不同培養液對水螅生長和再生的影響

劉芯瑜，劉思萌，賈馨元，李有亨，趙世達，楊金釗，劉 言

(衡水學院 生命科學學院，河北 衡水 053000)

1 引言

水螅是腔腸動物門的代表動物，是動物學教學和科研不可缺少的試驗材料，也是探索發育機理常用的試驗材料之一，水螅在教學中也是良好的試驗材料，所以養好水螅對教學和科研十分重要。在水螅生存環境的各種生態因子中，水環境即培養液是一個非常重要的生態因子，它直接或間接的影響著水螅的生長，因此通過在不同培養液中培養水螅來探究最適合水螅生長的培養液種類。

近年來在一些學者對水螅生活習性、形態結構和生理學等方面的研究結果中表明水螅在環境監測中具有重要的應用價值，在醫學領域中冀元棠等學者通過用水螅再生檢測飲水氯化消毒副產物和香煙煙霧的致畸性發現水螅是快速檢測化學物的致畸性的良好試驗材料。陳欽耀等學者應用水螅細胞重聚體對兩種食品添加劑安全性進行檢測發現水螅細胞重聚體是檢測食品添加劑安全性的材料。范學銘研究發現水螅發生有性生殖有一定的規律性，可分為低溫發生型、高溫發生型、溫度綜合發生型。曾雪等學者研究發現溫度在11～27 ℃之間進行變化，照度100 lx，每天光照8 h，同時食物減半的情況下對水螅進行培養試驗，水螅出現了有性生殖。方小龍等學者研究發現鹵蟲幼體喂食水螅的培養方法具有明顯優勢。吳程琛等學者發現培養液中礦泉水的安全性最高，可以直接用于水螅的培養、再生等試驗，人工配制的礦物質水不宜作為水螅的試驗用水。陳磊磊等學者研究發現水螅內胚層皮肌細胞內共生有單細胞真核綠藻，其在研究動物細胞-綠藻共生系統的起源、共生機制及共生體內共生綠藻和宿主間共生關系等方面具有較高的科研價值。

由單只水螅個體建立的單克隆無性繁殖系，在7種培養液(農夫山泉包裝飲用水包裝飲用水、純凈水、超純水、涼白開包裝飲用水包裝飲用水、蘇打水、白開水、自來水)中恒溫培養，記錄并觀察不同培養液中水螅生長和再生的情況。探究不同培養液對水螅生長和再生的影響。

2 材料與方法

2.1 試驗材料與儀器

2.1.1 試驗材料

由單個水螅繁殖成為單克隆體系，從單克隆體系中挑選無芽、健壯的個體。

2.1.2 試驗儀器

恒溫培養箱、90 mm滅菌帶蓋培養皿若干、燒杯、量筒、膠頭滴管等。

2.1.3 飼料

豐年蝦苗。

2.1.4 培養液

7種不同的培養液，分別為農夫山泉包裝飲用水礦泉水、涼白開包裝飲用水礦泉水、純凈水、超純水、蘇打水、白開水、自來水(表1)。

表1 7種不同培養液

2.2 試驗方法

2.2.1 不同培養液對水螅生長的影響

設立7種不同培養液的培養組，每組培養液下再設3個重復試驗組。在水螅單克隆無性繁殖系中挑取105只體長約1 cm的無芽健壯水螅個體用于試驗。每個重復試驗組中初始5只水螅個體，置于90 mm培養皿中，每皿加固定量培養液40 mL。每日定時飼喂水螅一次，飽食0.5 h后更換培養液并記錄水螅個體數及芽體數。每天定時光照8 h，25 ℃恒溫培養箱培養。試驗天數為20 d。

2.2.2 不同培養液對水螅再生的影響

將水螅每天飼以豐年蝦苗。試驗24 h前停止喂食，將水螅橫切為2段，取其身體置于培養皿中，每皿加固定量培養液40 mL，每種培養液3皿，每個培養皿5條水螅。試驗期間不喂食，25 ℃的條件下恒溫培養。在48 h后觀察和記錄水螅的再生情況，結果見表2。

表2 不同培養液對水螅生長的影響(個體的情況)

