TUGAS PLANKTONOLOGI

RESUME E-BOOK

“Handbook of

Microalgal Culture”

Oleh :

Maulana Ridwan

230110090080

Perikanan A

PRODI ILMU PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2010

Teknik Budidaya GanggangBab 1

Tinjauan Sejarah

Teknik budidaya ganggang (Hans R. Preisig) Institute of Botany Sistematik, University of Zurich Robert A. Andersen Provasoli-Guillard Pusat Kebudayaan Nasional Kelautan Fitoplankton, Laboratorium Ilmu Bigelow untuk Samudera.Banyak metode dan budaya dasar konsep media yang digunakan saat ini dikembangkan pada akhir 1800-an dan awal 1900-an. teknik budidaya ganggang memiliki telah dijelaskan dalam beberapa buku dan artikel sebelumnya (Moore 1903, Küster 1907, Chodat 1913, Richter 1913, Pringsheim 1924, 1928-1929 Kufferath, Lwoff 1932, Meier 1932, Vischer 1937, 1942 Tebal, Chu 1942, Pringsheim 1946, Brunel et al. 1950, Lewin 1959, Fogg 1965, Venkataraman 1969, Stein 1973, Guillard 1975, Richmond 1986), dan informasi historis dimasukkan dalam banyak ini. Dalam bab ini, meninjau utama perkembangan budidaya alga, dari asal-usulnya mulai tahun 1950-an.

Mikroalga Massa budidaya. Perintis bekerja untuk tumbuh mikroalga (terutama Chlorella) di laboratorium padat budaya dicapai oleh Warburg (1919) di Berlin, Jerman (lihat teks sebelumnya). Pada Woods Hole Oceanographic Lembaga di Amerika Serikat, dan Ketchum Redfield (1938) dijelaskan metode untuk mempertahankan terus menerus budaya diatom laut dalam pasokan besar untuk analisis kimia. Prosedur termasuk periodik pemanenan sebagian tetap (yaitu, sampai kilogram atau lebih dari bahan kering) pada titik penting dalam batch kurva pertumbuhan, sedangkan penduduk yang tersisa lanjutan untuk meniru dan tumbuh sampai populasi yang diinginkan kembali mencapai dan dipanen. Dengan teknik ini Ketchum et al. (1949) juga berhasil tumbuh dan optimal panen sel ganggang beberapa uniseluler lainnya. Metode batch semikontinu budaya masih digunakan dalam budidaya sebagai sarana produksi fitoplankton cepat untuk memberi makan binatang laut.

Di Göttingen (Jerman), Harder dan Witsch (1942) juga mulai percobaan di massa budidaya diatom untuk menentukan jika produksi lemak dari budaya itu mungkin. Sebuah alat yang lebih besar untuk tumbuh Chlorella secara kontinyu budaya dibangun oleh Myers dan Clark (1944) di University of Texas di Austin. Mereka diciptakan untuk terus budaya mereka di beberapa titik yang dipilih pada pertumbuhannya kurva oleh dilusi pada suspensi dikontrol oleh fotometrik sistem. Sel-sel yang dipanen secara manual pada interval, meninggalkan sebuah buku kecil dari suspensi sebagai inokulum. Mikroalga seperti Chlorella yang disarankan sebagai sumber aplikasi komersial potensial (misalnya, produksi pangan) oleh

Spoehr dan Milner (1947, 1949) dari Lembaga Carnegie Washington Divisi Tanaman Biologi di Universitas Stanford, di California. Lebih lanjut metode penelitian untuk menerjemahkan ke dalam laboratorium teknik spesifikasi untuk budidaya skala besar terus-menerus dari Chlorella dibuat oleh Cook (1950, 1951) di Stanford esearch Institute, yang membangun sebuah percontohan kecil tanaman.

Minat budidaya alga massa dilanjutkan dengan Lembaga yang Carnegie melalui kontrak dengan Arthur D. Little, Inc, Cambridge, Massachusetts, yang dibangun dan berlari unit pabrik percontohan beberapa budaya atap bangunan industri (lihat Burlew 1953). Hasil jangka pendek dari Chlorella adalah sebagai tinggi sebanyak 11 g kering berat · m-2 · hari-1, meskipun hasil rata-rata selama 52 hari operasi itu hanya 2 g / m-2 · hari-1. Namun, yang menghasilkan sampai 20-25 g / m-2 · hari-1 teknologi budidaya itu mungkin sekali meningkat dan budidaya yang dilakukan di lebih sesuai geografis lokasi. Juga pada akhir 1940-an dan awal 1950-an, penting bekerja pada produksi besar-besaran dari Chlorella dibuat di Jerman oleh Witsch (1948). Gummert et al. (1953) memulai sebuah program penelitian dan pengembangan di Essen, Jerman, untuk produksi berskala besar di rumah kaca dan budaya udara terbuka (lihat juga Meffert dan Stratmann 1954).

Pada saat yang sama, serangkaian laboratorium dan studi pabrik percontohan untuk pertumbuhan Chlorella diikuti dalam Jepang di bawah bimbingan Tamiya (Gambar 1.2F) di Tokugawa di Tokyo Institute (Mituya et al. 1953, Tamiya 1956, 1957). Kelompok yang sama ilmuwan itu juga berhasil dalam memperkenalkan teknik sinkron budaya (Tamiya et al 1953).. Sinkronisasi, eksperimen koordinasi yang diperoleh individu siklus hidup dalam populasi sel, adalah sebuah kemajuan besar untuk bekerja eksperimental dalam fisiologi ganggang dan kemudian telah banyak diikuti oleh orang lain menggunakan diubah teknik dan jenis ganggang yang berbeda (lihat Tamiya 1966, Pirson dan Lorenzen 1966).

Bab 2 Budaya Air Tawar

Bab ini memberikan ringkasan air tawar medium kultur metode yang telah

digunakan selama dari 30 tahun terakhir (lihat Nichols 1973). Media dijelaskan di sini (lihat Lampiran A) yang tidak lengkap media mungkin, tetapi mereka dipilih untuk mewakili berbagai kebutuhan. Menurut Katalog Dunia Algae diterbitkan oleh Komagata et al. (1989), ada sekitar 11.000 jenis, diklasifikasikan menjadi 3.000 spesies, yang dipelihara dalam 40 koleksi budaya mewakili 16 negara. Itu Jumlah spesies alga berbudaya kurang dari 10% dari orang-orang yang dijelaskan jenis alga (sekitar 40.000). Berbagai permutasi, atau seluruhnya usaha baru, mungkin diperlukan untuk mendirikan media cocok untuk berbudaya alga spesies, dan ini sering didasarkan pada habitat kimia atau persyaratan gizi khusus pada alga. 2.0. Material 2.1. Bahan kimia Unsur kimia yang diperlukan untuk persiapan media umumnya harus dari kualitas tertinggi tersedia kepada penyidik. Kualitas ditentukan oleh produsen, dan masing-masing produsen menggunakan sendiri kode untuk penunjukan kelas.

Dalam kasus, perlu untuk menghilangkan kotoran dari reagen kimia dengan berlalunya macronutrients dan beberapa mikro melalui resin Chelex 100 kolom (Bio-Rad Laboratories) (Morel et al 1975).. Metode ini sepenuhnya diuraikan dalam Bab 4. 2.2. Peralatan Peralatan minimal tertentu (misalnya, gelas, plasticware, analisis keseimbangan dengan sensitivitas 1 mg, pH meter, dan pengaduk magnetik) diperlukan untuk mempersiapkan saham solusi dan media kultur. Sebuah otoklaf biasanya penting untuk sterilisasi (lihat Bab 5). Penyaringan peralatan (misalnya, sumber vakum atau filter jarum suntik, filter holder, filter membran) juga diperlukan untuk zat sterilisasi panas-sensitif. Disposable filter membran, misalnya Millex-GV selama 1 - untuk 100-mL filtrasi dan GV Sterivex untuk 100 - untuk 3.000 mL filtrasi (Millipore Corp), sekarang tersedia dan sangat berguna untuk sterilisasi heatsensitive zat. Air steril harus digunakan ketika filter-disterilkan mempersiapkan solusi, karena filter dari 0,22 mm ukuran pori-pori tidak cukup untuk menghilangkan virus dan beberapa bakteri berukuran kecil. Sebuah mesin cuci ultrasonik berguna untuk membersihkan gelas dan plasticware dilapisi dengan kotoran keras kepala. pendingin dengan kompartemen freezer yang diperlukan untuk mempertahankan saham solusi dan media kultur. 2.3.

Polietilena, polikarbonat, atau plastik berlapis Teflon kapal harus digunakan di tempat kapal kaca untuk menyimpan saham solusi dari jejak individu logam, digabungkan jejak solusi logam, dan solusi saham silikat. Kecil jumlah logam akan menyerap ke dinding gelas botol dan asam silisik akan bermoral dari botol

kaca. Tindakan ini akan mengubah konsentrasi larutan, efektif membuat konsentrasi tidak diketahui. Oncedistilled air dan air deionized juga digunakan. Itu tingkat kualitas didikte oleh sensitivitas baik alga dan aplikasi, yaitu, lebih kritis eksperimental studi biasanya membutuhkan kualitas air lebih kritis. 2.5. Agar agars Biasa terdiri dari agarose dan agaropectin bahwa terkontaminasi dengan berbagai kotoran (Krieg dan Gerhardt 1981), dan beberapa agars berisi air-larut agen litik terhadap cyanobacteria (Allen dan Gorham 1981).. Tanah Sebuah tanah ekstrak cair atau padat partikel tanah digunakan untuk spesies budidaya alga saat yang tepat pengetahuan tentang gizi persyaratan tidak perlu dan kapan menjaga morfologi normal sangat penting. Sukses dengan ekstrak tanah larutan atau media air tanah ergantung pada pemilihan tanah yang cocok. Namun, menemukan tanah yang baik tidak sederhana. Sebagai contoh, lebih dari 40 tanah yang berbeda jenis mencoba untuk tumbuh chrysophytes, hanya dua yang ditemukan dapat diandalkan untuk penggunaan umum (Robert Andersen, komunikasi pribadi). Fitur sumber tanah yang baik kebun atau rumah kaca dimana tanah memiliki tidak pernah terkena bahan kimia (misalnya, pupuk, pestisida), terganggu daun hutan, dan padang rumput yang belum digarap atau menyerempet (Starr dan Zeikus 1993, Tompkins et al. 1995).

