НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ПІВДЕННИХ МОРІВ

ім. О. О. КОВАЛЕВСЬКОГО

ЛАДИГІНА

ЛЮДМИЛА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 582.232: 579.8

Мікроводорості як кормові об’єкти личинок мідій і устриць

03.00.17 – гідробіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Севастополь – 2007

Дисертація є рукопис

Робота виконана в Інституті біології південних морів

ім. О. О. Ковалевського НАН України, м. Севастополь

Науковий керівник: кандидат біологічних наук

старший науковий
співробітник

Іванов Валерій
Миколайович

Інститут біології
південних морів

НАН України,
завідуючий відділом

марикультури і
прикладної океанології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук

Паршикова Тетяна
Вікторівна

Київський національний
університет

ім. Тараса Шевченка

завідуюча кафедрою фізіології і

екології рослин

доктор біологічних наук

Рябушко Віталій Іванович

Інститут біології південних морів НАН України

завідуючий відділом біологічного
тестування

Провідна установа: Одеський національний університет ім.
І.І.Мечникова

Захист дисертації відбудеться “__6__” _червня__________ 2007 р. в
___14____ годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 50.214.01 при
Інституті біології південних морів

НАН України за адресою: 99011, м. Севастополь, пр. Нахімова, 2

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту біології
південних морів НАН України за адресою: 99011, м. Севастополь, пр.
Нахімова, 2

Автореферат розісланий “_ 3____” ___травня____________ 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої ради Д 50.214.01

доктор біологічних наук

професор
А.В. Гаєвська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За останні десятиріччя структура і чисельність
природних популяцій двостулкових молюсків у Чорному морі зазнали значних
змін (Іванов, 1976., Хребтова, 1986). В 70-і роки ХХ ст. знизилася
чисельність чорноморської устриці Ostrea edulis (L.), яка з масового
виду перейшла до розряду рідкісного, зникаючого і була занесена до
Червоної книги СРСР, а потім -України і Росії. Тому в тепер не
доводиться говорити про промислові запаси двостулкових молюсків, а їх
добування не виправдане ні з економічної, ні з екологічної точок зору
(Ivanov, 1992).

На початку 70-х років минулого століття в Україні розпочала інтенсивно
розвиватися марикультура мідії Mytilus galloprovincialis (Lam.), а у
80-і роки – тихоокеанської устриці Crassostrea gigas (Th.),
інтродукованої в Чорне море з Далекого Сходу замість зникаючої О.
edulis. Тихоокеанська устриця є основним об’єктом культивування в
світовому устрицівництві, що обумовлено її екологічною пластичністю,
стійкістю до захворювань, добрими смаковими якостями і високими темпами
росту (Grisel, 2001). Проте, в Чорному морі цей молюск залишається
рідкісним і природних банок не утворив, через те технологія його
розведення повинна базуватися на культивуванні молоді в устричних
розплідниках. Вирощування личинок і молоді в розплідниках дозволяє
проводити селекційну роботу, значно підвищити виживання молюсків, а
також збільшити ефективність роботи морських господарств.

Ефективність вирощування личинок у розпліднику багато в чому залежить
від особливостей їх живлення. Основним видом корму для плідників,
личинок і спату мідій та устриць є мікроводорості. Їх харчова цінність
визначається кількісним і якісним складом, проте дані про трофічні
потреби личинок мідій і устриць відсутні.

Створення на базі Інституту біології південних морів НАН України
розплідника по вирощуванню личинок мідій і устриць, обумовило
необхідність модернізації біотехніки культивування мікроводоростей,
спрямованої, перш за все, на визначення оптимальних рівнів концентрації
водоростей і щільності посадки личинок на різних стадіях розвитку.
Особливу актуальність ці роботи набувають у зв’язку з необхідністю
розробки практичних рекомендацій для промислового отримання великих
біомас мікроводоростей, які використовуються як корм для личинок і спату
двостулкових молюсків, вирощуваних у розпліднику.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана
у відділі марикультури і прикладної океанології ІнБПМ НАНУ і являється
частиною комплексної програми досліджень в рамках науково-дослідних тем
з держбюджетної тематики Національної академії наук України:
“Моделювання природних і штучних екосистем з метою прогнозування
ресурсів і обгрунтування методів марикультури” (№ державної реєстрації
0182.8027773; 1981 — 1985); “Фізіолого-біохімічні основи продукування
речовини для створення сучасної марикультури” (№ державної реєстрації
0187.0012496; 1986 — 1990; 1990 — 1996); “Вивчити загальні
еколого-продукційні процеси меліорації середовища і марикультури в
прибережних районах Чорного моря” (№ державної реєстрації 0196U022106;
1996 — 1999); “Структурно-функціональні основи біорізноманітності
морських угруповань” (№ державної реєстрації 0199U001388; 1999 — 2002);
“Розробка наукових основ біотехнологій відтворення і використання
морських ресурсів” (№ державної реєстрації 0101U001448; 2001 – 2005);
“Вивчення функціонування морських біотехнологічних комплексів і їхньої
взаємодії з навколишнім середовищем” (№ державної реєстрації
0I06U00I586; 2006 – 2010), за темою ДКНТ: “Розробити і здійснити
комплекс біотехнічних заходів для вирощування чорноморських водоростей
(філофора), молюсків (мідій, устриць) і риб (камбали-калкана): визначити
наукові основи створення фермерських господарств для їх культивування
(03.04.07/020-92; 03.04.00/022к-95; 1992-1996 рр.). Автор брала участь
у виконанні перерахованих тем як виконавець.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи – оптимізувати умови живлення
личинок устриці Crassostrea gigas і мідії Mytilus galloprovincialis при
вирощуванні в розпліднику. Для досягнення наміченої мети були поставлені
завдання:

виявити трофічні потреби личинок мідій і устриць;

визначити якісний і кількісний склад корму для личинок;

скласти харчові раціони для личинок устриць і мідій;

підібрати оптимальні умови для масового культивування мікроводоростей –
корму для личинок;

вибрати оптимальний режим вирощування личинок устриць і мідій в
контрольованих умовах.

Об’єкт дослідження. Личинки устриці Crassostrea gigas і мідії Mytilus
galloprovincialis; культури одноклітинних мікроводоростей Isochrysis
galbana, Monochrysis lutheri, Tetraselmis suecica, Dunaliella viridis,
Phaeodactylum tricornutum, Chaetoceros calcitrans.

Предмет дослідження. Вплив якісного складу корму на ріст личинок
двостулкових молюсків; ростові і біохімічні характеристики кормових
видів мікроводоростей,

Методи дослідження. В роботі використовувалися апробовані в
гідробіології і біохімії методики, фотоколориметричні і
спектрофотометричні методи визначення вмісту білка, вуглеводів, ліпідів
і каротиноїдів; загальноприйняті методи визначення біомаси і швидкості
росту мікроводоростей.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в розпліднику апробовані
елементи біотехніки масового культивування мікроводоростей — корму для
личинок мідій і устриць, в проточному і накопичувальному режимах.
Визначені швидкість росту і динаміка накопичення урожаю мікроводоростей
залежно від фази росту і умов культивування. Вперше досліджено
накопичення каротиноїдів личинками устриць і показано їх трансформація
устричним спатом. Виявлені трофічні потреби личинок мідій і устриць.
Вперше складені харчові раціони для личинок устриць і мідій, залежно від
стадій розвитку, з урахуванням кількісного і якісного складу
мікроводоростей.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень роблять
істотний внесок у розв’язання проблеми розплодження двостулкових
молюсків в контрольованих умовах. Одержані результати успішно адаптовані
в устричному розпліднику ІнБПМ, а також при виконанні селекційних робіт
з двостулковими молюсками. Оптимізація біотехніки культивування кормових
видів мікроводоростей дозволить одержувати великі біомаси водоростей
заданого біохімічного складу в напівпромислових масштабах. Виявлені
трофоекологічні особливості личинок мідій і устриць дають можливість
одержувати життєстійку молодь у розплідниках для задоволення потреб
марикультури молюсків в Україні.