2.3 數據處理方法

應用Origin2019軟件處理試驗數據。

3 試驗結果

3.1 不同培養液對水螅生長的影響

不同培養液對水螅種群數量的影響見圖1。

圖1 不同培養液對水螅種群數量的影響

(1)根據圖1得知，整體看來水螅在以上7種水中均有生長和出芽生殖；在試驗的初始階段(1～5 d)，水螅生長速度較為緩慢甚至不生長；隨著試驗的進行，在試驗的中后期(6～20 d)，水螅生長速度較快。在自來水、白開水、農夫山泉包裝飲用水中的生長速度較涼白開包裝飲用水、純凈水、超純水相比較快。

(2)根據圖1、表2得知，自來水中的水螅在試驗初期(1～5 d)生長速度較慢、甚至不生長，水螅數量幾乎保持不變；試驗中期(6～17 d)生長速度較快。試驗后期(18～20 d)水螅生長速度與中期相比較慢，整體出現“S”型生長曲線。自來水中的水螅個體較大、顏色較深、進食量較多。與其他培養液相比，生長速度最快，個體數最多。

(3)根據圖1、表2得知，白開水中的水螅在試驗初期(1～5 d)生長速度較慢、甚至不生長，水螅數量幾乎保持不變；試驗中期(6～17 d)生長速度較快，生長速度超過農夫山泉包裝飲用水。試驗后期(18～20 d)水螅生長速度與中期相比較慢，整體出現“S”型生長曲線。白開水中的水螅個體較大、顏色較深、進食量較多。除自來水外，白開水中的水螅生長速度較快，個體數較多。

(4)根據圖1、表2得知，農夫山泉包裝飲用水中的水螅在試驗初期(1～5 d)生長速度較慢、甚至不生長，水螅數量幾乎保持不變；試驗中后期(6～20 d)生長速度較快。農夫山泉包裝飲用水中的水螅個體較大、顏色較深、進食量較多。水螅生長速度較快，個體數較多。

(5)根據圖1、表2得知，涼白開包裝飲用水中的水螅在試驗初期(1～5 d)生長速度較慢、甚至不生長，水螅數量幾乎保持不變；試驗中后期(6～20 d)水螅開始生長，但生長速度較為緩慢。與蘇打水、超純水、純凈水中的水螅相比數量較多、個體適中、顏色較深、進食量適中。

(6)根據圖1、表2得知，純凈水、超純水中的水螅在試驗前中期(1～12 d)幾乎不生長，水螅數量幾乎保持不變；試驗后期(13～20 d)水螅開始生長，但生長速度極其緩慢，幾乎處于不生長狀態。純凈水、超純水中的水螅與前幾種培養液中的水螅相比數量極少、個體較小、顏色較淺、進食量較少。

(7)根據圖1、表2得知，蘇打水中的水螅在試驗前3 d逐漸解體死亡。蘇打水中的水螅個體極小、顏色極少、不進食。

(8)根據圖2、3得知，水螅在農夫山泉包裝飲用水、純凈水、自來水、白開水、涼白開包裝飲用水中均有出芽；在試驗的初始階段(1～5 d)，水螅出芽數量較少，隨著試驗的進行，在試驗的中后期(6～20 d)水螅出芽數量較多，在白開水、自來水、農夫山泉包裝飲用水中的出芽數量較涼白開包裝飲用水、超純水、純凈水、蘇打水相比較多。

(9)根據圖2、3得知，自來水中的水螅在試驗的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數較少；隨著試驗的進行，在試驗的中期(6～15 d)水螅出芽數較多；在試驗的后期(16～20 d)水螅出芽數與中期相比相對減少。在自來水中，水螅的出芽數基本呈正態分布。

(10)根據圖2、3得知，白開水中的水螅在試驗的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數較少；隨著試驗的進行，在試驗的中期(6～15 d)水螅出芽數較多，與自來水中的水螅出芽數相比較少；在試驗的后期(16～20 d)水螅出芽數與中期相比相對減少。在白開水中，水螅的出芽數基本呈正態分布。

(11)根據圖2、3得知，農夫山泉包裝飲用水中的水螅在試驗的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數較少；隨著試驗的進行，在試驗的中后期(6～20 d)水螅出芽數較多，與白開水、自來水中的水螅出芽數相比較少。

(12)根據圖2、3得知，涼白開包裝飲用水中的水螅出芽數量在整個試驗階段(1～20 d)內，出芽數較少，整體出芽數基本相同。

(13)根據圖2、3得知，純凈水中的水螅在試驗的前中階段(1～14 d)水螅的出芽數較少；隨著試驗的進行，在試驗的后期(15～20 d)水螅出芽數與前中期相比較多，但與自來水、白開水、農夫山泉包裝飲用水中的水螅出芽數相比較少。