Tanah seharusnya dalam jenis tanah liat, tanah dengan jumlah besar tanah liat yang tidak cocok. Untuk ganggang langka atau sensitif tertentu, kadang-kadang mungkin untuk mendapatkan tanah yang subur dekat danau atau kolam mereka tumbuh secara alami, namun tanah harus diambil dari atas permukaan air, karena air danau dan sedimen tambak sering anoksik dan berisi akumulasi bahan beracun. Setelah penghapusan bahan-bahan asing jelas (Misalnya, batu, daun, akar, cacing), tanah harus kering, baik pada suhu kamar atau dalam oven pengeringan pada suhu rendah (<60 ° C). Setelah kering, tanah harus mudah hancur menjadi debu halus. Seorang yang bersih, bebas kimia mortar dan alu dapat digunakan untuk menggiling tanah. Itu halus tanah dasar harus melalui saringan untuk menghilangkan partikel yang lebih besar atau sisa asing bahan, dan kemudian tanah harus disimpan dalam kering lingkungan. Untuk mempersiapkan tanah ekstrak, tambahkan 1 bagian tanah untuk 2 bagian dH2O dan mempastir atau autoclave selama 2 jam (Tompkins et al 1995).. Biarkan untuk partikulat menyelesaikan, dan kemudian saring (misalnya, Whatman # 1 filter) yang cair. Ekstrak harus dipasteurisasi atau diautoklaf lagi untuk membangun solusi steril.

Bab 3Budaya Kelautan

Alam air laut (NW) adalah medium kompleks yang mengandung dikenal lebih dari 50 elemen dan besar dan variabel jumlah senyawa organik. Untuk budaya ganggang, pemanfaatan langsung NW jarang diterima. Tanpa penambahan nutrisi lebih lanjut dan jejak logam, menghasilkan algae biasanya terlalu rendah untuk pemeliharaan budaya atau laboratorium percobaan, dan dengan demikian pengayaan biasanya diperlukan. Selain itu, variasi alam kualitas NW sepanjang tahun, kebutuhan untuk kontrol gizi dan konsentrasi unsur jejak, dan ketersediaan terbatas air laut di lokasi pedalaman membuat pilihan air laut buatan (AW) menarik (lihat Bagian 4.2). Penyusunan NW dengan solusi pengayaan nutrisi, jejak logam, dan vitamin dan persiapan AW dijelaskan dalam bab ini. Untuk kejelasan, kita menggunakan air laut alami istilah untuk merujuk unenriched NW, dan air laut buatan untuk AW unenriched. Itu solusi pengayaan merujuk pada macronutrients, unsur jejak, dan vitamin yang harus ditambahkan ke NW dan AW untuk menghasilkan hasil yang besar alga.

Itu bahan yang dibutuhkan untuk persiapan media air laut dan resep utama solusi saham macronutrients, unsur jejak, dan vitamin dijelaskan. Metode dan tindakan pencegahan yang diperlukan dalam media persiapan dilindungi. Resep untuk tertentu alga kelompok dan air laut alami dan sintetis berbagai resep.

Bab 4Trace MetalIon Buffer

Banyak jejak penting logam, seperti tembaga, seng, dan kobalt, bersifat racun pada konsentrasi tinggi, dan satu, besi bentuk oksida besi larut hydrous presipitat yang sebagian besar tidak tersedia untuk alga akuatik (Kaya dan Morel 1990). Selain itu, presipitat besi penting menyerap logam lainnya dan menurunkan ketersediaan mereka. Karena kesulitan ini, menyediakan memadai, pasokan beracun dari logam untuk melacak penting ganggang dalam budaya batch fitoplankton historis disajikan sebuah tantangan besar untuk culturists alga. Awalnya, masalah ini dipecahkan melalui penambahan ekstrak air tanah, yang memberikan suite unsur mikro bersama dengan campuran yang kompleks asam organik tinggi-molekul-massa, yang biasa disebut sebagai Senyawa humat.

Senyawa humat besi chelated, sangat meningkatkan kelarutan, dan membentuk senyawa kompleks organik (Chelates) dengan reaktif mikronutrien logam seperti tembaga, sehingga mengurangi mereka keracunan. Namun, tidak diketahui komposisi dan bervariasi tanah ekstrak berbagai persiapan sering menyebabkan miskin reproduktibilitas dalam tingkat pertumbuhan dan hasil dari alga budaya dan mencegah berbagai studi yang serius dari mikronutrien persyaratan pertumbuhan alga akuatik.

Bab ini terutama ditujukan untuk membantu merancang percobaan untuk studi semacam jejak logam-fitoplankton interaksi. Karena sebagian besar pekerjaan dalam field telah difokuskan pada spesies laut, bab ini menekankan penggunaan buffer jejak ion logam dalam air laut budaya. Para pembaca yang terutama tertarik hanya dalam mempersiapkan media budaya didefinisikan kimia untuk budidaya rutin atau non-jejak logam studi eksperimental akan menemukan protokol yang diperlukan, perhitungan, dan pertimbangan praktis dalam Bagian 4.0

Bab 5Sterilisasi danTeknik steril

Ada berbagai metode sterilisasi, yang dapat kasar diklasifikasikan ke dalam empat kategori: sterilisasi panas, gelombang elektromagnetik sterilisasi, sterilisasi menggunakan filtrasi, dan sterilisasi kimia . Panas sterilisasi adalah yang paling umum dari kategori umum dan biasanya membutuhkan temperatur tinggi (≥ 100 ° C), menyiratkan bahwa material yang akan disterilkan dapat menolak suhu tinggi (misalnya, gelas, instrumen logam, dan aluminium foil). Cairan adalah filter-disterilkan ketika cairan tersebut berisi komponen yang rapuh hancur oleh suhu tinggi. Gelombang elektromagnetik (Misalnya, ultraviolet [UV ray], sinar gamma, x-ray, dan gelombang mikro) digunakan sebagai alternatif untuk material yang tidak dapat terkena suhu tinggi (umpamanya, banyak produk plastik atau cairan dengan komponen labil). Saat ini, persediaan plastik disterilkan dengan gamma sinar yang tersedia.

Akhirnya, banyak yang berbeda jenis bahan kimia telah digunakan untuk tujuan sterilisasi, namun, jejak kimia mungkin tetap setelah perawatan sterilisasi, dan bahan kimia yang mungkin membahayakan hidup alga dan kepada penyidik. Oleh karena itu, prosedur sterilisasi kimia memiliki jatuh ke tidak digunakan di laboratorium. 2.0. Presterilization Membersihkan Prosedur 2.1. Budaya Kapal Baru kaca Baru dan pembuluh plastik, kecuali siap digunakan disterilkan produk, harus dibersihkan sebelum penggunaan pertama, karena bahan kimia atau jejak lainnya dari produk manufaktur dapat tetap berada di kapal dan mungkin berbahaya untuk sel-sel hidup. Prosedur ini terdiri dari merendam kontainer dalam cairan asam klorida mandi (biasanya 1 M HCl) selama 1 minggu, beberapa kali membilasnya dengan keran air yang mengalir, dan membilasnya dengan suling atau deionized air sebelum pengeringan. Untuk metode yang kurang ketat, baru kaca dan kapal plastik bisa dicuci dengan deterjen netral diperdagangkan untuk digunakan laboratorium (misalnya, M-251L tanpa Fosfor, Shapu Sistem Manufaktur; Neodisher FT dengan penawar, Dr Weigert GmbH & Co), diikuti oleh menyeluruh pembilasan dan pengeringan. Beberapa jenis topi untuk kapal yang tersedia pada pasar: topi plastik tahan panas, topi logam, dan sumbat karet silikon luas. Dianjurkan untuk memeriksa keamanan bahan sebelum digunakan, karena beberapa produk dapat melepaskan zat beracun yang selama autoclaving proses. Misalnya, hitam bakelite harus tutup akan diautoklaf dalam air beberapa kali sebelum digunakan dengan medium kultur. Baru topi warna hitam air dengan senyawa fenolik yang dilepaskan ketika tutup adalah diautoklaf pertama.

Penampilan polietilen Baru mungkin juga rilis zat berbahaya ketika mereka terlebih diautoklaf.

Budaya kapal yang digunakan untuk menumbuhkan sel harus diautoklaf untuk membunuh semua sel. Sel-sel hidup, terutama sebagai kista, dapat menyebabkan pencemaran perairan lokal jika dibuang benar. Setelah autoclaving, cairan didinginkan dan dibuang, ketika agar-agar digunakan, harus didinginkan untuk dekat titik gelling dan kemudian dibuang. Itu singkat kapal harus dibilas dengan air mengalir dan kemudian dibersihkan. Metode pembersihan standar terdiri dari merendam semalam di kapal mandi deterjen netral (komersial deterjen digunakan untuk laboratorium), diikuti dengan menggosok dengan sikat dan spons.

Bab 6

TradisionalMikroalga Isolasi

Teknik

Provasoli-Guillard Pusat Kebudayaan Nasional Kelautan Fitoplankton, Laboratorium Ilmu Bigelow untuk Samudera Masanobu Kawachi Institut Nasional untuk Studi Lingkungan Venkataraman (1969), Stein (1973), dan Guillard (1995). Untuk metode otomatis mengisolasi ganggang. Isolasi Mempengaruhi Sering kali, langkah pertama menuju sukses adalah pemahaman isolasi dan meniru lingkungan alami kondisi. Untuk ganggang laut pesisir, suhu dan salinitas yang penting, dan untuk kelautan (Laut terbuka) phytoplankters, kualitas air dan keracunan logam keprihatinan tambahan. Ganggang Air Tawar dikumpulkan dalam bulan nonwinter sering kurang sensitif untuk suhu, tetapi pH atau alkalinitas mungkin penting. Polar dan ganggang salju sangat sensitif terhadap suhu hangat, seperti protista dari mata air panas atau ventilasi hidrotermal sensitif terhadap suhu dingin. Algae dari lingkungan asam atau hypersaline membutuhkan lingkungan khusus budaya media, tetapi untuk ganggang terestrial atau tanah, faktor lingkungan kurang penting. Taksonomi pengetahuan dari spesies target mungkin penting. Diatom membutuhkan silika, sering euglenoids membutuhkan amonia, dan beberapa genera (misalnya, Chrysochromulina) membutuhkan selenium. Mixotrophic spesies (misalnya, dinoflagellates tertentu dan chrysophytes) sering memerlukan bakteri sumber makanan, dan tidak berwarna phagotrophic spesies (misalnya, Pfiesteria) mungkin memerlukan makanan eukariotik sumber. Langkah kedua menuju sukses melibatkan isolasi penghapusan kontaminan, terutama yang dapat outcompete spesies target. Teknik pengenceran, tunggal-sel isolasi oleh micropipette, dan agar melesat banyak digunakan, antara metode lain. Langkah terakhir memerlukan pertumbuhan lanjutan pada subkultur. Hal ini tidak biasa untuk target spesies untuk tumbuh dalam tahap awal isolasi tapi kemudian mati setelah satu atau lebih transfer ke medium segar. Hal ini sering menunjukkan bahwa medium yang kurang elemen tertentu atau senyawa organik, yang tidak segera terwujud. Sayangnya, saat ini ditemukan, kadang-kadang terlambat, karena asli sampel hilang dan isolat asli sudah mati. Atau, organisme dapat mengumpulkan limbah yang racun lingkungan, menyebabkan kematian. Di alam, ini limbah yang diencerkan atau dimetabolisme oleh organisme lain (Misalnya, bakteri). 3.0. Contoh Koleksi Metode pengumpulan kadang-kadang penting untuk keberhasilan, karena sel-sel rusak atau mati menyebabkan kegagalan. Jika spesies target dikenal dan jika sudah dikumpulkan dan dipelajari sebelumnya, maka isolator telah substansial pengalaman untuk membimbing proses pengumpulan. Sebagai contoh, Synura petersenii Korsh. secara rutin terkonsentrasi dengan plankton net; sampel ditempatkan di atas es atau dingin kontainer, dan organisme bertahan selama 24 jam atau lebih. Namun, dengan menggunakan metode ini dengan Gonyostomum