Особистий внесок претендента. Дисертаційна робота є самостійним
науковим дослідженням. На базі устричного розплідника ІнБПМ НАНУ
здобувачем організований блок напівпромислового культивування кормових
видів водоростей. Увесь комплекс експериментальних робіт з культивування
мікроводоростей, визначення їх морфологічних і біохімічних показників,
аналіз і узагальнення результатів виконані автором самостійно. В працях,
опублікованих у співавторстві, внесок претендента полягав в обговоренні
цілей і завдань досліджень, проведенні експериментів, аналізі
результатів експериментів і узагальненні одержаних даних. Із статей,
опублікованих в співавторстві, в дисертації використані лише дані,
одержані автором. Права співавторів публікацій не порушені.

Апробація роботи. Результати досліджень були представлені на:
науковій конференції “Стан і перспективи науково — практичних розробок в
галузі марикультури” (Ростов-на-Дону, 1996), 2-ому Гідроекологічному
з’їзді (Київ, 1997), Четвертій нараді з вивчення молюсків (наземних,
прісноводих і морських) “ Молюски: проблеми систематики, екології і
філогенії” (Санкт-Петербург, 1998), Всеукраїнській науково-практичній
конференції “ Молюски. Основні результати, проблеми та перспективи
досліджень” (Житомир, 2002), Міжнародній конференції “Еволюція морських
екосистем під впливом вселенців і штучної смертності фауни”
(Ростов-на-Дону, 2003), III Міжнародній конференції “Морські
технології: проблеми й рішення -2004” (Керч, 2004), III Міжнародній
конференції “Актуальні проблеми сучасної альгології” (Харків, 2004), IV
Міжнародній конференції “Морські технології: проблеми й рішення — 2005”
(Керч, 2005), III Міжнародній конференції “Молюски: Результати,
проблеми, і перспективи досліджень” (Житомир, 2006), IХ Міжнародній
науково-практичній конференції “Сучасні проблеми екології популяцій”
(Бєлгород, 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковані 24 праці (п’ять без
співавторів), з них 17 статей у спеціалізованих наукових виданнях,
рекомендованих ВАК України, 7 праць — у наукових збірниках, матеріалах і
тезах національних і міжнародних конференцій.

Структура і об’єм дисертації. Дисертація викладена на 165 сторінках
машинописного тексту; складається із 8 розділів, висновків, списку
використаної літератури і трьох додатків. Текст дисертації містить 25
таблиць і 32 рисунки. Список використаних джерел включає 187
найменувань, у тому числі іноземних -111.

МІКРОВОДОРОСТІ — ОСНОВА СТВОРЕННЯ ХАРЧОВИХ ЛАНЦЮГІВ В АКВАКУЛЬТУРІ

Розглянуті сучасні уявлення про роль мікроводоростей в аквакультурі.
Дана характеристика водоростей, що використовуються як корм для
двостулкових молюсків, показана їх харчова цінність. Відзначено, що живі
мікроводорості є єдиним оптимальним кормом для вирощуваних личинок,
незважаючи на те, що знайдені альтернативні корми, такі як дріжджі,
бактерії, водоростеві пасти або концентрати.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Робота виконана в 1998-2006 рр. на базі устричного розплідника відділу
марикультури ІнБПМ НАНУ. Процес культивування мікроводоростей у
розпліднику включає зберігання колекції кормових видів водоростей,
підготовку стартових культур і масове культивування мікроводоростей.

Стартові культури нарощували в колбах об’ємом 2 л в накопичувальному
режимі при температурі 22-24°С і постійній аерації, використовуючи
живильне середовище Конвея (Walne P.R. 1966) у власній модифікації. Для
освітлення використані люмінесцентні лампи LD-40. Культури водоростей
заздалегідь адаптували до декількох рівнів інтенсивності світла в
діапазоні від 17,2, 86 до 172 мкЕ м-2 с-1.

Концентрацію клітин в культурах визначали за допомогою камери Горяєва
під мікроскопом МБД — 6 (х 175) в трьох повторностях. Питому швидкість
росту мікроводоростей (µ ) розраховували за рівнянням: µ = lg Ct — lg C0
/t • lg 2 (C0 і Ct концентрації в початковий момент часу і через
проміжок t, діб) (Стейниер, 1983). Залежність швидкості росту
мікроводоростей від інтенсивності світла описували рівнянням: У = с •
tanh ((b•x)/c). Величину сирої біомаси водоростей (В) визначали за
формулою: B (мг/л) = Vкл • С, де V- об’єм клітини, С- концентрація
(Сеничкина, 1978, 1995).

– концентрація культури після розбавлення (Перт, 1978; Тренкеншу,
2005).

Біохімічний аналіз водоростей виконували на пробах відібраних в
логарифмічній фазі, у фазі уповільнення швидкості росту і наприкінці
стаціонарної фази росту. Масову частку білка, ліпідів і вуглеводів у
сухій речовині (%) визначали фотоколориметричними методами. Вміст
загального білка аналізували за Лоурі (Lowry, 1951), ліпідів – за
допомогою фосфорно-ванілінового реактиву (Ahlglen, 1991), вуглеводів —
за кольоровою реакцією з L-триптофановим реактивом (Методи, 1988).
Якісний і кількісний вміст каротиноїдів в мікроводоростях і в личинках
устриць аналізували за методикою Карнаухова (1988) і Repeta (1997).
Фракції каротиноїдів ідентифікували за хроматографічними показниками
(Rf) і спектральними характеристиками пігментів (Repeta, 1997).
Концентрацію каротиноїдів визначали за оптичною щільністю екстрактів в
області 450 нм на спектрофотометрі “Cпекол-10”, з використанням
коефіцієнтів питомої екстинкції (Johansen, 1974; Jeffery, 1997).

Експерименти з вивчення щільності посадки личинок, концентрації корму і
складу мікроводоростей поставлені за методом латинського квадрата 4х4.
Досліди проводили з личинками на стадії велігера при температурі 21?С і
з личинками на стадії веліконхи при температурі 25?С тривалістю
відповідно 3 і 4 доби. На першому етапі експерименту були задані
наступні рівні факторів: щільність посадки личинок 5, 10, 15 і 20 тис.
лич./л; на другому етапі – 3, 5, 7 і 9 тис. лич./л; сумарна концентрація
корму – 50, 100, 150 і 200 тис. кл./мл (Пиркова, 2004).

( R – швидкість споживання, кл/лич. в доб.; Cc і Се – концентрація
мікроводоростей в контролі і досліді; L – кількість личинок в 1 мл; Н –
тривалість досліду) (Fritz, 1984). Термін перетравлення мікроводоростей
личинками устриць вивчали за допомогою люмінесцентного мікроскопа МЛ –
2А (х 154), використовуючи шкалу Lucas і Rangel (1983). Для
математичної обробки даних (H ± i; CV %; r – коефіцієнт кореляції) і
побудови графіків використовували пакети комп’ютерних програм Excel і
Graрher. Статистичний аналіз результатів факторних експериментів
проводили з використанням дисперсійного і регресійного аналізу.

МОРФОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКРОВОДОРОСТЕЙ

У розділі наводиться морфологічна характеристика шести видів
мікроводоростей, що використовуються як корм для личинок мідій і
устриць. Показано, що в результаті адаптації мікроводоростей, з колекцій
водоростей ІнБПМ і IFREMER (Франція) до нових умов культивування,
одержані штами, відмінні за морфологічними характеристиками від
початкових культур.

ВПЛИВ УМОВ КУЛЬТИВУВАННЯ НА РІСТ

МІКРОВОДОРОСТЕЙ

Під час масового культивування мікроводоростей інтенсивність процесу
біосинтезу може бути збільшена при оптимальних рівнях факторів, що
впливають на їх ріст і фізіологічний стан. До таких факторів відносяться
світло, температура, вуглецеве живлення.

Світло. При вирощуванні мікроводоростей Isochrysis galbana,
Dunaliella viridis, Chaetoceros сalcitrans при інтенсивності світла
17,2 ; 86 і 172 мкЕ м-2 с-1 і температурі 24?С графіки залежності
швидкості росту водоростей від інтенсивності світла складалися з двох
ділянок: а) швидкість росту зростала пропорційно збільшенню
інтенсивності світла; б) швидкість росту зростала незначно або взагалі
не збільшувалася з підвищенням інтенсивності світла (рис.1).

