопления биомассы микроводоросли С. calcitrans на модифицированных питательных средах показана на Фиг. 1. При таком режиме культивирования максимальная численность клеток и биомасса на питательной среде 4F также были значительно больше, чем на среде Конвея, и составляли соответственно 11,22×106 кл/мл и 4,93 г/л (табл. 3). Максимальная продуктивность водоросли на модифицированной среде 4F наблюдалась на 5-6 сутки культивирования и составляла 3,9 г⋅л-1⋅сут-1.

Зависимость биомассы микроводоросли от содержания биогенов в среде 4F и Конвея определялась линейной функцией, при этом коэффициент детерминации R2 составлял: 0,92 и 0,88 соответственно (Фиг. 1).

Накопительный режим культивирования позволил получить биомассу водоросли с максимальным содержанием липидов, необходимых личинкам на поздних стадиях развития и успешному прохождению метаморфоза.

Пример реализации способа

В питомнике ИМБИ РАН диатомовую водоросль С. calcitrans культивировали в полиэтиленовых мешках (V=20 л) в накопительном режиме на питательной среде 4F, приготовленной на стерильной морской воде соленостью , при следующих значениях компонентов среды, г/л: NaNO3 - 600; NaH2PO4⋅2Н2O - 40; FeCl3⋅6Н2O - 28; Na2ЭДТА - 34,88; Na2SiO3⋅9Н2O - 240; MnCl2⋅4Н2O - 1,8.

Водоросль культивировали при оптимальных условиях: температура 22-24°C, освещенность 10 клк, аэрация смесью воздуха и углекислого газа (2%). Максимальная численность клеток и биомасса получены на 11 сутки и составляли соответственно 11,22×106 кл/мл и 4,93 г/л. Культура находилась на стационарной фазе роста и содержала максимальное количество липидов - 27,0%. Таким образом, продолжительность культивирования водоросли С. calcitrans в накопительном режиме составляла 11 суток.

При выращивании личинок и спата гигантской устрицы в питомнике микроводоросль С. calcitrans является основным кормом и входит в состав рациона на всех стадиях развития. Среднесуточный темп роста личинок гигантской устрицы, в рацион которых входила водоросль, культивируемая на среде 4F, был значительно выше (43,6 мкм сут-1), чем на среде Конвея (25,2 мкм сут-1). При этом личинки достигали максимальных размеров 385 мкм уже на 19 сутки выращивания. Когда личинок устриц кормили водорослью С. calcitrans, культивируемой на среде Конвея, максимального размера 392 мкм они достигали только на 23 сутки выращивания (Фиг. 2).

Таким образом, питательная среда 4F и предложенные условия выращивания при температуре 22-24°C и освещенности 10 клк. являются оптимальными при культивировании микроводоросли С. calcitrans в питомнике ИМБИ и способствуют максимальному накоплению биомассы водоросли. Использование водоросли в качестве корма для личинок гигантской устрицы способствовало их высокому темпу роста.

Источники информации

1. Ким Г.Н., Журба Е.К., Калинина Г.Г., Советкина А.С., Азьмука Т.М. Способ подготовки кормов из микроводорослей для личинок дальневосточного трепанга (Патент RU 2566672 С1, опубл.: 27.10.2015, бюл. №30)

2. Kaspar Heinrich F., Keys Elizabeth F., King Nick, Smith Kirsty F., Kesarcodi-Watson Aditya, Miller Matthew R. Continuous production of Chaetoceros calcitrans in a system suitable for commercial hatcheries // Aquaculture. - 2014. - V. - 420-421. - P. 1-9.

3. Krichnavaruk Sontaya, Loataweesup Worapannee, Powtongsook Sorawit, Pavasant Plasert. Optimal growth conditions and the cultivation of Chaetoceros calcitrans in airlift photobioreactor // Chemical Engineering Journal. - 2005. - V. 105, №3. - P. 91-98.

4. Helm Michael M., Bourne Neil. Hatchery culture of bivalves // A practical manual. FAO FISHERIES TECHNICAL PAPER, 2004. - 471 p.