air mani (Ehr.) Diesing sulit, karena sebagai terkonsentrasi sel-sel mulai menyentuh partikel satu sama lain atau lainnya, mucocysts debit dan banyak sel mati. Demikian pula, untuk sampel plankton laut, Skeletonema costatum (Greville) Cleve adalah kuat sedangkan Akashiwo sanguinea (Hirasaka) Hansen et Moestrup tidak. Spesies Kelautan sangat sensitif terhadap koleksi dan konsentrasi, dan botol air khusus digunakan, seperti Tefloncoated Go-Flow Niskin botol (Umum Oceanics Inc). Sampel dikumpulkan pada kedalaman bisa sensitif terhadap tekanan, cahaya, atau perubahan suhu. Jadi, terlepas dari koleksi situs, seluruh air (tidak pekat) sampel, dikumpulkan dalam wadah yang bersih dan disimpan pada suhu yang stabil,sering memberikan sel-sel sehat saat terkonsentrasi sampel gagal. isolator harus menghabiskan lebih banyak waktu mencoba untuk menemukan spesies target di encer sampel, tetapi sekali terletak, sel biasanya layak. Akhirnya, jika sampling yang lingkungan yang kurang pengetahuan sebelumnya, atau jika organisme target tidak diketahui dengan ilmu (dan ada banyak), maka kolektor adalah bijaksana untuk berhati-hati dan beberapa metode. sampel Alam sering mengandung zooplankters bahwa pakan atas ganggang. Setelah terkonsentrasi, hewan-hewan ini dapat makan cepat atau membunuh alga.Hewan besar (misalnya, copepoda, rotifera, siliata) dan tidak diinginkan ganggang kolonial dapat dihilangkan dengan lembut penyaringan (lihat bagian berikutnya). Filter, layar, atau bersih dipilih sehingga alga melewati melalui perangkat penyaringan tetapi hewan atau koloni tidak (Gambar 6.1a). Prefiltering sampel segera pada saat penerimaan biasanya efektif untuk menghapus ini organisme yang tidak diinginkan. Demikian pula, jika sampel memiliki kelimpahan organisme kecil yang tidak diinginkan, seperti lainnya ganggang dan bakteri, maka filtrasi lembut dapat mengumpulkan yang lebih besar, ditargetkan spesies sedangkan organisme yang lebih kecil lulus melalui filter. Namun, perawatan harus dilakukan untuk menghindari kerusakan atau pengeringan dengan spesies target dan metode ini biasanya diterapkan hanya ketika kecil organisme menimbulkan masalah (misalnya, pengenceran teknik, sebagai kemudian dibahas dalam teks).

Bab 7

Isolasi otomatisTeknik untuk

Mikroalga

Teknologi otomatis, seperti aliran cytometric sortasi sel, sangat cocok

untuk sel-sel ini lebih kecil, dan potensi instrumen ini hanya mulai dieksploitasi. Arus cytometry sangat ideal untuk mengisolasi awalnya Mikroalga sel terkecil, dan sel-sel tunggal dapat cepat disortir ke piring multiwell untuk mendirikan baru alga budaya. Pemisahan sel alga dari cooccurring mencemari sel (misalnya, bakteri) adalah keuntungan penting. Tujuan bab ini adalah untuk mempertimbangkan beberapa isu kritis tentang mengisolasi mikroalga oleh metode otomatis. Fokusnya adalah pada menyortir satu-sel, karena teknologi ini telah maju cukup jauh untuk diterapkan untuk isolasi rutin. Optical menjebak, atau "Optik penjepit," adalah teknologi berkembang dan sebentar dipertimbangkan.

1.1. Arus cytometry dengan Cell Sorting Arus cytometry dikembangkan pada 1960-an dan 1970-an sebagai cara

untuk menghitung dan menganalisis sifat optik sel tunggal tersuspensi dalam fluida. Rincian prinsip-prinsip dan operasi dari aliran cytometer diberikan tempat lain (Melamed et al 1994,. Shapiro 2003). Sebuah tinjauan aspek dasar flow cytometry diberikan di Bab 17, dalam konteks sel menghitung dengan aliran cytometry. Reckermann (2000) telah menulis sebuah umum review memilah aplikasi dalam ekologi air, dan kami hanya menjelaskan secara singkat prinsip-prinsip dasar; rincian spesifik isolasi mikroalga disediakan. Ketika sampel dianalisis dengan cytometry aliran, berbeda populasi dapat muncul sebagai kelompok dalam twodimensional cytograms dari menyebarkan dan / atau fluoresensi parameter. Dengan logika pemilahan cepat elektronik, itu mungkin untuk mengidentifikasi sel tunggal dalam populasi ini dan membuat keputusan penyortiran sebagai sel meninggalkan optik interogasi titik. Ada dua jenis utama sekarang sortasi mekanisme yang umum tersedia: Aliran pemilahan dan penyortiran tetesan. Dalam pemilahan aliran fluida, aliran sungai secara fisik dialihkan untuk mengumpulkan bagian sungai yang berisi sel target. Sebuah variasi dari gagasan ini adalah untuk memindahkan koleksi sampel perangkat ke dalam aliran sampel di tepat saat sel sasaran adalah sekarang. Satu komersial penerapan teknologi ini telah diterapkan Becton Dickinson-oleh (BD Biosciences), mulai dengan instrumen FACSort, diikuti oleh berikutnya model (misalnya, FACSCalibur).

Sistem ini biasanya semacam di tingkat ratusan sel per detik. Mereka sarung mengumpulkan fluida ketika mereka tidak menyortir, jadi umumnya contoh semacam ini sangat diencerkan dengan cairan selubung. Mereka dapat dikombinasikan dengan sistem penyaringan untuk sarung menghapus cairan dan hasil lebih terkonsentrasi semacam sampel. Keuntungan dari alat ini adalah kemudahan gunakan relatif terhadap tetesan penyortir (Shapiro 2003). Dalam pemilahan gelembung (Gbr. 7.1) aliran aliran berosilasi sehingga undulates, membobol tetes kecil di cara dikendalikan. Biasanya dalam "-udara jet-" sistem aliran aliran fluida meninggalkan sel mengalir melalui lubang diameter didefinisikan. Titik interogasi, mana laser memotong aliran sungai, terletak hanya di bawah sel aliran. Perangkat piezoelektrik pada aliran sel biasanya menghasilkan kekuatan osilasi. Sungai dapat diisi (positif atau negatif) sebelum tetesan pembentukan, dan drop mempertahankan biaya yang diberikan. Jika tetesan lulus dekat piring pengisian, maka mereka dapat tertarik ke arah atau menjauh dari piring, mengarahkan mengumpulkan tetesan ke perangkat. Logika semacam sehingga dapat biaya tetesan mengandung sel-sel sasaran sehingga mereka akan dibelokkan ke arah yang tepat untuk koleksi.

Tujuan metode pemurnian adalah untuk mendapatkan yang layakbudaya spesies tunggal, bebas dari semua spesies lain("Kontaminan") apakah eukariota, prokariota, atauvirus. Gagasan tentang kultur murni tidak diragukan lagi mulaipada saat Koch dan Pasteur mengacu pada bakteri.Extended sebelah eukariota, pertama kali menghasilkanistilah unialgal untuk budaya tunggal-jenis ganggang, dan jikabudaya tidak memiliki kontaminan terdeteksi, maka merekadipanggil murni atau axenic. Istilah ini biasanya gnotobioticdigunakan untuk individu dari spesies yang lebih besar dibesarkan bebasmikroorganisme atau parasit. Karena beberapa gangganggizi sebagian atau seluruhnya organo-heterotrofik,bactivorous, planktivorous, atau bahkan karnivora, mungkindiperlukan untuk memasok makanan sebagai budaya hidup atau terbunuh daribakteri, ganggang lainnya, atau protista. budaya makan tersebutkadang-kadang disebut bixenic. Budaya lain berada di luar sebuahdefinisi sederhana. Sebagai contoh, bagaimana budayaPinnularia dengan bakter

Bab 9 Isolasi dan Pemurnian

Teknik untuk Makroalga

Graduate School of Science Kuroshio, Fakultas Ilmu, Kochi University peningkatan media kebudayaan dan penggunaan dikendalikan-suhu ruang inkubasi, unialgal teknik kultur menjadi mapan, dan oleh studi budaya 1960-an dari makroalga menjadi populer (1942 Tebal, Tatewaki 1966). Selain penggunaannya dalam studi awal pembangunan dan kehidupan sejarah, unialgal, klon, dan budaya axenic dari makroalga telah menjadi penting bagi banyak fisiologi gizi, respons terhadap berbagai bahan kimia, persimpangan percobaan, penggalian berbagai senyawa tanpa kontaminasi (termasuk untuk biologi molekular seperti DNA genomik, perpustakaan cDNA, Northern blotting, dll), jangka panjang strain pelestarian, pertukaran bahan penelitian, budaya massa dan penyusunan budidaya benih-saham, dan seterusnya.

Dalam bab ini, budaya unialgal adalah budaya yang sekarang). Budaya axenic adalah unialgal dan bebas dari bakteri. Budaya klonal adalah budaya dari genom satu set(Misalnya, budaya berasal dari sel vegetatif tunggal atau jaringan atau dari sel reproduksi) dan isebarkan vegetatif. Bab ini memperkenalkan teknik untuk membangun dan mempertahankan unialgal dan axenic budaya makroalga. Dikumpulkan spesimen diangkut dalam kantong plastik, botol, atau kontainer yang sesuai dengan ukuran mereka, menghindari iradiasi kelebihan dan guncangan suhu relatif terhadap kondisi habitat yang berlaku. Secara umum, suhu kondisi 50-10 ° C lebih dingin dibandingkan dengan suhu air habitat (° C 50-10 untuk air dingin taksa dan 20-25 ° C untuk taksa tropis) yang lebih baik untuk transportasi.