Максимальні значення швидкості росту мікроводоростей були відмічені при
збільшенні освітлення від 86 до 140 мкЕ м-2 с-1 і склали відповідно
0,99 діб-1, 0,92 діб-1і 0,18 діб-1для I. galbana, С. сalcitrans, D.
viridis, а коефіцієнт кореляції цих показників був 0,90, 0,81 і 0,67
відповідно у зазначених видів.

Показано, що при інтенсивності світла 17,2 мкЕ?м-2с-1 стадія
логарифмічного росту тривала 35 діб. Максимальна концентрація клітин
становила 5,83, 1,25 і 0,36 млн. кл/мл відповідно — у I. galbana, D.
viridis і С. сalcitrans. При інтенсивності світла 86 мкЕ м-2 с-1 стадія
логарифмічного росту скоротилася до 22 діб у I. galbana і D. viridis
і до 26 — у С. сalcitrans. Максимальні концентрації культур підвищились
до 15,85, 1,50 і 1,03 млн.кл/мл відповідно у I. galbana, D. viridis і
С. сalcitrans, а середньодобовий приріст склав 1,32 х 106, 10 х 104 і 8
х 104 кл/мл доб. При збільшенні інтенсивності світла до 172 мкЕ ?м -2
с-1 фаза логарифмічного росту тривала 16 діб — у I. galbana і D.
viridis і 20 діб — у С. сalcitrans. Максимальні концентрації культур
збільшилися до 18,55, 1,8 і 1,23 млн. кл/мл відповідно у I. galbana, D.
viridis і С. сalcitrans.

Виявлено, що у водоростей, які належать до різних систематичних груп
(золотисті, діатомові, зелені), інтенсивність світла, коли починається
світлове насичення, практично не відрізняється. Так, світлове насичення
у I. galbana, D. viridis, С. сalcitrans наступає при 140 — 172 мкЕ
?м-2 с-1 .

Температура. Внаслідок пристосування до різних температурних умов
мікроводорості зазнають ряд змін; в першу чергу, змінюється швидкість їх
росту. Мікроводорості D. viridis, I. galbana і P. tricornutum вирощували
в накопичувальному режимі при температурі 15?С і 25 ?С (рис. 2).
Найбільший темп росту у I. galbana і D. viridis спостерігався при
температурі 25?С. Максимальна концентрація водоростей склала відповідно
18,53 і 3,32 млн. кл/мл. Середньодобовий приріст при температурі 25?С
був в два рази вищий, ніж при 15?С.

0 У діатомової водорості P. tricornutum найвища інтенсивність поділу
клітин відмічалась при температурі 15?С. Максимальне значення
концентрації клітин досягало 59,06 млн. кл/мл, а середньодобовий приріст
– 3, 37 млн. кл/мл доб., що в три рази вище, ніж при 25 ?С.

Вуглецеве живлення водоростей. При масовому культивуванні
мікроводоростей рівень вуглецевого живлення посилювали додаванням 2%
СО2. При вирощуванні I. galbana і D. viridis з аерацією (без додавання
СО2) максимальні концентрації водоростей склали відповідно 11,57 і 1,9
млн. кл/мл (рис. 3). При аерації газоповітряною сумішшю, яка містить
2% СО2, забезпечуючи оптимальній рівень рН середовища (7,5 — 8,2),
максимальні концентрації I. galbana і D. viridis збільшилися відповідно
до 14,58 і 2,96 млн. кл/мл. Середньодобовий приріст водоростей був в 5
або в 3 рази вищий, у порівнянні з вирощуванням без додавання
вуглекислого газу.

Рис. 3 Динаміка росту мікроводоростей у залежності від вуглецевого
живлення

БІОХІМІЧНИЙ СКЛАД КОРМОВИХ ВИДІВ МІКРОВОДОРОСТЕЙ

Загальний біохімічний склад мікроводоростей (білки, вуглеводи, ліпіди)
визначали на трьох стадіях розвитку: логарифмічній, стадії уповільнення
росту і стаціонарній стадії (табл.1).

Таблиця 1

Максимальний вміст білка, вуглеводів, ліпідів

в мікроводоростях при накопичувальному культивуванні

Вид водоростей Вміст, % СВ

білка* вуглеводів** ліпідів***

Isochrysis galbana 49,8 ± 1,21 40,7 ± 0,23
25,6 ± 0.09

Dunaliella viridis 37,1 ± 0,21 20,6 ± 0,13
18,0 ± 0,10

Tetraselmis suecica 30,4 ± 0,31 24,1 ± 0,08
20,9 ± 0,21

Phaeodactylum tricornutum 40,7 ± 0,2 30,3 ± 0,10
20,0 ± 0,08

Chaetoceros calcitrans 41,35±0,28 43,2 ± 0,08
27,0 ± 0.09

Примітка: * — логарифмічна фаза росту; **- фаза уповільнення росту;

*** — стаціонарна фаза росту

В логарифмічній фазі відзначено високий рівень білка у всіх досліджених
видів водоростей. Максимальний вміст білка складав — 49,8 і 40,7 %
відповідно — у I. galbana і P. tricornutum; а мінімальна кількість —
30,4% — у T. suecica. Частка вуглеводів варіювала від 15,2% — у D.
viridis до 28,4 % — у I. galbana.

У фазі уповільнення швидкості росту в клітинах відбувається значне
зростання вмісту вуглеводів і зниження вмісту білка. Максимальну
кількість вуглеводів виявлено у С. calcitrans і I. galbana (43,2 і 40,7
%), а мінімальну — у D. viridis (20,6%). Частка ліпідів варіювала від
7,3% — у D. viridis до 15,2% — у I. galbana.

Наприкінці стаціонарної фази росту мікроводоростей встановлено зменшення
вмісту білка і вуглеводів в 1,5 — 2 рази і збільшення кількості ліпідів
в 2 — 2,5 рази відповідно у I. galbana і С. calcitrans і в 3 — 3,5 рази
— у T. suecica і P. tricornutum. Оптимальний рівень азоту (16,5
мг/л) в живильному середовищі Конвея сприяв інтенсивному синтезу білка
водоростями в логарифмічній фазі росту. В процесі розвитку культур
(зниження швидкості росту, збільшення концентрації клітин) відбувалося
зниження концентрації нітратів в середовищі, що стало причиною зменшення
вмісту білка і збільшення частки вуглеводів і ліпідів.

Фракційний склад каротиноїдів в мікроводоростях. Якісний і кількісний
склад каротиноїдів досліджений у чотирьох видів мікроводоростей: I.
galbana, P. tricornutum, D. viridis і T. suecica. Домінуючими фракціями
каротиноїдів у D. viridis і T. suecica були ?–каротин, лютеїн і
ксантофіли віолоксантинового ряду (неоксантин і віолоксантин).
Мікроводорості I. galbana і P. tricornutum, незважаючи на різне
систематичне положення, мали схожий склад каротиноїдів. Домінуючими
фракціями каротиноїдів у цих водоростей є фукоксантин, ?–каротин і
діадиноксантин; I. galbana містить слабо виявлену фракцію неоксантину.

Сумарний вміст каротиноїдів у водоростях залежав від фази росту.
Максимальну їх кількість виявлено на стаціонарній фазі росту. У I.
galbana вміст ?–?аротину в логарифмічній фазі росту майже в два рази
вищий, ніж у стаціонарній фазі — 317 мкг/г (СВ), тоді як вміст
фукоксантину і діадиноксантину суттєво зростав у міру росту культури. В
логарифмічній фазі росту концентрація фукоксантину і діадиноксантину
становила відповідно 340 і 135 мкг/г, а в стаціонарній фазі вона
збільшилася відповідно до 912 і 521 мкг/г (рис. 4).

У P. tricornutum вміст всіх фракцій каротиноїдів досягав максимального
значення на стаціонарній фазі росту (див. рис. 4). Вміст ?–каротину
збільшився в 16,6 рази: з 8,7 до 144 мкг/г, а фукоксантину — в 2 рази
порівняно з логарифмічною фазою росту і склав 521 мкг/г. Концентрація
діадиоксантину збільшилася в 1,4 рази (з 72 до 102 мкг/г).