(14)根據圖2、3得知，蒸餾水中的水螅在整個試驗階段(1～20 d)中，僅有兩天有略微出芽，幾乎不出芽。

(15)根據圖2、3得知，蘇打水中的水螅在整個試驗階段(1～20 d)沒有出芽現象。

圖2 不同培養液對水螅芽體個數影響柱狀圖

圖3 不同培養液對水螅芽體個數影響曲線圖

3.2 不同培養液對水螅再生的影響

(1)根據表3得知，農夫山泉包裝飲用水中的水螅，大部分在48h內正常生長或再生，只有少部分水螅完全解體或局部解體。

(2)根據表3得知，純凈水和涼白開包裝飲用水中的水螅，大部分在48 h內全部解體，一部分水螅在48 h內局部解體，只有極少的水螅能夠在48 h內正常生長或再生。

(3)根據表3得知，超純水和蘇打水中的水螅在48 h內全部完全解體。

(4)根據表3得知，自來水和白開水中的水螅，大部分在48 h內能正常生長或再生，一少部分在48 h內完全解體或局部解體。

表3 不同培養液對水螅再生的影響(水螅再生情況)

4 討論

(1)在試驗的初始階段，水螅對不同的培養液較不適應，生長速度較為緩慢，隨著試驗的進行，水螅適應自己所生存的培養液環境，且暴曬過的自來水水中含有較多的氧氣，所以水螅中期階段在自來水中生長速度與其他6種培養液相比較快。隨著試驗的進行，在試驗后期，自來水、白開水中的水螅數量較多，種群密度較大，所以在后期自來水、白開水中的水螅生長速度與試驗中期相比較慢，符合種群增長的“s”型曲線；自來水、白開水中的水螅在后期出芽數量較少，符合正態分布。

(2)暴曬的自來水，即將自來水放在容器中越1周左右，去除氯氣，并含有較多的氧氣，也稱養水；自來水與水螅生長的自然環境相類似。將水螅放入其中水螅可以更好地生長，如果定期每天喂食并換水，并在合適的溫度下培養，水螅可以更好地生長和再生。

(3)白開水，即將自來水煮沸后冷卻24 h，與水螅生長的自然環境相類似，并且煮沸后的水中較多細菌被高溫消滅，較適合水螅的生長和再生。但是白開水即煮沸后晾涼的自來水缺少氧氣，所以與暴曬后的自來水中的水螅相比較，白開水中的水螅生長速度較為緩慢。

(4)農夫山泉包裝飲用水中含有較多的天然礦物質和微量元素，對水螅的生長和再生是有利的，但是農夫山泉包裝飲用水屬于殺菌過濾水，其中的氧氣含量較少，所以水螅的生長速度較自來水、白開水相比較緩慢。

(5)涼白開包裝飲用水屬于加工后的灌裝白開水，其中不含有礦物質、微量元素，而且涼白開包裝飲用水中的氧氣含量極少，所以水螅在涼白開包裝飲用水中的生長速度較為緩慢，涼白開包裝飲用水不適合水螅的生長和再生。

(6)超純水作為試驗室用水，不宜單獨作為培養水生生物用水，超純水、純凈水不含礦物質、有機物，氧氣含量較少，水螅因其細胞發生反滲作用，致水螅個體吸水解體死亡。所以純凈水、超純水不適合培養水螅，不適合水螅的生長和再生。

(7)蘇打水中含有較多的二氧化碳，蘇打水中的水螅數量逐漸減少，在試驗的第3 d，蘇打水中的水螅全部解體死亡。所以蘇打水不適合水螅的生長和再生，甚至會導致水螅解體死亡。

(8)試驗中，白開水、自來水中的水螅數量較多，農夫山泉包裝飲用水、涼白開包裝飲用水中的水螅與自來水、白開水相比數量較少，超純水、純凈水中的水螅幾乎不生長。蘇打水中的水螅逐漸解體死亡。所以在試驗室培養水螅、使水螅生長和再生的最適培養液為自來水和白開水，其次是農夫山泉包裝飲用水和涼白開包裝飲用水，不能用于水螅生長和再生的是蘇打水、純凈水、超純水。