Paling makroalga intertidal (rumput laut) yang toleran terhadap tekanan seperti pengeringan dan perubahan suhu yang cepat, dibandingkan dengan makroalga subtidal. Subur spesimen dikumpulkan dalam desiccating kondisi (misalnya, intertidal taksa yang dikumpulkan selama pasang rendah) rilis reproduksi sel (zooids, telur, spora, dll) segera setelah mereka eimmersed dalam air laut, seperti dalam wadah yang digunakan untuk transportasi. Oleh karena itu, mereka lebih mungkin basah diangkut dalam kantong plastik (mungkin spesimen longgar dibungkus dengan handuk kertas atau koran) atau Sebaliknya makroalga, subtidal, terutama yang tumbuh di habitat dalam (di bawah 50-10 m) lebih sensitif terhadap perubahan lingkungan seperti pengeringan dan suhu shock, jadi mereka harus segera ditransfer untuk wadah diisi dengan air laut, mengurangi eksposur untuk udara atau fluktuasi suhu. Disposable pipet, baik dengan bola dan pipet dituangkan dalam satu potong tipis polietilen (pastette), dapat digunakan untuk

sampling spesimen yang sangat kecil di lapangan (lihat Bab 10). Mereka yang murah, bisa dipecahkan, dan steril ketika dikemas secara individual (bulk-pipet dikemas hampir steril dan yang cocok untuk lapangan mengumpulkan). Satu menarik sampel ke dalam pipet oleh hisap.

Untuk transportasi yang terbaik adalah mengisi pipet hampir sepenuhnya dengan air laut, memeras cairan ke bola lampu, dan kemudian panas-segel dengan hati-hati meleleh membuka di tepi dari sebuah api kecil, dan meremas akhir bersama-sama cair dengan gunting tang. Untuk membuka, hanya snip off the tip. Beberapa makroalga asam (misalnya, beberapa spp Desmarestia., spp Dictyopteris, Plocamium spp.., dan sebagainya) kebutuhan khusus perawatan, mirip dengan taksa subtidal sensitif. Hal ini juga penting untuk melindungi spesimen lain dari yang taksa asam pada saat pengumpulan dan transportasi (yaitu, menghindari meletakkan kedua jenis dalam wadah yang sama, karena meskipun sejumlah kecil asam alga yang rusak dapat merusak lain spesimen). Pematangan beberapa taksa (misalnya, Dictyota) dilaporkan akan disinkronisasi dengan bulan ritme (Phillips et al 1990)., perhatian begitu istimewa harus dibayar dalam penjadwalan koleksi taksa ini. Entah jaringan vegetatif atau dibebaskan dari sel struktur reproduksi dapat digunakan untuk membangun budaya (Lihat Bagian 4.0). Dalam kedua kasus, bersih tanaman dengan beberapa epifit dan epizoa, dan tanaman subur di kasus terakhir, harus dipilih di lapangan. Subur bagian (Bagian dari tanaman bantalan struktur reproduksi) sering bisa dideteksi dari penampilan kotor; hanya bagian-bagian harus dipotong dan diangkut ke laboratorium.

Bab 10Abadi

PemeliharaanMetabolisme aktif

Mikroalga Budaya

Cara paling umum untuk melestarikan budaya Mikroalga adalah pemeliharaan terus-menerus di awah dikendalikan lingkungan kondisi. Subkultur dilakukan rutin serial menggunakan teknik aseptik dan mikrobiologi melibatkan mentransfer inokulum dari akhir log / stasioner budaya fase ke segar, steril menengah. Hal ini menyebabkan metabolisme budaya aktif yang dapat digunakan dalam waktu singkat. Tujuannya adalah untuk mempertahankan yang sehat, fisiologis, morfologis, dan genetis perwakilan populasi. Faktor kunci untuk dipertimbangkan adalah bahwa berbeda usia subkultur dapat memberikan tahapan yang berbeda siklus hidup (misalnya, oranye / merah aplanospores di samping untuk membagi hijau dan motil sel pada awal stasioner fase budaya Haematococcus pluvialis Flowtow).

Keterbatasan utama transfer abadi adalah selektif dan buatan sifat media dan inkubasi regimen sehubungan dengan kondisi ekologi asli. Kondisi Laboratorium dapat, dalam kasus-kasus ekstrim, memimpin hilangnya fitur morfologi penting dan fisiologis sifat. Contoh ketidakstabilan meliputi pengurangan ukuran frustules diatom (Jaworski et al 1988)., retensi / hilangnya duri dalam pusillum Micractinium Fresenius, dan hilangnya komposisi pigmen normal pada berbagai alga (Warren et al 2002).. Selanjutnya keterbatasan termasuk kemungkinan kontaminasi axenic budaya dan kemungkinan mislabeling atau penanganan lainnya kesalahan. Subkultur rutin serial adalah sebuah laborand habis-intensif proses dan tentu saja batas kapasitas pekerja untuk mempertahankan jumlah besar strain. Untuk menghindari kerugian dari subkultur rutin, pendekatan alternatif telah dikembangkan untuk konservasi ex situ dari alga dan cyanobacterial budaya, terutama kriopreservasi (lihat Bab 12). Bagian berikut membahas pertimbangan utama pemeliharaan yang diperlukan untuk sukses jangka panjang, termasuk teknik transfer, kondisi pemeliharaan, dan pengendalian mutu kebijakan jaminan / dan prosedur. Itu bagian berfokus pada berbagai aspek Subkultur rutin strain dan menganggap bahwa pasti tidak ada tunggal, cara terbaik untuk tumbuh atau mempertahankan budaya alga.

Bab 11Jangka panjang

Macroalgal BudayaPemeliharaan

Bab ini sebagian besar didasarkan pada perspektif pribadi saya dan 44 tahun pengalaman dalam memelihara laboratorium budaya makroalga dan mikroalga. Saya telah mengamatifasilitas budaya di lembaga-lembaga akademis lainnya dan beberapa belum memadai untuk studi memuaskan pada ganggang biologi dan budaya pemeliharaan jangka panjang. Dalam berikut bagian, saya menunjukkan aspek-aspek yang dapat manfaat bagi orang lain yang ingin empertahankan budaya sebagai saham gen kolam renang untuk berbagai macam phycological penelitian. 2.0. Metode 2.1. Air laut Untuk pemeliharaan rutin makroalga laut, saya lebih memilih alam laut berbasis medium kultur bukannya buatan medium kultur. Cara terbaik untuk mendapatkan air laut untuk budaya dari daerah pesisir terbuka jauh dari industri dan perumahan daerah. air laut yang diperoleh dengan ember plastik 10 liter dan kemudian dituangkan melalui corong plastik dilengkapi dengan filter jaring Nitex (100 mm sampai Teknik budidaya alga 157.

Bab 12Kriopreservasi

Metodeuntuk Mempertahankan

Mikroalga Budaya

Kriopreservasi dapat didefinisikan sebagai penyimpanan dari organisme hidup, atau bagiannya, di sebuah ultralow suhu (biasanya lebih dingin dari -130 ° C) seperti yang tetap mampu bertahan hidup setelah thawing. Kriopreservasi masih sebagian besar ilmu empiris karena yang mendasari mekanisme biologis sel cedera selama pembekuan dan thawing tidak sepenuhnya dipahami (Baust 2002). Meskipun pembatasan ini, ratusan spesies cyanobacteria dan mikroalga eukariotik memiliki cryopreserved berhasil. Dalam bab ini istilah "ganggang" akan merujuk pada cyanobacteria dan Ganggang eukariotik. Istilah "Unit alga" akan merujuk ke organisme tunggal. Setelah pengenalan beberapa prinsip-prinsip dasar kriopreservasi, protokol akan dijelaskan yang memiliki potensi untuk kriopreservasi sukses dari berbagai alga. Metode yang dapat diadaptasi untuk berbagai laboratorium di biaya sederhana akan ditekankan. Alasan dan Persyaratan Minimum Pemeliharaan terus-menerus aktif tumbuh alga strain selama jangka waktu yang lama sering mahal dan memakan waktu. Sebaliknya, budaya tetap hidup dalam ditangkap atau negara terbelakang umumnya metabolisme memerlukan minimal perhatian.

Spora istirahat atau tidur tahapan beberapa spesies dapat dipertahankan pada suhu kamar atau suhu dingin selama bertahun-tahun tanpa perhatian. Misalnya, hidup pluvialis Haematococcus Flotow aplanospores telah pulih dari udara-tanah kering setelah 27 tahun (Leeson et al 1984)., Dan cyanobacterium yang Nostoc Vaucher komune dihidupkan kembali dari herbarium spesimen setelah 107 tahun penyimpanan (Cameron 1962). Namun, viabilitas yang beristirahat tahap umum penurunan dengan waktu, dan ganggang laut banyak yang tidak menunjukkan setiap tahap tidak aktif persisten. Kriopreservasi memungkinkan ganggang yang hidup yang tidak memiliki istirahat yang normal tahap untuk dipertahankan selamanya dalam keadaan ditangkap. Keuntungan dan kerugian dari kriopreservasi.

Bab 13 Photobioreactors dan Fermentors:

Terang dan Sisi Gelap

Growing Algae

Teknologi fermentasi telah sangat mapan pengetahuan dasar (Bailey dan Ollis 1977, Wang et al.1979, Moo-Young dan Blanch 1987, Blanch dan Clark 1997, Hilton 1999). The fotobioreaktor dan ermentor teknologi yang dikembangkan dan digunakan selama dua terakhir dekade oleh Martek Biosciences Corporation digunakan sebagai contoh. Penekanan ditempatkan pada photobioreactors karena lebih banyak ganggang phototrophs dari heterotrophs. fotobioreaktor desain berbeda, tergantung pada akhir tujuan. Secara umum, photobioreactors canggih lebih fleksibel tetapi lebih mahal untuk membangun dan lebih rumit untuk beroperasi. Martek mulai merancang photobioreactors dua dekade yang lalu untuk memproduksi stabil isotopically senyawa berlabel (13Carbon, 2Hydrogen, 15Nitrogen) (Behrens et al 1989,. 1994, 1996). Kami memiliki kapal ini juga digunakan untuk memproduksi pigmen, asam lemak, dan molekul bioaktif (Kyle et al. 1989, Behrens 1992, Radmer dan Parker 1994, dan Kyle Behrens 1996, Apt dan Behrens 1999).

Selain menghasilkan biomassa untuk produk ganggang, photobioreactors telah dirancang untuk mendukung kehidupan di luar angkasa (Radmer et al. 1987, Godia et al. 2002), penghapusan berbagai senyawa dari air (An dan Kim 2000, Gaffney et al. 2001), produksi vesikel gas di cyanobacteria (Kashyap et al. 1998, Sundararajan dan Ju 2000), CO2 removal (Keffer dan Kleinheinz 2002), produksi hidrogen (Kosourov et al. 2002, Tsygankov et al. 2002), dan produksi macroalgal (Huang dan Rorrer 2002, Polzin dan Rorrer 2002, Barahona dan Rorrer 2003). Namun, ini mungkin palsu karena ditemukan Martek banyak spesies dari semua kelompok alga yang mampu pertumbuhan heterotrofik.