В зелених водоростях D. viridis і T. suecica максимальний вміст
домінуючої фракції – лютеїну відзначено на стаціонарній фазі росту: 630
і 585 мкг/г, що в 8 — 9 разів більше, ніж в логарифмічній фазі росту
(рис. 5). Максимальні концентрації ?–?аротину у D. viridis і T. suecica
були визначені для стаціонарної фази: 311 і 292 мкг/г, що в 6 разів
більше, ніж в логарифмічній.

I. galbana P. tricornutum I.
galbana P. tricornutum

логарифмічна
стаціонарна

Рис. 4 Вміст каротиноїдів в мікроводоростях Isochrysis galbana і
Phaeodactylum tricornutum на різних фазах росту.

D. viridis T. suecica
D. viridis T. suecica

логарифмічна
стаціонарна

Рис. 5 Вміст каротиноїдів в зелених мікроводоростях Dunaliella viridis і
Tetraselmis suecica на різних фазах росту

Відомо, що морські тварини, у тому числі двостулкові молюски, не
синтезують каротиноїдів de novo, через те їх поява в організмі молюсків
є результатом надходження з водоростей (Maoka, 2005). Дослідження
накопичення каротиноїдів личинками і спатом устриць показали, що
каротиноїдний склад личинок на стадії педівелігера і водоростей, якими
вони живились, співпадає. Каротиноїди личинок представлені незначною
кількістю неоксантину і яскраво вираженими фракціями фукоксантину і
?-каротину.

Склад каротиноїдів спату устриць відрізнявся від такого в
мікроводоростях, які входять до складу корму. Окрім фракцій
неоксантину і ?-каротину, у спаті з’являються нові фракції каротиноїдів,
що може бути пов’язано з процесом трансформації каротиноїдів
водоростей.

Елементи керованого культивування мікроводоростей. Біохімічний склад
мікроводоростей можливо цілеспрямовано регулювати, змінюючи умови їх
культивування. Так, від форми азотного живлення в середовищі, на якому
вирощували I. galbana, залежав рівень вмісту білка у водорості.

Максимальну кількість білка, відзначено в логарифмічній фазі росту на
середовищі, складовою частиною якого були нітрати або сечовина, у
концентрації відповідно 40,19 і 44,96% (табл. 2).

Таблиця 2

Вміст білка і ліпідів в культурі I. galbana на різних стадіях росту

за різних умов азотного живлення.

Вміст компонентів сухої речовини, % СВ Фаза росту Хімічна форма азоту

Нітрати Нітрити Сечовина

Білок Л 40,19 ± 0,79 37,36 ± 1,23 44,96 ± 0,83

УР 34,50 ± 0,94 34,58 ± 0,96 35,98 ± 1,49

С 28,01 ± 1,31 33,46 ± 1,41 28,48 ± 1,51

Ліпіди Л 21,87 ± 0,47 27,5 ± 3,11 32,33 ± 0,58

УР 34,03 ± 0,50 33,58 ± 0,58 42,05 ± 0,51

С 38,49 ± 0,51 41,61 ± 0,51 31,96 ± 0,98

Примітка: Л – логарифмічна фаза росту; УР–фаза уповільнення росту; С–
стаціонарна фаза росту

Водорості, вирощені на сечовині, містили більше ліпідів, ніж на
нітратах або нітритах. Максимальну кількість ліпідів відзначено на фазі
уповільненого росту — 42,05%. Отже, сечовина може бути використана як
форма азотного живлення для отримання біомаси мікроводорості I. galbana
“поліпшеного” біохімічного складу.

Біохімічний склад водорості I. galbana змінювався залежно від
температурного режиму культивування (рис. 6).

Рис. 6 Вплив температури на біохімічний склад мікроводорості Isochrysis
galbana: В — вуглеводи, Б — білок, Л — ліпіди.

Вміст білка у I. galbana на логарифмічній фазі росту при температурі
16 і 28?С вірогідно не відрізнявся і склав відповідно 44,7 і 39,6%.
Проте, достовірну відмінність вмісту білка відзначено залежно від фази
росту мікроводорості. Так, при 16?С максимальний вміст білка в
логарифмічній фазі росту склав 44,7%, в стаціонарній — 28,5%, а при
температурі 28?С відповідно 39,8 і 27,1%. Вміст ліпідів не залежав від
фази росту мікроводорості при температурі 28?С, однак різниця була
достовірною при температурі 16?С і становила 19 і 35 % відповідно на
логарифмічній і стаціонарній фазах.

МОДИФІКАЦІЯ БІОТЕХНІКИ КУЛЬТИВУВАННЯ МІКРОВОДОРОСТЕЙ ДЛЯ МАСОВОГО
ВИРОБНИЦТВА КОРМУ

Масове культивування мікроводоростей здійснювали в двох режимах:
накопичувальному (періодична культура) і безперервному (напівпроточна
культура) (Перт, 1978; Тренкеншу, 2005). Накопичувальний спосіб
культивування мікроводоростей застосовувався під час вирощування корму
для личинок мідій і устриць, які знаходяться на пізніх стадіях
розвитку, або підрощування спату. При вирощуванні водоростей головним
завданням було отримання за короткий проміжок часу біомаси потрібного
біохімічного складу, через те найбільший інтерес становили три фази
росту: логарифмічна, уповільнення росту і початок стаціонарної фази.
Ростовими характеристиками водоростей у накопичувальному режимі
культивування були питома швидкість росту і продуктивність (табл. 3).
Максимальні значення виявлені в логарифмічній фазі росту, мінімальні —
в стаціонарній.

У логарифмічній фазі росту водорості практично не обмежені мінеральними
компонентами, тому їх якісний склад характеризується максимальним
вмістом білка, необхідного личинкам на ранніх стадіях розвитку. У фазі
уповільнення питома швидкість росту водоростей зменшувалася в 1,5 – 2
рази, в порівнянні з логарифмічною фазою, внаслідок зниження
концентрації біогенів, а біохімічний склад водоростей характеризувався
накопиченням вуглеводів.

Таблиця 3

Ростові характеристики мікроводоростей на різних фазах росту

в накопичувальному режимі при масовому культивуванні

Фаза

росту Питома швидкість росту

діб-1 Продуктивність

г · добу-1

1

2 3 4

1 2 3 4

Логарифмічна 0,43 0.38 0,37 0,18 47,99 113,35 89,67 3,49

Уповільнення 0,15 0,21 0,17 0,13 29,93 74,50 58,94 2,75

Стаціонарна 0,01 0,15 0,04 0,04 3,02 13,93 11,02 1,1

Примітка: 1 — Isochrysis galbana; 2 — Tetraselmis suecica; 3 —
Dunaliella viridis; 4 — Chaetoceros calcitrans

На стаціонарній фазі росту водоростей припиняється поділ клітин, через
те питома швидкість росту і продуктивності — мінімальні, в порівнянні з
іншими стадіями. В результаті відзначено зміну співвідношення їх
біохімічних параметрів: у клітинах відбувалося накопичення ліпідів.

Напівпроточне культивування мікроводоростей. Напівпроточне культивування
характеризується безперервним ростом водоростей на протязі досліду, який
пов’язаний з вилученням певної біомаси і внесенням в культуру живильного
середовища (рис. 7).

Основою управління ростом водоростей при такому культивуванні було
розбавлення культури. Водорості починали розбавляти наприкінці
логарифмічної фази росту: на 9-й день — для T. suecica і D. viridis і
8-й день — для I. galbana і Р. tricornutum.

I

a

ae

¤

¦

I

oe

o

d I I ? O O L

?

//iaeYOOOYOOIOOOOOOAE1/4

o

o

\

i

‚@?

‚@?

o

o

&

F

&

F

&

&

F

«†¬?¬neeeeaaaTHTHOeOeOeaEEAA?

@

???0?????

AE

??¬IeaeI»?

AE

^„

AE

AE

AE

????

???\???????

AE

AE

AE

AE

AE

????

??????????

????

”y\

E

????

??????