Способ культивирования диатомовой водоросли Chaetoceros calcitrans - корма для личинок гигантской устрицы Crassostrea gigas, включающий культивирование микроводоросли в накопительном режиме на питательной среде F/2, отличающийся тем, что водоросль культивируют в течение 11 сут. при температура 22-24°С, освещенности 10 клк, аэрации смесью воздуха и углекислого газа (2%), на модифицированной питательной среде на основе стерильной морской воды соленостью 18, для чего содержание биогенных элементов пропорционально увеличивают до следующих значений, г/л:

NaNO3 600
NaH2PO4⋅2Н2O 40
FeCl3⋅6Н2O 28
Na2ЭДТА 34,88
Na2SiO3⋅9Н2O 240
MnCl2⋅4Н2O 1,8



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к озерному рыболовству и может быть использовано при выращивании рыбы в заморных и периодически заморных озерах. Устройство для аэрации воды включает заморное озеро или водоем.
Способ характеризуется тем, что в огражденный водоем промышленного аквариума для выращивания рыб, в период эмбрионального развития, запускают белых мускусных уток, с последующим их удалением из аквариума.

Устройство включает каркас, в котором установлена емкость из водонепроницаемого материала, внутри которой расположен по меньшей мере один садок из сетчатого материала с размером ячеек меньше диаметра икры.

Изобретение относится к области животноводства, в частности к рыбоводству, а именно к корму для малька африканского сома. Корм для кормления малька африканского сома выполнен гранулированным и включает компоненты при следующем соотношении, мас.

Приканальный бассейн включает водозаборный узел, состоящий из регулятора уровней и двухниточного водозаборного регулятора. Бассейн разделен перегородкой на две автономные секции с устроенными в перегородке регулируемыми водо- и рыбопропускными отверстиями.

Устройство включает гнездо-инкубатор, состоящее из корпуса с инкубационным водопроницаемым субстратом, сформованным в виде волнистого сетчатого профиля с образованием лотков и фильтрующий водослив, смонтированный перед корпусом.

Способ включает внесение в водоем пробиотика "Пролам" в количестве 10-15 л/га. Пробиотик вносят на 2-3 день после заполнения водоема.

Изобретение относится к аквакультуре и может использоваться в качестве антиоксиданта для мальков карпа в условиях искусственного разведения рыб малых рыбоводных предприятий.
Способ включает установку в водоемах множества переносных модулей-нерестовиков с искусственными ложегнездами, оборудованными частотно-звуковыми генераторами. Генераторы настроены на воспроизведение звуков отдельных видов рыб для привлечения маточных особей к икрометанию на искусственные ложегнезда посредством частотно-звуковой модуляции, воспроизводящей звуки, издаваемые в момент икрометания самцами или самками.

Устройство включает взаимодействующие между собой посредством водопроводов и информационно-коммутационных каналов блоки выращивания гидробионтов, стабилизационный водяной танк, блок механической фильтрации, блок биологического обогащения воды, денитрификационный биофильтр, нитрификационный биофильтр, канал аэрации, блок ультрафиолетового облучения, бойлер, блок стабилизации рН воды, насос, первый воздушный компрессор, рыбные танки, резервный танк для воды, второй воздушный компрессор, блок подачи свежей воды, блок отвода отработанной воды и осадочных фракций, первый, второй и третий затворы, блок уровневой автоматики, блок слежения и управления параметрами воды, насос откачки осадочных фракций из блока биологического обогащения воды, смеситель, насос блока биологического обогащения воды и насос резервного танка воды.

Способ предусматривает культивирование водоросли в течение 11 суток при температура 22-24°C, освещенности 10 клк, аэрации смесью воздуха и углекислого газа, на модифицированной питательной среде на основе стерильной морской воды. Содержание биогенных элементов пропорционально увеличивают до следующих значений, гл: NaNO3 600, NaH2PO4⋅2Н2O 40, FeCl3⋅6Н2O 28, Na2ЭДТА 34,88, Na2SiO3⋅9Н2O 240, MnCl2⋅4Н2O 1,8. Способ обеспечивает максимальное накопление биомассы водоросли. 3 табл., 2 ил.

Наверх