Penting untuk dicatat bahwa Martek's pendekatan photobioreactors dan fermentors dipengaruhi dalam arah yang berbeda berdasarkan status teknologi individu. Strategi untuk Pertumbuhan Skala Besar-Algae Beberapa pendekatan umum telah digunakan untuk tumbuh jumlah besar alga phototrophic. Pendekatan-pendekatan mencakup sistem outdoor seperti kolam dan tank tempat cahaya diberikan sebagai sinar matahari (lihat Bab 14), dan sistem dalam ruangan seperti photobioreactors tempat cahaya diberikan oleh lampu listrik (Oswald 1988, Chaumont 1993, Hu dan Richmond 1994, Grima Molina et al. 1995, Pushparaj)

Bab 14Budidaya

Mikroalga dalamOutdoor Kolam

Komersial budaya mikroalga umumnya membutuhkan kemampuan untuk secara ekonomis menghasilkan jumlah tonbiomassa alga. Hal ini memerlukan volume budaya10.000 untuk lebih dari 1.000.000 liter, dan oleh karena ituhampir semua budaya skala komersial saat ini sedang dalam terbukakolam luar ruangan. Chlorella spp., Spirulina platensis Geitler,S. maxima Geitler (= Arthrospira [lihat Castenholz 1989],tapi di sini disebut Spirulina untuk mencerminkan penggunaan umum),Dunaliella salina (Dunal) Teodoresco, Haematococcus pluvialis Flotow, dan spesies Nannochloropsis ditanamluar di kolam terbuka, yang terakhir untuk digunakan dalam akuakultur.Beberapa spesies lain juga telah berkembang dengan suksesdi kolam outdoor pada skala kecil:Porphyridium spesies, spesies Monodus, Phaeodactylumtricornutum Bohlin, dan obliquus Scenedesmus (Turpin)Kützing. Bab ini menjelaskan fitur kuncikolam desain, operasi, dan manajemen untukbudaya luar mikroalga, dengan penekanan khusus

Bab 15Budidaya dariRumput laut

Ganggang laut makroskopik bentuk sebuah hidup penting sumber daya dari lautan. Rumput laut adalah makanan penting bagi manusia dan hewan, serta pupuk untuk tanaman dan sumber berbagai bahan kimia (Lembi dan Waaland 1988, Sahoo 2000). Rumput laut telah momentum sebagai sistem percobaan baru untuk biologi al penelitian (Sahoo et. 2002) dan sebagai bagian integral dari budidaya sistem terpadu (Chopin et al. 2001, Troell et al. 2003, Neori et al. 2004). Kita semua menggunakan rumput produk dalam kehidupan kita Sebagai contoh, beberapa polisakarida rumput laut digunakan dalam pasta gigi, sabun, shampoo, kosmetik, susu, es krim, daging, makanan olahan, penyegar udara, dan banyak lainnya item. Di negara-negara oriental banyak seperti Jepang, Cina, Korea, dan lain-lain, rumput laut adalah makanan pokok.

Bab 16Menghitung Sel di

Budaya denganMikroskop Cahaya

Menghitung sel dalam kebudayaan-dengan segala cara-memiliki duaaplikasi prinsip. Yang pertama adalah untuk memperkirakan ukuranpenduduk berbudaya, dinyatakan sebagai total jumlah sel (koloni, kadang-kadang) dalam budaya sebagaisebagai keseluruhan atau, lebih biasanya, individu per satuan volumebudaya. Meskipun ada perkiraan banyak penggantiukuran populasi-biomassa atau basah atau berat kering,klorofil konten, isi nitrogen organik, fosfor,atau besi-ada aspek yang lebih mendasar untukjumlah sel; populasi di alam bertahan atau tidakdalam bentuk individu, tidak biomassa, dan predatormakan sel atau koloni.Lebih lanjut, konsep penting dari kuota sel,artinya konten seluler rata-rata tunggal dari beberapakonstituen (misalnya, nitrogen, fosfor, besi, vitaminB12), membutuhkan baik sel hitungan dan kimia (seringradiokimia) penentuan konstituen.

Aplikasi kedua adalah penghitungan sel dalam memperkirakandari tingkat augmentasi budaya, setara denganlaju peningkatan populasi; sering ini diungkapkansebagai tingkat pembelahan sel, karena fundamentalmeningkatkan proses adalah dengan pembagian satu individusel menjadi dua (kadang-kadang lebih) dengan cara biasa (lihatBab 18). 2.0. Menghitung oleh Light Menular Tujuan praktisnya adalah untuk menghitung semua sel di dikenal volume bahan berbudaya ketika mereka semua diselesaikan ke dalam satu pesawat, atau hampir satu pesawat, dalam kedalaman Fokus dari sistem tujuan-mata mikroskop. Mungkin perlu untuk melumpuhkan atau noda sel untuk memfasilitasi pengamatan atau untuk mempertahankan mereka untuk menghitung pada lebih nyaman kemudian waktu.

Hal ini dapat diilustrasikan dengan metode yang sederhana dan waktu-dihormati, satu juga digunakan untuk pendahuluan survei sampel fitoplankton (Throndsen 1995, Andersen dan Throndsen 2003). Dari bahan berbudaya, tempat 0,05 mL (= 0,05 cm3 = 50 mm3) ke slide. (Catatan dari 0,05 mL = 1 / 20 mL, yang sekitar 1 drop dari pipet banyak atau droppers.) Tutup drop dengan coverslip 20 ¥ 20-mm-persegi (400 mm2 area); cair harus mengisi ruang di bawah yang coverslip tanpa overflow serius. Oleh karena itu, masing-masing 1 mm2 daerah coverslip memegang sel dari 1 / 400 ¥ 1 / 20 mL = 1 / 8, 000 mL = 1,25 mL ¥ 10-4 budaya. Jika sel n (rata-rata) dihitung dari 1 mm2 coverslip itu, maka budaya telah n ¥ 8.000 sel per mL.

Selain itu, kedalaman cairan (d) di bawah coverslip adalah 0,125 mm karena area (400 mm2) kali kedalaman (D) sama dengan total volume, 50 sel/mm3; yaitu, 50/400 = 0,125 mm = 125 mm. Catatan bahwa ini mendalam, 0,125 mm, dekat (0,1 mm). Untuk hemacytometers tepatnya 0,1 mm dalam, faktor dimana n (cells/mm2) dikalikan tepat 10.000 (104). Untuk hemacytometers 0,2 mm dalam, faktornya adalah setengah itu, 5000 (104 / 2), karena persegi 1-mm

sel yang dikumpulkan dari kolom air dua kali dalam (lihat detail Guillard 1973). Daerah penelitian harus diidentifikasi di bidang melihat dan diukur dengan mikrometer panggung, sehingga bahwa jumlah sel per mm2 dapat dihitung untuk selanjutnya perhitungan jumlah sel per unit volume.

Meskipun ini mungkin, dengan beberapa kombinasi lensa mata dan obyektif, untuk menggunakan seluruh bidang mata pandang untuk menghitung-hitung, jauh lebih nyamandan biasa untuk membatasi daerah penelitian (Menghitung-hitung sel) ke tengah bidang pandang dengan Whipple disk, sebuah persegi dibagi dimasukkan ke dalam mata. Wilayahnya juga harus diukur dengan tahap mikrometer. Ini adalah teknik yang digunakan untuk semua menghitung ruang yang terkesan kurangnya peraturan pada permukaan observasi. Hemacytometers memiliki putusan dari ukuran dikenal terkesan pada area tampilan dan menentukan kedalaman ruang, sehingga konversi dari menghitung luas untuk konsentrasi volume dapat dengan mudah ibuat. Umum Metode Sampling

Di hampir semua studi budaya, sampling diselesaikan dengan prosedural daripada pertimbangan statistik. Itu budaya harus baik dicampur (diberikan homogen untuk tingkat dianggap perlu) dan dikumpulkan dalam cukup pipet akurat atau pengukuran volumetrik perangkat. Sampling dan subsampling ketidakpastian adalah dari sangat penting dalam studi populasi alami organisme plankton (Venrick 1978a, 1978b), dan statistik penelitian telah banyak dan komputasi intens, tetapi dalam studi budaya hanya ada tiga utama kesempatan di mana masalah timbul.

Bab 17Fitoplankton Cell

Menghitung oleh ArusCytometry

Dalam berbagai kesempatan, budaya dapat dengan mudah dipantau dan dihitung dengan mikroskop optik (lihat Bab 16). Namun, peneliti mengakui awal pada kebutuhan untuk mengotomatisasi penghitungan sel. otomatis menghitung sel biasanya lebih cepat daripada penghitungan mikroskop optik, dan meminimalkan kesalahan yang terkait dengan menghitung manusia. Karena banyak sel dapat dihitung, statistik signifikansi data yang jauh meningkat. Selain itu, parameter selular lain juga dapat ditentukan, misalnya, volume atau isi sel DNA. Akhirnya, fitoplankton terkecil (picoplankton, <2 untuk 3 mm) tidak dapat dibedakan dari bakteri ketika diteliti dengan menggunakan mikroskop cahaya (misalnya, Prochlorococcus), tetapi mereka dapat dihitung dengan menggunakan teknik otomatis.

Namun, sel otomatis menghitung juga memiliki masalah dan keterbatasan. Instrumen relatif mahal, mulai dari US $ 20.000 untuk counter sederhana dan mencapai sampai dengan US $ 300.000 untuk aliran yang paling canggih cytometers. Beberapa cytometers aliran high-end dapat hanya bisa digunakan oleh personil yang sangat terlatih. Akhirnya, karena sel-sel diukur secara membabi buta, kontrol yang tepat adalah diperlukan untuk memastikan bahwa sinyal tidak diukur hasil dari partikel nontarget (detritus, kontaminan). Pada 1970-an, pengenalan Coulter Counter (Sekarang dipasarkan oleh Beckman Coulter) untuk fitoplankton menghitung (Sheldon dan Parsons 1967, Sheldon 1978) merupakan kemajuan besar pertama menuju otomatis fitoplankton menghitung. Partikel dalam larutan digambar melalui lubang kecil, memisahkan dua elektroda antara yang arus listrik.

Sebagai partikel masing-masing melewati lubang tersebut, yang dipindahkan sendiri volume melakukan cair, sebentar meningkatkan impedansi bukaan tersebut. Sinyal ini dikonversi menjadi sebuah pulsa tegangan. Dengan menghitung jumlah pulsa untuk diberikan volume melewati lubang, satu memperoleh perkiraan konsentrasi partikel. Itu volume bola sama dengan setiap sel juga dapat diperkirakan dari amplitudo nadi. Meskipun banyak digunakan untuk menghitung sel fitoplankton yang besar dalam budaya, Counter Coulter memiliki beberapa keterbatasan. Pertama, bahkan dengan kecepatan rana terkecil yang tersedia, maka teknis sangat menantang untuk menghitung sel kecil dari 1 sd 2 mm, membuat teknik ini tidak berlaku untuk picoplankton. Kedua, karena satu parameter sel (Volume sel) yang ditentukan, sulit untuk membedakan fitoplankton sel dari partikel lain seperti seperti bakteri, detritus, dan bahkan gelembung udara atau untuk bekerja dengan kultur campuran yang mengandung, misalnya, beberapa fitoplankton dengan ukuran yang tumpang tindih. Lain instrumen yang menggunakan sinar untuk mengukur partikel ukuran konter HIAC (Pasifik Ilmiah Instrumen). Hal ini kurang luas daripada Coulter Counter tetapi sangat baik disesuaikan dengan

pemantauan terus menerus budaya (Malara dan Sciandra 1991, Sciandra et al. 2000). Karena satu parameter diukur, itu menderita dari jenis yang sama pembatasan sebagai Coulter Counter.