AE

AE

AE

AE

AE

AE

”y\

E

Dl??A.AE»E$E(EaeE–E?E|E~E‚ELIIIeIoooeYUUII1/2«UU™‹

e

e

e

e

e

e

$

$

3/4nAn

0o2o

?o?o

AE

o O

(тобто щоденному зливі 3 л водоростей) відзначено зниження
концентрації культур з 9, 87 до 8,35 млн. кл/ мл — у I. galbana, з
16,52 до 12,9 млн. кл/мл — у Р. tricornutum, з 2,31 до 1,76 млн.кл/мл —
у T. suecica і з 2,19 до 1,62 — у D. viridis з подальшим поверненням
за добу до початкового рівня густини. При такому режимі культивування
водоростей можна щодня отримувати до 460 мг сухої біомаси I. galbana,
420 мг Р. tricornutum, 1368 мг T. suecica і 1456 мг D. viridis, з
максимальним вмістом білка.

ВПЛИВ СКЛАДУ КОРМУ

НА РІСТ ЛИЧИНОК УСТРИЦЬ І МІДІЙ

Оптимальні умови для росту личинок велетенської устриці. Методом
факторного експерименту, поставленого за схемою латинського квадрата
4х4, визначені оптимальні значення концентрації корму, його складу і
щільності посадки личинок устриць і мідій на їх ріст і виживання.

Експеримент з личинками С. gigas провадився в два етапи: 1 — личинки на
стадії велігера; 2 – личинки на стадії веліконхи. На стадії велігера
сумарна концентрація корму була задана в діапазоні 50 — 200 тис. кл./мл,
щільність посадки личинок 5, 10, 15 і 20 тис. лич./л. У результаті
математичної обробки даних показано, що середньодобовий приріст личинок
велетенської устриці на стадії велігера не залежить від заданої в
досліді концентрації корму (Fексп. = 2,92< Fтабл. = 4,8) і щільності посадки (Fексп. =1,62< Fабл. = 4,8). Фактором, істотно впливаючим на середньодобовий приріст личинок на стадії велігера, – є склад корму (Fексп. = 5,34 > Fтабл. = 4,8). Шляхом порівняння максимального і
мінімального значень з найменшим значущим рангом показано, що величина
середньодобового приросту личинок вірогідно відрізняється при зміні
складу корму.

Максимальний приріст виявлено під час використання корму, який
складається з I. galbana, при концентрації 50 тис. кл./мл (біомаса 1,96
х 106 мг/л). Приблизно такий же приріст личинок – 10,5 мкм/добу при
щільності посадки 20 тис. лич./л і концентрації I. galbana 100 тис.
кл/мл. Таким чином, оптимальні умови для росту велігерів устриці
наступні: склад корму – I. galbana в межах 50 — 100 тис. кл /мл і
щільність посадки від 5 до 20 тис. лич./л.

В експерименті з личинками устриць на стадії веліконхи сумарна
концентрація корму була задана в діапазоні 50 — 200 тис. кл./мл,
щільність посадки личинок 3, 5, 7 і 9 тис. лич./л. Концентрація
мікроводоростей виявилася значущим фактором для росту личинок на стадії
веліконхи: Fексп. = 34,01 > Fтабл. = 4,8 і Fексп. = 43,22 > Fтабл. =
4,8 (для числа степінів вільності 3 і 6 і 5% рівня значущості).
Максимальний середньодобовий приріст личинок відмічено при концентрації
корму 50 тис. кл/мл, який складав 21,6 мкм/добу, при 100 тис. кл./мл –
17,7 мкм/добу. Відмінності всіх середніх значень статистично достовірні.
Коефіцієнт кореляції приросту і концентрації корму становив r = — 0,86
(Р = 0,05), тобто спостерігається обернена залежність темпів росту і
концентрації (біомаси) мікроводоростей.

Склад корму – значущий фактор, який впливає на ріст личинок. Найбільший
середньодобовий приріст (22,6 мкм/добу) відзначений при складі корму I.
galbana + С. calcitrans; потім — при складі корму з трьох видів
мікроводоростей: I. galbana+ С. calcitrans + T. suecica (16 мкм/добу);
далі — при I. galbana + T. suecica (15,5 мкм/добу) і С. calcitrans + T.
suecica (13,8 мкм/добу). Між всіма значеннями середніх величин приросту
відмінності статистично достовірні.

Фактор “щільність посадки” виявився незначущим для середньодобового
приросту личинок, оскільки не було достовірних відмінностей
середньодобового приросту личинок при щільності посадки від 3 до 9 тис.
лич./л. При порівнянні темпу росту личинок в дослідах № 2 і № 15
(середньодобовий приріст 21,5 і 21,1 мкм/добу відповідно) в умовах
щільності посадки 3 і 9 тис. лич./л і при однаковому складі корму (I.
galbana+ С. calcitrans) середнє значення біомаси, розраховане на 1 тис.
личинок, в досліді № 2 виявилося в два рази вищим.

Отже, оптимальними умовами для росту личинок устриці С. gigas на стадії
веліконхи є: концентрація водоростей в межах 50 -150 тис. кл/мл; корм,
що складається з I. galbana + С. calcitrans у співвідношенні кліток 1:1;
щільність посадки личинок в межах 3-9 тис. лич./л.

За результатами повного факторного експерименту (ПФЕ 22) одержано
рівняння залежності середньодобового приросту личинок на стадії велігера
(1) і веліконхи (2) від щільності посадки личинок і концентрації корму:

? Y 1,2 = 2,98 + 0,62?Х2 + 0,27 ? Х1 ? Х2 — (1)

? Y 1,2 = 18,86 + 4,37?X1 — (2)

Встановлено, що на рівень виживання личинок на стадії велігера жоден з
факторів суттєво не впливає:

? Y 1,2 = 82,77.

Рівняння регресії виживання личинок, що проходять пізні стадії розвитку,
мало наступний вигляд:

? Y 1,2 = 80,72 – 2,70 ?X1 + 7,82?X2

Концентрація водоростей є визначальним фактором, який впливає на
виживання личинок на стадіях веліконхи і педівелігера. Його вплив в 2,8
рази перевищував вплив фактора щільності посадки личинок. З рівняння
виходить, що виживання личинок максимальне при низькій щільності посадки
і високому рівні концентрації корму. Якщо концентрація корму складала 70
тис. кл./мл, а щільність — 3 тис. лич./л, то виживання, було
максимальним.

Оптимальні умови для росту личинок мідії M. galloprovincialis. На
стадії велігера щільність посадки личинок змінювали від 10 до 40
тис.лич./л, концентрацію корму від 5 до 40 тис. кл./мл. В результаті
математичної обробки даних показано, що щільність посадки личинок
(Fексп. = 45,1 > Fтабл.= 4,8) і сумарна концентрація корму (Fексп. =
18,4 > Fтабл.=4,8) є значущими факторами для росту. Середньодобовий
приріст личинок рівною мірою залежав як від біомаси водоростей, так і
від щільності посадки личинок. Максимальний середньодобовий приріст
личинок (4 мкм/добу) спостерігався при щільності посадки 10 тис. лич./л
і кормі з двох видів водоростей (I. galbana і M. lutheri) в сумарній
концентрації 40 тис. кл./мл.

В експерименті з личинками мідій на стадії веліконхи і педівелігера
сумарна концентрація корму була задана в межах від 10 до 70 тис. кл./мл,
а щільність посадки від 5 до 30 тис. лич./л. Концентрація корму і
щільність посадки личинок на пізніх стадіях також виявилися значущими
факторами для зростання (Fексп. = 39,31 > Fтабл.= 4,8; Fексп. = 22,27 >
Fтабл.= 4,8). Максимальний середньодобовий приріст личинок (10,7 — 12,2
мкм/добу.) одержаний при щільності посадки 5 тис. лич./л і концентрації
корму 70 тис. кл./мл, при складі корму з трьох видів водоростей — I.
galbana, M. lutheri і P. tricornutum. Проте середньодобовий приріст при
концентрації корму 70 і 50 тис. кл./мл достовірно не відрізнявся. Таким
чином, сумарна концентрація 50 тис.кл./мл є оптимальною при
культивуванні личинок мідій на пізніх стадіях розвитку.

Виживання личинок на стадії велігера, залежав від щільності посадки
личинок. При мінімальній щільності посадки (10 тис. лич./л) виживання
має максимальне значення.

