用微量培養(yǎng)法改進(jìn)尾草履蟲種群邏輯斯諦增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)＊

仲 倩

(濟(jì)南大學(xué),山東 濟(jì)南 250022)

0 引言

尾草履蟲(Paramecium caudatum)取材培養(yǎng)方便,繁殖迅速,體型大,易于觀察,是常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在動(dòng)物學(xué)與生態(tài)學(xué)教學(xué)中,“種群在有限環(huán)境中的邏輯斯諦增長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)普遍選取尾草履蟲作為實(shí)驗(yàn)材料,一般采用錐形瓶培養(yǎng)法[1-3],因?yàn)榕囵B(yǎng)液容量大,尾草履蟲種群密度的測(cè)定需要先后多次取樣,誤差難以避免,還影響尾草履蟲種群正常增長(zhǎng),造成種群增長(zhǎng)狀況與邏輯斯諦方程擬合不良,實(shí)驗(yàn)效果不盡人意。為此,用微量培養(yǎng)法對(duì)尾草履蟲種群邏輯斯諦增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),消除了以上缺陷,實(shí)驗(yàn)效果明顯提高,現(xiàn)作簡(jiǎn)要介紹如下。

1 材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料:草履蟲、牛奶、純凈水。

實(shí)驗(yàn)儀器:量筒(200mL)、移液管(1mL)、玻璃棒、可調(diào)移液器(5-50μL)、燒杯(250m L)、培養(yǎng)皿(直徑90mm)、凹玻片、毛細(xì)吸管、解剖鏡、恒溫箱。

實(shí)驗(yàn)步驟和方法:

種源采集:從野外河溝或公園池塘內(nèi),用250m L燒杯取水樣,帶回實(shí)驗(yàn)室。置于解剖鏡下觀察,可從中發(fā)現(xiàn)尾草履蟲。

培養(yǎng)液配制:采用簡(jiǎn)單成熟的牛奶培養(yǎng)液[4],將牛奶和純凈水以1:200的比例調(diào)配,用量筒量取200m L純凈水移入250m L燒杯,再用移液管移入1m L牛奶,用玻璃棒攪拌均勻,以培養(yǎng)皿覆蓋燒杯口,放入20℃恒溫箱中備用。

提純與擴(kuò)增:向培養(yǎng)皿中倒入適量培養(yǎng)液,在解剖鏡下用毛細(xì)吸管從野外采集水樣中依次分離吸取尾草履蟲共20個(gè),移入培養(yǎng)皿中,培養(yǎng)皿加蓋放入20℃恒溫箱中培養(yǎng)7天,進(jìn)行尾草履蟲的提純、擴(kuò)增與適應(yīng)性馴化。

種群增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn):用可調(diào)移液器向凹玻片凹孔中加入培養(yǎng)液50μL,在解剖鏡下用毛細(xì)吸管從培養(yǎng)皿中吸取1個(gè)草履蟲移入凹孔中,再用一片凹玻片倒扣在接種后的凹玻片上,放入20℃恒溫箱中培養(yǎng)。在第三天和第五天分別用可調(diào)移液器移取10μL培養(yǎng)液,添加到凹玻片凹孔中,以補(bǔ)充水分蒸發(fā)和養(yǎng)分消耗。

觀察計(jì)數(shù):在解剖鏡下逐一點(diǎn)數(shù)凹玻片凹孔中草履蟲數(shù)目,每隔24小時(shí)計(jì)數(shù)一次,每次每樣點(diǎn)數(shù)3遍,取平均值。連續(xù)計(jì)數(shù)6天。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

尾草履蟲種群逐日增長(zhǎng)數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 尾草履蟲種群實(shí)際增長(zhǎng)情況及邏輯斯諦增長(zhǎng)擬合結(jié)果

邏輯斯諦方程微分式為:dN/dt=rN(1-N/K),積分式為:N t=K/(1+ea-rt)

利用SPSS13軟件進(jìn)行邏輯斯諦回歸分析,得到如下結(jié)果:a=7.023,r=2.158,K=153.154,即N t= 153.154/(1+e7.023-2.158t),擬合優(yōu)度系數(shù)R2=0.999。尾草履蟲數(shù)量增長(zhǎng)邏輯斯諦擬合結(jié)果見表1。種群數(shù)量變化及邏輯斯諦擬合曲線見圖1。

圖1 尾草履蟲微量培養(yǎng)數(shù)量變動(dòng)情況

3 討論

利用微量培養(yǎng)法可以逐一清點(diǎn)尾草履蟲數(shù)目,避免了取樣誤差,提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度,沒有外來取樣干擾,尾草履蟲種群增長(zhǎng)更加穩(wěn)定。邏輯斯諦方程三個(gè)參數(shù)的傳統(tǒng)估計(jì)方法是先用三點(diǎn)法估算出 K,再用一元線性回歸求出a和r。但三點(diǎn)法欠精密,三個(gè)等距點(diǎn)取法不同得出 K值不同,影響擬合效果,利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件可以解決。雖然實(shí)驗(yàn)改進(jìn)效果明顯,但培養(yǎng)后期尾草履蟲數(shù)量多,運(yùn)動(dòng)頻繁,為精確起見需計(jì)數(shù)三次取平均值,計(jì)數(shù)方式及精度仍需改進(jìn)。

[1]黃詩箋.動(dòng)物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]婁安如,牛翠娟.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]楊持.生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)[M].北京:高等教育出版社,2003.

[4]涂斌,易艷瓊,李盟,等.草履蟲常年培養(yǎng)[J].生物學(xué)通報(bào),2005,40(4):56-57.