Bab 18Mengukur Pertumbuhan

Harga di MikroalgaBudaya

Dasar Pendataan Setiap perkiraan tingkat pertumbuhan memerlukan deret waktu pengukuran yang memungkinkan perkiraan tingkat perubahan biomassa. Jika tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperkirakan tingkat pertumbuhan populasi, maka jumlah sel harus dihitung menggunakan salah satu metode yang dijelaskan di sebelumnya ab. Atau, parameter lain dapat diukur sebagai proxy untuk jumlah sel jika dapat dibuktikan linier dengan jumlah sel. Khas tindakan proxy berada di fluoresensi vivo, biomassa (seperti berat kering, partikulat bahan organik), dan densitas optik. Itu konsentrasi klorofil, protein, karbohidrat, dan lemak dalam budaya juga digunakan sebagai tindakan proxy, tapi hanya jika mereka dapat terbukti linier dengan baik jumlah sel (untuk perhitungan populasi tingkat pertumbuhan) atau biomassa (untuk perhitungan tingkat pertumbuhan, dalam arti sederhana pertambahan bahan).

Untuk menggunakan mengukur proxy adalah penting untuk mengetahui kondisi pertumbuhan dimana proxy dan mengukur jumlah sel atau biomassa linier dan konsentrasi rentang di mana ini dapat terdeteksi. Bagi banyak parameter (misalnya, pigmen per sel, protein per sel, karbon per sel), ada periode aklimatisasi ke kondisi pertumbuhan baru, di mana hubungan antara nilai per-sel parameter dan sel jumlah cukup bervariasi. Periode ini bisa berlangsung selama 20 atau generasi lebih (Merek 1981, Kana dan Glibert 1987). Secara umum, parameter seperti fluoresensi klorofil, partikulat karbon organik (POC), partikulat organik nitrogen (PON), protein, atau karbohidrat tidak dapat digunakan untuk mengikuti perubahan ukuran populasi sampai fisiologis steady state tercapai. Beberapa komponen, terutama lemak atau konten karbohidrat, terus meningkat setelah memasuki fase budaya diam dan mungkin akan sangat menyesatkan bila digunakan incautiously (Fisher dan Schwarzenbach 1978; Shifrin dan Chisholm 1981; Reitan et al. 1994; Zhekisheva et al. 2002).

Bab 19Menggunakan Budaya untuk

Menyelidikiyang Fisiologis

EkologiMikroalga

Cyanobacteria dan eukariotik keturunan mereka, ganggang bersel satu (yang kita lihat bersama sebagai mikroalga), memainkan peran penting dalam ekologi planet, yang bertanggung jawab untuk sekitar 45% dari global produktivitas (Field et al 1998). dan mendukung jaring makanan di perairan dari kolam ke lautan. Namun, mencoba untuk mengukur kontribusi mereka terhadap ekologi dinamika dan siklus biogeochemical tetap menakutkan proses karena berbagai alasan. Berdiri tanaman dari mikroalga (dinyatakan sebagai konsentrasi pigmen klorofil sebuah [Chla] per satuan volume) bervariasi atas lebih dari enam perintah besarnya (Gbr. 19,1). Teknik budidaya alga 287 Ketidakpastian dalam mendefinisikan peran ekologi melampaui menemukan parameter yang nyaman bagimenggambarkan biomassa.

Mikroalga biomas khusus fisiologis tanggapan juga bervariasi dengan perubahan di lingkungan karakteristik seperti radiasi, suhu, dan ketersediaan hara (Gambar 19.3). Meskipun mendefinisikan biomassa mikroalga dalam tubuh air sulit, memprediksi tingkat mereka biomas-spesifik fotosintesis, yang merupakan deskripsi yang sangat diinginkan dari kontribusi mereka dengan siklus karbon global, bahkan lebih. Pengaruh faktor lingkungan terhadap pertumbuhan, komposisi kimia, dan fisiologis tanggapan dari mikroalga, meskipun kompleks dan timedependent, ditentukan semata-mata oleh biokimia proses di bawah kendali genetik.

Peran fisiologi Mikroalga adalah untuk menjelaskan pengaruh-pengaruh dan menentukan peran lingkungan dalam mengatur organisme 'pertumbuhan dan kelangsungan hidup. Namun, tidak ada parameterisasi tetap sebab dan efek yang berlaku di semua kelompok: Ada taksonomi perbedaan dalam struktur dan integrasi seperti komponen sebagai pigmen fotosintesis, elektron pembawa, dan enzim. Sedangkan mikroalga sebagai group bervariasi dalam hal komposisi biokimia mereka dan tanggapan fisiologis, variabilitas adalah memerintahkan, mencerminkan reaksi ditentukan secara genetis karakteristik lingkungan di mana mereka tumbuh. Sebagai contoh, mikroalga sangat berbeda dalam ukuran dan bentuk, dan dalam taksa yang beragam, mereka pigmentasi dan tanggapan fotosintesis akan untuk beberapa hal skala menurut undang-undang allometris (Finkel dan Irwin 2000, Finkel 2001, Raven dan Kübler 2002). Percobaan dengan kultur dan akan tetap menjadi pusat untuk pemahaman kita tentang tanggapan Mikroalga untuk lingkungan variabilitas. Kami jelaskan di sini jenis tanggapan yang dapat dipelajari, sistem untuk menggunakan, dan beberapa isu yang harus diatasi untuk menghubungkan Hasil dari percobaan laboratorium untuk pertumbuhan mikroalga luas.

Banyak informasi yang bersifat umum di alam dan dimaksudkan untuk menggambarkan prinsip-prinsip bukan spesifik dari budidaya. Sebagai contoh,

kita tidak memberikan petunjuk rinci langkah-demi-langkah untuk penggunaan teknik seperti spektrometri fluoresensi atau dan tak terhitung kemungkinan untuk eksperimental desain. Kami merujuk Anda ke bagian lain dari buku ini untuk informasi rinci tentang persiapan media (Bab 2-5), pemeliharaan budaya (Bab 10),

dan penghitungan sel dan penentuan pertumbuhan rate (Bab 16-18).

Bab 20Analisis ganggangPigmen oleh High-

Kinerja CairKromatografi

Pigmen senyawa (misalnya, Chls b dan c, karoten, dan phycobiliproteins) juga memainkan peran penting baik dalam fotosintesis, dengan memperluas koleksi optik organisme jendela, atau di photoprotection, dengan mencegah selular irradiances kerusakan padap ertumbuhan yang tinggi. Penting produk degradasi klorofil juga ditemukan di air lingkungan, termasuk chlorophyllides, phaeophorbides, phaeophytins, dan steryl chlorin ester. The optik sifat unik dari sebuah Chl telah digunakan untuk mengembangkan spektrofotometri Jeffrey dan Humphrey 1975) dan fluorometric (Holm-Hansen et al. 1965) pengukuran teknik. Dengan omersial ketersediaan fluorometers untuk pengukuran rutin dari sebuah Chl, pigmen ini telah menjadi universal parameter untuk estimasi biomassa fitoplankton dan produktivitas.

Metode ini memiliki potensi optik secara signifikan meremehkan atau melebih-lebihkan sebuah Chl Konsentrasi, karena tumpang tindih penyerapan dan fluoresensi band co-terjadi b Chls dan c, produk degradasi klorofil, dan aksesori pigmen (Pohon et al 1985,. Smith et al. 1987, Hoepffner dan Sathyendranath 1992, Bianchi et al. 1995, Tester et al. 1995). Spektrofotometri dan fluorometric namun metode yang umum digunakan untuk banyak analisis aplikasi karena murah, sederhana, dan cepat. Kinerja tinggi kromatografi cair (HPLC) telah memungkinkan untuk secara bersamaan menentukan konsentrasi berbagai karotenoid dan klorofil dan produk degradasi mereka. Akibatnya, HPLC telah memberikan peneliti dengan kuat alat untuk mempelajari proses yang pigmen fitoplankton kolam.

HPLC analisis pigmen dapat digunakan untuk membantu dalam penentuan fitoplankton tingkat pertumbuhan (lihat Bab 18), penggembalaan zooplankton aktivitas, dan proses fisiologis fitoplankton (Lihat Bab 19). Ada atau tidak adanya individu pigmen membantu membedakan grup alga utama di perairan alami. Pigmen yang unik untuk satu alga kelas atau yang hadir hanya dua atau tiga kelas (Jeffrey dan Vesk 1997) dapat digunakan untuk penilaian kuantitatif komposisi komunitas fitoplankton. Banyak teknik HPLC telah dipublikasikan ke tanggal, dan memutuskan metode pilihan dapat besar. Tidak ada metode tunggal HPLC cocok untuk semua aplikasi, dan metode masing-masing memiliki keunggulan tersendiri dan keterbatasan. Metode HPLC sembilan belas dipublikasikan antara 1983 dan 1998 ditinjau Jeffrey et al. (1999), sedangkan metode lain (Zapata et al. 2000, Van Heukelem dan Thomas 2001) telah sejak diterbitkan. Sebelum mencoba untuk memilih metode, analis harus mengidentifikasi pigmen sasaran untuk memilih teknik yang memberikan pemisahan terbaik. Karena banyak faktor yang mempengaruhi sensitivitas metode ini, jaminan harus dilakukan bahwa metode untuk pengumpulan sampel, ekstraksi, dan HPLC analisis dalam kombinasi hasil yang memadai deteksi untuk pigmen hadir pada konsentrasi rendah. Bab ini berisi informasi metodologis diterbitkan dalam sebuah

memorandum NASA teknis, Samudera Pengesahan Protokol optik satelit Samudra Sensor Warna (Bidigare et al 2003).,

Yang menggambarkan Global Bersama Ocean Flux Study (JGOFS) berbasis protokol HPLC (UNESCO 1994). Protokol ini berasal dari reverse-fase C18 metode KCKT Wright et al. (1991) yang direkomendasikan oleh Komite Keilmuan pada Penelitian Oseanografi (SCOR) untuk analisis pigmen fitoplankton. Meskipun ini Metode diakui karena kemampuannya untuk menyelesaikan chemotaxonomically pigmen penting, itu dibatasi oleh ketidakmampuan untuk memisahkan normal (monovinyl) klorofil a (MV Chl a) dari divinyl klorofil a (DV Chl a), unsur utama dari total Chl (TChl seorang, yang didefinisikan sebagai MV Chl a + DV Chl a + chlorophyllide a).