Виживання личинок на стадії веліконхи і педівелігера не залежало від їх
щільності посадки і концентрації корму (Fексп. = 0,34 < Fтабл.= 4,8; Fексп. = 0,16 < Fтабл.= 4,8 за критерієм Фішера для 5%-ного рівня значущості і числа степінів вольності 3 і 6). Проте спостерігалася тенденція збільшення приросту личинок при складі мікроводоростей з I. galbana+ M. lutheri +P. tricornutum. Таким чином, оптимальними умовами культивування личинок мідій на стадії велігера є щільність посадки 10 тис. лич./л при сумарній концентрації корму 40 тис. кл./мл з суміші водоростей I. galbana + M. lutheri. На стадії веліконхи і педівелігера щільність посадки 5 тис. лич./л і концентрація корму 50 тис. кл./мл з суміші водоростей I. galbana+ M. lutheri +P. tricornutum у співвідношенні клітин 1:1:1. СПОЖИВАННЯ І ЗАСВОЄННЯ КОРМУ ЛИЧИНКАМИ МІДІЙ І УСТРИЦЬ Споживання мікроводоростей личинками устриці С. gigas. Швидкість споживання мікроводоростей личинками устриць і мідій визначали за зменшенням концентрації фітопланктону за годину досліду. Відзначено, що на стадії велігера середньодобовий приріст личинок устриць склав 8,32 мкм при споживанні I. galbana до 6310 кл./лич?добу. Коефіцієнт кореляції середньодобового приросту велігерів і концентрації (біомаси) споживаних мікроводоростей мав максимальне значення - 0,99. Раціон личинок устриць на стадії веліконхи складався з трьох видів мікроводоростей: I. galbana, D. viridis і P. tricornutum при концентрації 350 тис. кл/мл. Результати експерименту показали, що споживання личинками різних видів водоростей було неоднакове: 50% становив I. galbana, 35% - P. tricornutum і 15% - D. viridis, що свідчить про вибірковість живлення. Сумарне споживання мікроводоростей однією личинкою С. gigas за добу збільшилося до 26 тис. кл, в порівнянні з попередньою стадією. При цьому середньодобовий приріст личинок склав 18,17 мкм, що в 2,2 рази вище, ніж на стадії велігера. Значення коефіцієнта кореляції середньодобового приросту личинок і концентрації споживаного корму склало 0,88, а середньодобового приросту і біомаси мікроводоростей – 0,58. Споживання мікроводоростей личинками мідій. На стадії велігера середньодобовий приріст личинок мідій в досліді склав 4,5 мкм/добу при споживанні I. galbana до 2170 кл/лич.добу. Споживання водоростей личинками на стадії великонхи збільшилося до 15 тис. кл/лич.; із них 52% - I. galbana, 22% - P. tricornutum і 26% - D. viridis. При цьому приріст личинок склав 7,82 мкм/добу. Встановлена відмінність у споживанні мікроводоростей личинками мідій і устриць, що проходять аналогічні стадії розвитку (табл. 4). Добовий раціон личинок устриць на стадіях велігера і веліконхи вищий відповідно в 3 і 2 рази, ніж личинок мідій. Таблиця 4 Споживання мікроводоростей і середньодобовий приріст личинок устриць і мідій Стадія личинок Личинки устриць Личинки мідій Споживання водоростей кл./лич.добу Середньодобовий приріст мкм/ добу Споживання водоростей кл./лич. добу Середньодобовий приріст мкм/ добу Велігер 6310 8,32 2170 4,5 Веліконха 26000 18,17 15000 7,82 Харчові раціони для личинок устриць. На основі одержаних даних з біохімічного складу кормових видів водоростей і результатів факторного експерименту з оптимізації біотехніки культивування личинок вперше складені харчові раціони для личинок устриць і мідій для кожної стадії розвитку. При складанні раціонів враховували також морфологічні особливості водоростей та їх калорійність (табл. 5). На стадії велігера харчовий раціон личинок устриць складається з монокультури I. galbana концентрації 50 тис. кл/мл. На стадії веліконхи суміш мікроводоростей I. galbana + С. calcitrans є оптимальною для росту і виживання личинок устриць. Темпи росту і виживання личинок на монодієті I. galbana або С. calcitrans були значно нижчими, ніж на змішаній дієті. Поживна цінність мікроводоростей I. galbana і С. calcitrans обумовлена високим вмістом білка, ліпідів, вуглеводів і висоненасичених жирних кислот (ВНЖК). Високий індекс харчової цінності мікроводорості I. galbana визначається підвищеним вмістом білка (49,8%). Личинки на ранніх стадіях розвитку, які вживали водорості з високим вмістом білка, мали високі значення темпу росту і виживання. Таблиця 5 Калорійність кормових видів мікроводоростей (ккал/г СВ) Вид водоростей Білок, ккал/г СВ Ліпіди, ккал/г СВ Вуглеводи, ккал/г СВ Сумарна калорійність, ккал/г СВ Isochrysis galbana 2,19 2,38 1,67 6,24 Monochrysis lutheri 1,91 2,51 0,82 5,24 Chaetoceros calcitrans 1,28 2,51 1,77 5,56 Phaeodactylum tricornutum 1,67 1,86 1,24 4,77 Tetraselmis suecica 1,25 1,94 0,98 4,17 Dunaliella viridis 1,52 1,67 0,84 4,03 Після трьох тижнів вирощування личинок устриць (стадія педівелігера), коли розмір личинок становив 350 мкм, до складу корму вводили мікроводорость T. suecica. Розмір клітин і біохімічний склад водорості відповідали потребам личинок. T. suecica містить 30,4% білка і 20,9% ліпідів. При додаванні до суміші I. galbana + С. calcitrans мікроводорості T. suecica середньодобовий приріст личинок збільшувався з 4,5 до 5,7 мкм/добу і личинки успішно проходили метаморфоз. На стадії педівелігера необхідно використовувати як домішка до основного корму ще й мікроводорость D. viridis, оскільки, вона містить велику кількість каротиноїдів. Харчові раціони для личинок мідій. Харчовий раціон личинок мідій, на відміну від устриць, на стадії велігера складався з суміші мікроводоростей I. galbana і M. lutheri концентрації 40 тис. кл/мл у співвідношенні клітин 1:1. Клітини M. lutheri мають округлу форму і невеликі розміри (13,85 мкм3), тому легко заковтуються личинками і добре засвоюються. Водорість багата білком і ліпідами. Частка ВНЖК в ліпідах складає 34%, а вміст вітамінів В6 і С відповідно 162 мг г-1 і 837 мг г-1 (Dunstan, 1994; Perez-Camancho,1998). Для личинок мідій на стадії веліконхи і педівелігера оптимальною для росту є змішана дієта, що складається з водоростей I. galbana, M. lutheri і P. tricornutum у співвідношенні клітин 1:1:1, концентрації 50 – 100 тис.кл/мл. Додавання в корм мікроводорості P. tricornutum сприяло збільшенню середньодобового приросту личинок на стадії веліконхи в 2 рази. Клітини P. tricornutum мають щільну целюлозну оболонку і перетравлюються личинками за 4 –5 год. Водорість багата білком (40,7%), ліпідами (20%) і містить до 25% ВНЖК (Volkman, 1979). Засвоєння корму личинками устриць і мідій. Встановлено, що личинки устриць і мідій починають вживати водорості відповідно на 2 і 4-й добу. В цьому віці у них вже розвинена травна система. З трьох запропонованих видів водоростей I. galbana, D. viridis і P. tricornutum - в перші два дні культивування личинки не заковтували водорості, навіть якщо їх кількість була надмірною. Цілком імовірно, в цей час енергію для дихання і розвитку личинки одержують за рахунок живильних речовин яйцеклітини. Розміри яйцеклітин мідій і устриць становлять 80 і 55 мкм і, таким чином, запас живильних речовин у мідій більший ніж у устриць, тому личинки мідій можуть знаходитися на ендогенному живленні до 4діб. На третій день вирощування личинки заковтували тільки I. galbana, всі інші види водоростей ними не вживалися, а якщо і надходили в травну систему, то не перетравлювалися, що обумовлено з будовою травної системи молюсків. Тому на стадії раннього велігера розмір клітин водоростей є головним чинником у відборі їжі личинками. Тривалість перетравлення мікроводоростей личинками устриць залежить від їх віку. Личинки устриць у віці 3 - 4-х днів перетравлювали клітини мікроводорості I. galbana за 8 - 10 год., з 5 по 6-й день – за 4 год., а на 7- 8-й день - протягом 2 - 3 год. Індекс засвоєння водоростей, визначений як рівень засвоєння протягом 2 год., збільшувався з віком і розмірами личинок. На стадії велигера індекс засвоєння личинками був найвищим у I. galbana (8,4%), і ніякого засвоєння не встановлено для D. viridis і P. tricornutum. Отже, на стадії велігера основним кормом для личинок устриць є золотиста водорість I. galbana. Клітини цієї водорості мають невеликі розміри – 5 - 6 мкм (середній об'єм 39,19 мкм3) і тонку целюлозну оболонку, що робить їх доступними для засвоєння личинками. Мікроводорості D. viridis і P. tricornutum є непридатним кормом для личинок устриць на стадії велігера. Личинки не здатні перетравити клітини D. viridis через їх великі розміри (середній об'єм 313,5 мкм3), а P. tricornutum - через тверду клітинну оболонку. Тривалість перетравлення личинками на стадії веліконхи (12-14 діб вирощування) клітин чотирьох видів водоростей була різною: I. galbana за 1 год., D. viridis і T. suecica – за 3 год., P. tricornutum - за 4 год., що пов'язано з морфологічними особливостями цих водоростей. ВИСНОВКИ Біотехніка культивування личинок двостулкових молюсків в розпліднику базується на оптимізації умов вирощування мікроводоростей для їх трофічних потреб. Раціон живлення личинок велетенської устриці Crassostrea gigas і мідії Mytilus galloprovincialis в умовах вирощування на Чорному морі може бути забезпечений шістьма видами мікроводоростей: Isochrysis galbana, Monochrysis lutheri, Dunaliella viridis, Tetraselmis suecica, Chaetoceros calcitrans, Phaeodactylum tricornutum. Оптимальними умовами культивування мікроводоростей в накопичувальному і проточному режимах є: температура 22 - 24°С, інтенсивність світла 172 мкЕ?м-2с-1, цілодобова аерація газоповітряною сумішшю (повітря + 2% вуглекислого газу) і морська вода, яка збагачена живильним середовищем Конвея. Максимальна біомаса кожного виду мікроводоростей, які містять до 27% ліпідів, досягається при накопичувальному режимі культивування. Водорості з високим вмістом білка (до 48,9%) і стабільною біомасою можна одержати при напівпроточному культивуванні. Накопичення білка, вуглеводів і ліпідів в мікроводоростях залежить від їх фази росту: в логарифмічній фазі накопичується білок, у фазі уповільнення зростання – вуглеводи, в стаціонарній фазі – ліпіди. Каротиноїди мікроводоростей Isochrysis galbana, Dunaliella viridis, Tetraselmis suecica і Phaeodactylum tricornutum представлені шістьма фракціями. Їх максимальне накопичення відбувається в стаціонарній фазі росту. Личинки устриць засвоюють каротиноїди мікроводоростей без зміни, у спаті відзначено трансформацію фракцій каротиноїдів. Біохімічний склад мікроводоростей залежить від форми азотного живлення і температурних умов вирощування. Максимальну кількість білка водорості накопичували в логарифмічній фазі росту на середовищі з нітратами або сечовиною. Найвищий вміст ліпідів виявлено в стаціонарній фазі росту при низькій температурі (16?С) на середовищі з сечовиною. Концентрація мікроводоростей є визначальним фактором росту личинок мідії Mytilus galloprovinciallis і устриці Crassostrea gigas на стадії велігера, а виживання - на стадіях веліконхи і педівелігера. Оптимальними умовами для росту личинок устриць на стадії велігера є: мікроводорість I. galbana концентраціі 50 - 100 тис. кл/мл, щільність посадки личинок в межах 5-20 тис. лич./л. Для личинок на стадії веліконхи - суміш мікроводоростей I. galbana+ С. calcitrans при концентрації корму 50-150 тис.кл./мл і щільності посадки личинок від 3 до 9 тис. лич./л; для личинок на стадії педівелігера - I. galbana + С. calcitrans + T. suecica (150-200 тис. кл/мл). Оптимальними умовами культивування личинок мідій на стадії велігера є щільність посадки 10 тис. лич./л при сумарній концентрації корму 40 тис. кл./мл, що складається з суміші водоростей I. galbana + M. lutheri. На стадії веліконхи і педівелігера - щільність посадки 5 тис. лич./л і концентрація корму 50-100 тис. кл./мл з суміші водоростей I. galbana+ M. lutheri +P. tricornutum . Встановлені кількісні відмінності добового споживання мікроводоростей личинками устриць і мідій і вибірковість їх живлення. Споживання мікроводоростей велігерами устриць в 3 рази, а веліконхами в 2 рази вище, ніж личинками мідій на аналогічних стадіях розвитку. Одержані результати можуть бути рекомендовані для промислового отримання кормів при вирощування личинок і спату устриць і мідій в розпліднику, а також при організації повноциклічних маригосподарств молюсків. СПИСОК ОСНОВНИХ РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ Пиркова А.В., Холодов В.И., Ладыгина Л.В. Оптимизация некоторых элементов культивирования личинок мидии Mytilus galloprovincialis Lam. // Гидробиол. журн. – 1998. – Т. 34, №1. – С. 57-61. Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Рост и выживаемость личинок мидии Mytilus galloprovincialis Lam. полученных при разных типах скрещивания и самооплодотворения //Гидробиол. журн. –2002. - 38.- №4.- С. 30-35 Ладыгина Л.В., Пиркова А.В. Оптимизация биотехники культивирования личинок гигантской устрицы Crassostrea gigas (Th.) в питомнике //Экология моря. – 2002. – Вып. 60. – С. 60-64. Холодов В.И., Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Акклиматизация тихоокеанской устрицы Crassostrea gigas (Th.) в Черном море //Рыбн. хоз-во Украины . – 2003. –№ 2. – С. 6-8. Холодов В.И. Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Теоретические и экспериментальные аспекты оптимального управления в аквакультуре // Рыбн. хоз-во Украины . – 2003. –№ 6. – С. 40-43. Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Определение оптимальных условий роста и выживаемости личинок устрицы Crassostrea gigas (Th) на разных стадиях развития // Рыбн. хоз-во Украины . – 2004. – № 6. – С. 174-177. Ладыгина Л.В. Элементы управляемого культивирования микроводоросли Isochrysis galbana – корма для личинок устриц. // Рыбн. хоз-во Украины. – 2005. -№ 1(36) . – С. 23-25. Ладыгина Л.В. Биохимическая характеристика микроводорослей – кормовых объектов двустворчатых моллюсков// Рыбн. хоз-во Украины. – 2005. - №7. – С. 97-100. Ладыгина Л.В. Интенсивность роста и биохимический состав микроводоросли Dunaliella viridis Teod. в зависимости от условий культивирования // Экология моря. – 2005. – Вып. 67. - С. 56-60. Ладыгина Л. В. Культивирование микроводорослей в питомнике – корма для производителей и личинок устриц // Вiсн. Житомир. пед. ун-ту. – 2002. – Вип. 10. - С. 70 – 71. Ладыгина Л.В., Пиркова А.В. Потребление микроводорослей личинками устриц Crassostrea gigas (Th.) // Еколого-функцiональнi та фауністичнi аспекти дослiдження молюскiв і їх роль у бiоiндикації стану навколишнього середовища. –– Житомир: Вид-во ЖДУ, 2006 . – Вип 2. – С. 170-173. Ладыгина Л.В. Динамика популяций культивируемых видов микроводорослей в зависимости от углеродного питания // Современные проблемы популяционной экологии: Тез. докл. междунар. конф., Белгород, 2-5 окт. 2006. - Белгород: Изд-во Политерра, 2006. – С. 109-110. Пат. № 76680 Ua, МКИА.01К61/00 Спосіб вирощування гігантської устриці Crassostrea gigas у Чорному морю / А.В. Піркова, Л.В. Ладигіна. - № 200507328; Заявлено 22.07.05. Опубл. 15.11.05. Бюл. № 11. Заявка № 2006 13362 Способ подготовки кормов для выращивания гигантской устрицы Crassostrea gigas в условиях питомника / Л.В. Ладыгина. – Заявлено 18.12.2006 АНОТАЦІЯ Ладигіна Л.