Karena sebuah TChl merupakan pengukuran yang paling penting dalam aplikasi pigmen HPLC banyak hal, penting untuk memahami faktor-faktor yang mempengaruhi yang unik kuantifikasi akurat. Divinyl Chl, maka besar fotosintesis pigmen yang ditemukan Prochlorococcus, rekening selama 10 sampai 60% dari TChl di subtropis dan tropis kelautan perairan (Goericke dan Repeta 1993, Letelier et al. 1993, Andersen et al. 1996, Bidigare dan Ondrusek 1996, Gibb et al. 2000). Penggunaan metode HPLC yang tidak terpisah DV chromatographically Chl dan MV Chl dapat mengakibatkan harga yg terlalu tinggi 15-25% dari TChl konsentrasi (Latasa et al 1996).. Total Chl dapat diukur dengan HPLC dalam beberapa cara. MV Chl dan DV Chl dapat dipisahkan C8 berbasis teknik HPLC. Pemisahan kromatografi dari MV Chl dan DV Chl adalah biasanya miskin untuk C18-berdasarkan metode HPLC. Pada yang terakhir, yang HPLC detektor dapat diatur untuk mengumpulkan data pada dua panjang gelombang yang berbeda (436 dan 450 nm) dan persamaan dwiwarna dapat digunakan untuk menyelesaikan MV Chl spektral dan DV Chl a (Latasa et al. 1996). Atau, TChl dapat secara akurat diukur, bahkan jika DV Chl dan MV Chl sebuah adalah baik sekarang dan tidak chromatographically dipisahkan, dengan mengoptimalkan parameter detektor seperti yang kedua klorofil menunjukkan respons detektor yang sama (Van Heukelem et al. 2002). Pendekatan sederhana ini berguna jika proporsi relatif dari setiap jenis klorofil adalah penting untuk tujuan analisis.

Bab 21 Endogen Rhythms

dan Daylength Efek di

Macroalgal Pengembangan

Pigmen senyawa (misalnya, Chls b dan c, karoten, dan phycobiliproteins) juga memainkan peran penting baik dalam fotosintesis, dengan memperluas koleksi optik organisme jendela, atau di photoprotection, dengan mencegah selular irradiances kerusakan pada pertumbuhan yang tinggi. Penting produk degradasi klorofil juga ditemukan di air lingkungan, termasuk chlorophyllides, phaeophorbides, phaeophytins, dan steryl chlorin ester. The optik sifat unik dari sebuah Chl telah digunakan untuk mengembangkan spektrofotometri (Jeffrey dan Humphrey 1975) dan fluorometric (Holm-Hansen et al. 1965) pengukuran teknik. Dengan komersial ketersediaan fluorometers untuk pengukuran rutin dari sebuah Chl, pigmen ini telah menjadi universal parameter untuk estimasi biomassa fitoplankton dan produktivitas.

Metode ini memiliki potensi optik secara signifikan meremehkan atau melebih-lebihkan sebuah Chl Konsentrasi, karena tumpang tindih penyerapan dan fluoresensi band co-terjadi b Chls dan c, produk degradasi klorofil, dan aksesori pigmen (Pohon et al 1985,. Smith et al. 1987, Hoepffner dan Sathyendranath 1992, Bianchi et al. 1995, Tester et al. 1995). Spektrofotometri dan fluorometric namun metode yang umum digunakan untuk banyak analisis aplikasi karena murah, sederhana, dan cepat. Kinerja tinggi kromatografi cair (HPLC) telah memungkinkan untuk secara bersamaan menentukan konsentrasi berbagai karotenoid dan klorofil dan produk degradasi mereka.

Akibatnya, HPLC telah memberikan peneliti dengan kuat alat untuk mempelajari proses yang mempengaruhi pigmen fitoplankton kolam. HPLC analisis pigmen dapat digunakan untuk membantu dalam penentuan fitoplankton tingkat pertumbuhan (lihat Bab 18), penggembalaan zooplankton aktivitas, dan proses fisiologis fitoplankton (Lihat Bab 19). Ada atau tidak adanya individu pigmen membantu membedakan grup alga utama di perairan alami. Pigmen yang unik untuk satu alga kelas atau yang hadir hanya dua atau tiga kelas Jeffrey dan Vesk 1997) dapat digunakan untuk penilaian kuantitatif komposisi komunitas fitoplankton. Banyak teknik HPLC telah dipublikasikan ke tanggal, dan memutuskan metode pilihan dapat besar. Tidak ada metode tunggal HPLC cocok untuk semua aplikasi, dan metode masing-masing memiliki keunggulan tersendiri dan keterbatasan. Metode HPLC sembilan belas dipublikasikan antara 1983 dan 1998 ditinjau Jeffrey et al. (1999), sedangkan metode lain (Zapata et al. 2000, Van Heukelem dan Thomas 2001) telah sejak diterbitkan.

Total Chl dapat diukur dengan HPLC dalam beberapa cara. MV Chl dan DV Chl dapat dipisahkan chromatographically dan individual dihitung dengan C8 berbasis teknik HPLC. Pemisahan kromatografi dari MV Chl dan DV Chl adalah biasanya miskin untuk C18-berdasarkan metode HPLC. Pada yang terakhir, yang

HPLC detektor dapat diatur untuk mengumpulkan data pada dua panjang gelombang yang berbeda (436 dan 450 nm) dan persamaan dwiwarna dapat digunakan untuk menyelesaikan MV Chl spektral dan DV Chl a (Latasa et al. 1996). Atau, TChl dapat secara akurat diukur, bahkan jika DV Chl dan MV Chl sebuah adalahbaik sekarang dan tidak chromatographically dipisahkan, dengan mengoptimalkan parameter detektor seperti yang kedua klorofil menunjukkan respons detektor yang sama (Van Heukelem et al. 2002). Pendekatan sederhana ini berguna jika proporsi relatif dari setiap jenis klorofil adalah penting untuk tujuan analisis.

Fotosintesis sirkadian Rhythmsritme sirkadian fotosintesis dalam alga adalahterutama terdeteksi pada irradiances lebih tinggi. Hal ini kontrasdengan pengalaman umum bahwa banyak sirkadianritme pada hewan dan tumbuhan cenderung menghilang dicahaya terang dan berubah menjadi kegiatan yang berkesinambungan arrhythmic(Aschoff 1981). Rhythms kapasitas fotosintetikditemukan, misalnya, dalam cahaya putih di uniseluleralga seperti polyedrum Lingulodinium (Stein) Dodge(Sebelumnya disebut Stein polyedra Gonyaulax) (Hastingset al. 1961) atau sp Euglena viridis. (Walther dan Edmunds 1973)atau di lampu merah dalam alga coklat Ectocarpus berserabutsp. (Schmid et al. 1992). Contoh yang lebih baru adalahtropis macroalga merah Kappaphycus carrageenophyticalvarezii, dengan ritme sirkadian dari fotosintesisoksigen produksi dalam cahaya kontinyu putih (LL)seluruh rentang 100 sampai 1.000 foton mmol ·m-2 · s-1, tetapi tidak pada 40 mmol foton · m-2 · s-1 (Granbomet al. 2001).2.2.1.

Bab 22Viral KontaminasiBudaya ganggang

Selama bertahun-tahun, para peneliti telah menyadari adanya virus dalam alga. Dalam kebanyakan kasus ini berasal dari pengamatan partikel viruslike (VLPs) ketika sel-sel atau jaringan yang diperiksa oleh elektron mikroskop

(misalnya, Lee 1971, Dalam review komprehensif tentang virus dari ganggang, Van Etten et al. (1991) melaporkan bahwa virus atau VLPs dari setidaknya 44 taksa alga eukariotik telah dilaporkan. Karena ini laporan, jumlah taksa telah berkembang cukup. Sebagai kesadaran terjadinya virus dalam prokariotik Teknik budidaya alga 365 Bab ini memberikan phycologists dengan beberapa alat untuk menilai budaya alga untuk infeksi virus; itu menguraikan kekuatan dan kelemahan dari beberapa pendekatan dan persediaan metode yang disederhanakan diadaptasi dari mereka dikembangkan dan digunakan oleh virologists alga.

Ada yang lain ulasan metode untuk pencacahan an mendeteksi virus dalam budaya dan sampel lingkungan (misalnya, Suttle 1993), tetapi tak ada satupun yang secara khusus difokuskan pada virus menginfeksi ganggang. Metode yang dijelaskan dalam bab tidak menggantikan mereka yang sudah tersedia untuk belajar virus tetapi dimaksudkan untuk memperkenalkan phycologists terhadap peralatan yang diperlukan untuk melakukan diagnosis sederhana. Bab ini pertama memberikan ikhtisar tentang virus biologi dan sejarah singkat dari penelitian virus alga. pemeriksaan menyeluruh Lebih virus alga yang tersedia di tempat lain, seperti tinjauan ekstensif oleh Van Etten et al. (1991, 2002) dan Suttle (2000a, 2000b).

Sebagai bidang virologi alga masih dalam tahap awal, akan ada diragukan lagi akan perkembangan lebih lanjut dan penemuan terkemuka untuk lebih memahami hubungan antara ganggang dan mereka virus yang menginfeksi. Saya harap bab ini akan melayani untuk menerangi mereka yang ingin tahu tentang hubungan ini menarik dan menyediakan mereka dengan alat untuk mengambil bagian dalam penemuan-penemuan. Biologi Umum Virus Virus merupakan entitas ultramicroscopic mengukur hanya 20 sampai 400 nm. Mereka terdiri dari inti asam nukleat dikelilingi oleh mantel protein (kapsid) dan kadang-kadang lipid luar amplop. partikel virus dapat Individu ikosahedral (poligonal), helical, atau kompleks dalam struktur, dan hanya berisi satu jenis asam nukleat, RNA baik atau DNA, dalam beruntai tunggal (ss) atau double-stranded (ds) formulir. Seperti virus tidak dapat mereproduksi secara independen dari sel inang, mereka dianggap obligat intraselular parasit dan, dengan demikian, yang diturunkan ke mereka sendiri taksonomi kelompok. Sistem klasifikasi Komite Internasional Taksonomi Virus (ICTV) digunakan untuk menentukan keluarga virus, dan merupakan sebagian besar didasarkan pada jenis asam nukleat dan kehadiran atau tidak adanya amplop. berdasarkan klasifikasi lebih lanjut pada simetri kapsid, host, patologi dari penyakit, situs replikasi virus, dan properti lainnya. Alga virus Istilah ini sering digunakan untuk kelompok bersama virus yang menginfeksi semua jenis alga.

Ada dua utama virus jenis alga: cyanophage dan alga eukariotik virus. Cyanophage adalah virus yang menginfeksi ganggang prokariotik, atau

cyanobacteria. Mereka dibagi di antara tiga keluarga fag ekor: Myoviridae, yang memiliki ekor kontraktil yang terpisah dari yang kapsid oleh leher; Podoviridae, yang pendek, noncontractile ekor, dan Siphoviridae, yang sudah lama, noncontractile ekor. Semua fag dalam keluarga mengandung dsDNA dan bakteri menginfeksi dan archaea (Ackermann dan DuBow 1987, Murphy et al. 1995). Tidak seperti cyanophage, ada saat ini hanya satu keluarga alga eukariotik virus, yang Phycodnaviridae, yang Saat ini dibagi menjadi empat genera-Chlorovirus, Prasinovirus, Prymnesiovirus, dan Phaeovirus-menurut untuk ganggang yang mereka menginfeksi.