В. – Мікроводорості як кормові об'єкти личинок мідій і устриць – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 – гідробіологія. - Інститут біології південних морів НАН України, Севастополь, 2007. Досліджені закономірності росту мікроводоростей (Isochrysis galbana, Monochrysis lutheri, Dunaliella viridis, Tetraselmis suecica, Chaetoceros calcitrans, Phaeodactylum tricornutum) при накопичувальному і напівпроточному режимах культивування в залежності від умов вирощування. Показано, що оптимальними умовами для культивування водоростей є: температура 22-24°С, інтенсивність світла 172 мкЕ м-2с-1, цілодобова аерація газоповітряною сумішшю (повітря + 2% вуглекислого газу) і морська вода, збагачена живильним середовищем Конвея. Визначений біохімічний склад мікроводоростей, використаних як корм для личинок устриці Crassostrea gigas (Th.) і мідії Mytilus galloprovincialis (Lam.). Показано, що накопичення білка, вуглеводів, ліпідів в мікроводоростях залежить від фази росту: в логарифмічній фазі накопичується білок, у фазі уповільнення зростання – вуглеводи, в стаціонарній фазі – ліпіди. Вперше досліджений кількісний і якісний склад каротиноїдів кормових видів водоростей. Максимальний вміст каротиноїдів відзначено в стаціонарній фазі росту. Личинки устриць накопичують каротиноїди мікроводоростей без зміни, а у спаті відбувається трансформація фракцій каротиноїдів. Вперше виявлені трофічні потреби личинок устриць і мідій, вирощуваних у розпліднику, і складені харчові раціони для кожної стадії їх розвитку. Визначено, що споживання мікроводоростей велігерами устриць в 3 рази, а веліконхами - в 2 рази вище, ніж личинками мідій на аналогічних стадіях розвитку. Визначені оптимальні умови росту личинок устриць і мідій, залежно від кількості корму, його складу і щільності посадки. Встановлено, що середньодобовий приріст личинок велетенської устриці на стадії велігера залежить від складу корму, а на стадії веліконхи - від концентрації і складу корму. На ріст личинок мідій на стадії велігера і веліконхи впливає щільність посадки і концентрація корму. Результати досліджень стали основою розробки біотехніки вирощування личинок молюсків в контрольованих умовах і впроваджені в діючий розплідник ІнБПМ НАН України. Ключові слова: мікроводорості, личинки, устриця Crassostrea gigas (Th.), мідія Mytilus galloprovincialis (Lam.), біохімічний склад, білок, вуглеводи, ліпіди, каротиноїди, розплідник. АННОТАЦИЯ Ладыгина Л.В. – Микроводоросли как кормовые объекты личинок мидий и устриц – Рукопись. Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.17 – гидробиология. - Институт биологии южных морей НАН Украины, Севастополь, 2007. Исследованы закономерности роста микроводорослей (Isochrysis galbana, Monochrysis lutheri, Dunaliella viridis, Tetraselmis suecica, Chaetoceros calcitrans, Phaeodactylum tricornutum) в накопительном и полупроточном режимах культивирования в зависимости от условий выращивания. Показано, что оптимальными условиями культивирования водорослей являются: температура 22-24° С, интенсивность света 172 мкЕ м-2 с-1, круглосуточная аэрация газовоздушной смесью (воздух + 2% углекислого газа) и морская вода, обогащенная питательной средой Конвея. Определен биохимический состав микроводорослей, использованных в качестве корма для личинок устрицы Crassostrea gigas (Th) и мидии Mytilus galloprovincialis (Lam.). Показано, что накопление белка, углеводов, липидов в микроводорослях зависит от фазы роста: в логарифмической фазе накапливается белок, в фазе замедления роста – углеводы, в стационарной фазе – липиды. Впервые исследован количественный и качественный состав каротиноидов кормовых видов водорослей. Максимальное содержание каротиноидов отмечено в стационарной фазе роста. Личинки устриц накапливают каротиноиды микроводорослей без изменения, у спата происходит трансформация фракций каротиноидов. Впервые выявлены трофические потребности личинок устриц и мидий, выращиваемых в питомнике, и составлены пищевые рационы для каждой стадии их развития. Отмечено, что потребление микроводорослей велигерами устриц в 3 раза, а великонхами в 2 раза выше, чем личинками мидий на аналогичных стадиях различия. Определены оптимальные условия роста личинок устриц и мидий в зависимости от количества корма, его состава и плотности посадки личинок. Установлено, что среднесуточный прирост личинок гигантской устрицы на стадии велигера зависит от состава корма, а на стадии великонхи - от концентрации и состава корма. На рост личинок мидий на стадии велигера и великонхи влияет плотность посадки и концентрация корма. Результаты исследований легли в основу разработки биотехники выращивания личинок моллюсков в контролируемых условиях и внедрены в действующий питомник ИнБЮМ НАН Украины. Ключевые слова: микроводоросли, личинки, устрица Crassostrea gigas, мидия Mytilus galloprovincialis, биохимический состав, белок, углеводы, липиды, каротиноиды, питомник. SYNOPSIS Ladygina L.V. – Microalgae as a food item for larvae of mussels and oysters – Manuscript. Thesis for Master`s Degree in biology, the field of specialization 03.00.17 – hydrobiology. – Institute of Biology of the Southern Seas, National Academy of Sciences of Ukraine, Sevastopol, 2007. The study focused on growth regularities characteristic of continuous and semi-flow-through cultures of microalgae (Isochrysis galbana, Monochrysis lutheri, Dunaliella viridis, Tetraselmis suecica, Chaetoceros calcitrans, Phaeodactylum tricornutum) depended upon culture conditions. It was found that optimum culture conditions were the temperature of 22-24o C, the light of 172 mcE m-2 sec-1, twenty-four-hour aeration (air + 2% carbon dioxide) and the sea water enriched with Conway nutritional medium. The investigation has specified the biochemical fractions of microalgae used to feed larvae of the oyster Crassostrea gigas (Th) and the mussel Mytilus galloprovincialis (Lam.). Results obtained point out that protein, carbohydrate and lipid accumulation in the larvae depends upon the growth stage: proteins are accumulated during log-phase, carbohydrates – during inhibited growth and lipids – during steady-state phase. For the first time the quantitative and qualitative composition of carotenoids was studied in the forage microalgae. Carotenoid content was highest during the steady-state growth phase. In larvae of the oyster microalgal carotenoids accumulated unchanged, while in the growing spat carotenoid fractions underwent transformation. For the first time food requirement of cultured larvae of the oysters and mussels and the rations special to each developmental stage were specified. The study has shown that the rate of microalgal grazing by veligers and by veliconchs of the oyster is correspondingly 3 and 2 times as large as that by identical stages of the mussel larvae. Optimum growth conditions were determined in relation to the amount and composition of the forage and the stocking density of cultured larvae. It was found that in the veligers and veliconchs of Crassostrea gigas average daily increment depended upon the diet and upon the diet and microalgal concentration, respectively. In the veligers and veliconchs of Mytilus galloprovincialis the determining factors were the stocking rate and the forage concentration, respectively. The results obtained underlie the biotechnology for controlled rearing of mollusc larvae that has been put into practice at the rearing station of the Institute of Biology of the Southern Seas, National Academy of Sciences of Ukraine. Key words: мicroalgae, larvae, oyster Crassostrea gigas, mussel Mytilus galloprovincialis, biochemical composition, proteins, carbohydrates, lipids, carotenoids, hatcher. PAGE 1 Рис. 1 Залежність швидкості росту мікроводоростей від інтенсивності світла: 1- Isochrysis galbana 2- Chaetoceros calcitrans 3- Dunaliella viridis Isochrysis galbana Dunaliella viridis Phaeodactylum tricornutum Isochrysis galbana Т, доби Т, доби Т, доби Рис. 2 Динаміка росту мікро- водоростей при різній температурі Dunaliella viridis Isochrysis galbana Т, доби Т, доби логарифм. стаціонар. логарифм. стаціонар. Рис. 7 Зміна концентрації водоростей в напівпроточній культурі (швидкість протоку 0,18 діб-1): 1- Phaeodactylum tricornutum, 2 - Isochrysis galbana, 3 - Tetraselmis suecica, 4 - Dunaliella viridis

Похожие записи