Para anggota keluarga ini berekor dan berisi dsDNA. Ada, bagaimanapun, jumlah virus yang menginfeksi alga eukariotik yang tidak cocok ke dalam marga atau keluarga Phycodnaviridae, seperti sebuah virus yang menginfeksi eterosigma ssRNA akashiwo (Tai et al 2003)., Sebuah virus yang menginfeksi Micromona dsRNA pusilla (Brussaard et al 2004)., sebuah virus yang menginfeksi ssRNA Rhizosolenia setigera Brightwell (Nagasaki et al. 2004) dan novel virus sistem yang menghasilkan dua virus yang berbeda partikel di akashiwo Heterosigma (Lawrence dan Suttle, tidak diterbitkan). Kehidupan strategi-dasar dari virus adalah sebagai wajib parasit intraseluler. Tiga komponen utama strategi ini adalah untuk menemukan host yang cocok (adsorpsi, penetrasi, dan uncoating), untuk memanfaatkan inang reproduksi mesin untuk berkembang biak reproduksi (transkripsi, terjemahan, dan replikasi), dan untuk pelet itu host untuk melepaskan progeni kembali ke lingkungan (Perakitan dan rilis).

Perairan virus ganggang cenderung ditransmisikan antara host oleh difusi pasif, meskipun vektor lainnya, seperti invertebrata, belum belum diperiksa. Kemungkinan kontak antara menilai, secara langsung proporsional terhadap produk dari virus dan host kelimpahan (Murray dan Jackson 1992). Adsorpsi virus untuk tuan rumah hanya akan kemudian terjadi jika ada kontak antara struktur molekul pada keduanya. protein individu atau sekelompok protein dapat bertindak sebagai pengakuan struktur pada virus. Struktur adsorpsi mungkin protein, karbohidrat, atau glycolipid, dan sering memiliki fungsi lain yang dikenal dalam host-selular metab 366 Viral Kontaminasi ganggang Budaya Viral Kontaminasi ganggang Budaya 367 olism. Sebagai contoh, T5 menggunakan siderophore untuk menjadi tuan rumah, virus vaccinia menggunakan pertumbuhan epidermis faktor reseptor, dan virus rabies menggunakan sebuah asetilkolin reseptor. Meskipun struktur tama tersebut sering disebut sebagai reseptor virus, ini mungkin menyesatkan, sebagai Fungsi utama dari komponen ini bukan untuk virus lampiran. Ada kebutuhan energi tidak untuk lampiran, tapi mungkin dsorpsi pH-dependent atau memerlukan kofaktor tambahan. Sebagai contoh, Ca2 + dan + Mg2 sering dibutuhkan dalam konsentrasi

millimolar untuk adsorpsi cyanophage (Ackerman dan DuBow 1987). Proses adsorpsi terjadi dengan cepat relatif terhadap tingkat tabrakan. Sekali virus telah terpasang ke host, DNA virus memasuki tuan rumah baik dengan permukaan fusi dan injeksi atau endositosis.

Bab 23Kontrol

Reproduksi Seksualdi dalam Budaya Algae

Kemampuan untuk memanipulasi reproduksi seksual pada alga budaya yang berharga tidak hanya untuk menerangi siklus hidup, tetapi juga untuk memeriksa keterkaitan dari isolat, untuk emanipulasi mereka genom, dan untuk

mengevaluasi fisiologi dan genetika dari proses itu sendiri. Namun, hanya beberapa jenis alga memiliki kondisi perkawinan telah ditetapkan cukup untuk menghasilkan zigot dengan percaya diri di setiap usaha. Reproduksi seksual jelas memerlukan membuka baru set jalur perkembangan pada siklus hidup dan sering membutuhkan pengaruh simultan dari yang kompatibel kawin strain dari tahap awal, tetapi di samping itu, banyak "lingkungan" faktor yang mempengaruhi keberhasilan.

Ini termasuk faktor fisik seperti suhu, kimia faktor-faktor seperti komposisi medium, dan bahkan seperti biasa faktor biologis sebagai syarat untuk kehadiran sebuah Simbion. Secara umum, kondisi untuk sukses gametogenesis yang sempit daripada mengizinkan pertumbuhan vegetatif. Kami telah mencoba untuk memasukkan di sini semua berhubungan pungutan tambahan dari literatur, termasuk pengamatan yang mungkin terlihat cukup organisme spesifik tapi tetap sugestif dari fenomena yang terjadi di alam. Satu-satunya ganggang kelompok yang kita sengaja menghilangkan pengamatan adalah dinoflagellates, yang seksualitas diperlakukan di Bab 24. Siklus seksual di euglenophytes dan cryptophytes belum ditunjukkan dengan jelas. 1.2. Dasar Seksualitas di Eukariota Di sini, reproduksi seksual mengacu pada penemuan unik dari eukariota di mana dua khusus dibedakan

Bab 23 Kontrol

Reproduksi Seksual di dalam Budaya Algae

Sel haploid (gamet) sekering, sekering inti mereka, dan baik cepat atau lambat, peristiwa kompleks meiosis menghasilkan haploid progeni yang mengandung kromosom reassorted set. Ganggang ini adalah luar biasa untuk kemampuan mereka untuk menghindari proses dengan menggunakan pembelahan sel mitosis untuk lama periode, dan ini bisa menjadi karakteristik baik

generasi haploid, diploid generasi, atau keduanya. Dengan demikian, manipulasi reproduksi seksual memerlukan Metode kedua untuk mendapatkan gamet aktif dan untuk mendorong generasi diploid untuk menjalani meiosis. Banyak baik umum tinjauan seksualitas dalam alga (Dring 1974, Gantt 1980) disebutkan dalam program ini bab.

Mereka sering memasukkan deskripsi dari pengamatan dari alam, bukan manipulasi budaya di laboratorium, informasi nilai potensial. 1.3. Definisi Istilah: Isogamy vs Oogami Sebuah istilah teknis banyak besar telah dilahirkan oleh studi tentang reproduksi seksual, sebagian dipengaruhi oleh kesejajaran dengan biologi tanaman darat dan lain dengan kesejajaran bersama protozoa. Sebagian besar diabaikan di sini, tetapi dapat diperiksa di Coleman (1979). Untuk keahlian khusus istilah dalam diatom, lihat Geitler (1932) dan von Stosch (1950), serta penelaahan terhadap seksualitas diatom oleh Drebes (1977). Istilah yang kita gunakan, isogamy mengacu kesamaan morfologi dari dua gamet yang sekering, mengabaikan perbedaan fisiologis yang mungkin hadir tapi tanpa diketahui. Oogami, sebaliknya, tradisional menggambarkan situasi di mana suatu besar sel telur immotile dibuahi oleh sebuah mobil dan banyak sel sperma lebih kecil. Di antara semuanya terletak derajat Anisogami, di mana kedua gamet flagellated tetapi berbeda dalam ukuran (setidaknya pada rata-rata)

Bab 24Mikroalga Life

Siklus: Encystmentdan Excystment

Mikroalga paling sering mereproduksi vegetatif atau aseksual (pembelahan sel vegetatif atau reproduksi vegetatif). Satu sel membentuk dua putri identik vegetatif sel, dua sel bentuk empat sel, dan seterusnya, terkemuka untuk pertumbuhan dan proliferasi khas dari Mikroalga populasi. Banyak mikroalga juga dapat mereproduksi seksual, yang memungkinkan pertukaran genetik dan

menjaga variasi genetik dalam populasi. Reproduksi seksual melibatkan beberapa tahap kehidupan yang berbeda yang membentuk siklus seksual hidup atau sejarah kehidupan. Hal ini dapat meningkatkan Oleh karena itu kelangsungan hidup dan keberhasilan evolusi dari spesies (Maynard Smith 1976). Istirahat tahap apat terbentuk oleh sel vegetatif atau sebagai bagian dari siklus kehidupan seksual. Mereka datang dalam varietas bentuk, dengan derajat resistensi yang berbeda lingkungan, Aktivitas metabolik, dan karakteristik genetik, tergantung pada kelas Mikroalga dan apakah mereka diproduksi secara seksual atau vegetatif.

The cyst Istilah telah digunakan untuk menggambarkan beberapa beristirahat Mikroalga tahap dengan lapisan luar tahan lingkungan. Tahap istirahat, termasuk kista, sangat penting untuk ketekunan dan kelangsungan hidup, dalam beberapa kasus dari waktu ke waktu lama periode (tahun) dan dalam kondisi lingkungan ekstrem (Fryxell 1983), dan mereka dapat signifikan transportasi vektor dalam dan di antara geografis

Bab 25Budaya sebagai Alat

dari MelindungiBiologis

Pengalaman Jepang Badan Lingkungan Jepang diterbitkan Terancam Satwa Liar Jepang-Red Data Book, edisi kedua, volume 9, pada tahun 2000. Volume ini adalah ertama Red List nonvascular tanaman (lumut, jamur, alga, dan

lumut lichen) disusun menurut IUCN Red List Kategori dan Kriteria (1994), tetapi sering didasarkan pada tidak mencukupi informasi dan data. Red Daftar ganggang di Jepang mencakup 5 spesies punah, 1 jenis punah di alam liar, 35 kritis spesies terancam atau hampir punah, 6 rentan spesies, dan 24 spesies hampir terancam (Tabel 25,2). Beberapa jenis Jepang terancam punah dan terancam alga juga terjadi pada Red Daftar untuk Jerman. 2.1. Menentukan Kategori dari Ancaman Empat marga dan tujuh puluh empat spesies dan varietas Charales telah dilaporkan dari danau-danau, waduk, dan tambak di Jepang (Hirose dan Yamagishi 1977). Dari jumlah tersebut, 35 taksa endemik ke Jepang. Namun, survei terbaru adalah kurang, dan sedikit informasi yang ersedia di sebagian besar danau sebelumnya diduduki, waduk, dan kolam.

Untuk ganggang air tawar lainnya, ganggang yang ditargetkan taksa dipilih dalam cara yang sama. Hal ini biasanya sulit untuk survei semua habitat dari Charales dalam waktu singkat karena mereka hidup di berbagai habitat di danau, waduk, dan kolam. Oleh karena itu, pertama-tama perlu untuk memilih yang sesuai habitat untuk survei untuk spesies dengan risiko tinggi kepunahan. Kasaki (1964) mengamati distribusi Charales di 46 danau di Jepang dan ditemukan 31 taksa. Sejak 1995, eksplorasi lapangan telah dilaksanakan untuk 46 Charales di danau (Watanabe et al 2005)..

Tinggi tanaman telah diteliti, sehingga terjadinya dan kelimpahan pada grid geografis sering tersedia. Namun, tidak ada penelitian kuantitatif distribusi Charales dan ganggang air tawar lainnya; hanya nama danau dan sungai yang ganggang dikumpulkan diketahui. Oleh karena itu, kategori terancam ditentukan dengan menghitung rasio menggunakan 422 EX SITU Konservasi Spesies jumlah danau atau sungai di mana alga bertahan dan mereka di mana mereka sebelumnya selamat.