不同培养液对水螅生长和再生的影响

刘芯瑜，刘思萌，贾馨元，李有亨，赵世达，杨金钊，刘 言

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000)

1 引言

水螅是腔肠动物门的代表动物，是动物学教学和科研不可缺少的试验材料，也是探索发育机理常用的试验材料之一，水螅在教学中也是良好的试验材料，所以养好水螅对教学和科研十分重要。在水螅生存环境的各种生态因子中，水环境即培养液是一个非常重要的生态因子，它直接或间接的影响着水螅的生长，因此通过在不同培养液中培养水螅来探究最适合水螅生长的培养液种类。

近年来在一些学者对水螅生活习性、形态结构和生理学等方面的研究结果中表明水螅在环境监测中具有重要的应用价值，在医学领域中冀元棠等学者通过用水螅再生检测饮水氯化消毒副产物和香烟烟雾的致畸性发现水螅是快速检测化学物的致畸性的良好试验材料。陈钦耀等学者应用水螅细胞重聚体对两种食品添加剂安全性进行检测发现水螅细胞重聚体是检测食品添加剂安全性的材料。范学铭研究发现水螅发生有性生殖有一定的规律性，可分为低温发生型、高温发生型、温度综合发生型。曾雪等学者研究发现温度在11～27 ℃之间进行变化，照度100 lx，每天光照8 h，同时食物减半的情况下对水螅进行培养试验，水螅出现了有性生殖。方小龙等学者研究发现卤虫幼体喂食水螅的培养方法具有明显优势。吴程琛等学者发现培养液中矿泉水的安全性最高，可以直接用于水螅的培养、再生等试验，人工配制的矿物质水不宜作为水螅的试验用水。陈磊磊等学者研究发现水螅内胚层皮肌细胞内共生有单细胞真核绿藻，其在研究动物细胞-绿藻共生系统的起源、共生机制及共生体内共生绿藻和宿主间共生关系等方面具有较高的科研价值。

由单只水螅个体建立的单克隆无性繁殖系，在7种培养液(农夫山泉包装饮用水包装饮用水、纯净水、超纯水、凉白开包装饮用水包装饮用水、苏打水、白开水、自来水)中恒温培养，记录并观察不同培养液中水螅生长和再生的情况。探究不同培养液对水螅生长和再生的影响。

2 材料与方法

2.1 试验材料与仪器

2.1.1 试验材料

由单个水螅繁殖成为单克隆体系，从单克隆体系中挑选无芽、健壮的个体。

2.1.2 试验仪器

恒温培养箱、90 mm灭菌带盖培养皿若干、烧杯、量筒、胶头滴管等。

2.1.3 饲料

丰年虾苗。

2.1.4 培养液

7种不同的培养液，分别为农夫山泉包装饮用水矿泉水、凉白开包装饮用水矿泉水、纯净水、超纯水、苏打水、白开水、自来水(表1)。

表1 7种不同培养液

2.2 试验方法

2.2.1 不同培养液对水螅生长的影响

设立7种不同培养液的培养组，每组培养液下再设3个重复试验组。在水螅单克隆无性繁殖系中挑取105只体长约1 cm的无芽健壮水螅个体用于试验。每个重复试验组中初始5只水螅个体，置于90 mm培养皿中，每皿加固定量培养液40 mL。每日定时饲喂水螅一次，饱食0.5 h后更换培养液并记录水螅个体数及芽体数。每天定时光照8 h，25 ℃恒温培养箱培养。试验天数为20 d。

2.2.2 不同培养液对水螅再生的影响

将水螅每天饲以丰年虾苗。试验24 h前停止喂食，将水螅横切为2段，取其身体置于培养皿中，每皿加固定量培养液40 mL，每种培养液3皿，每个培养皿5条水螅。试验期间不喂食，25 ℃的条件下恒温培养。在48 h后观察和记录水螅的再生情况，结果见表2。

表2 不同培养液对水螅生长的影响(个体的情况)

2.3 数据处理方法

应用Origin2019软件处理试验数据。

3 试验结果

3.1 不同培养液对水螅生长的影响

不同培养液对水螅种群数量的影响见图1。

图1 不同培养液对水螅种群数量的影响

(1)根据图1得知，整体看来水螅在以上7种水中均有生长和出芽生殖；在试验的初始阶段(1～5 d)，水螅生长速度较为缓慢甚至不生长；随着试验的进行，在试验的中后期(6～20 d)，水螅生长速度较快。在自来水、白开水、农夫山泉包装饮用水中的生长速度较凉白开包装饮用水、纯净水、超纯水相比较快。

(2)根据图1、表2得知，自来水中的水螅在试验初期(1～5 d)生长速度较慢、甚至不生长，水螅数量几乎保持不变；试验中期(6～17 d)生长速度较快。试验后期(18～20 d)水螅生长速度与中期相比较慢，整体出现“S”型生长曲线。自来水中的水螅个体较大、颜色较深、进食量较多。与其他培养液相比，生长速度最快，个体数最多。

(3)根据图1、表2得知，白开水中的水螅在试验初期(1～5 d)生长速度较慢、甚至不生长，水螅数量几乎保持不变；试验中期(6～17 d)生长速度较快，生长速度超过农夫山泉包装饮用水。试验后期(18～20 d)水螅生长速度与中期相比较慢，整体出现“S”型生长曲线。白开水中的水螅个体较大、颜色较深、进食量较多。除自来水外，白开水中的水螅生长速度较快，个体数较多。

(4)根据图1、表2得知，农夫山泉包装饮用水中的水螅在试验初期(1～5 d)生长速度较慢、甚至不生长，水螅数量几乎保持不变；试验中后期(6～20 d)生长速度较快。农夫山泉包装饮用水中的水螅个体较大、颜色较深、进食量较多。水螅生长速度较快，个体数较多。

(5)根据图1、表2得知，凉白开包装饮用水中的水螅在试验初期(1～5 d)生长速度较慢、甚至不生长，水螅数量几乎保持不变；试验中后期(6～20 d)水螅开始生长，但生长速度较为缓慢。与苏打水、超纯水、纯净水中的水螅相比数量较多、个体适中、颜色较深、进食量适中。

(6)根据图1、表2得知，纯净水、超纯水中的水螅在试验前中期(1～12 d)几乎不生长，水螅数量几乎保持不变；试验后期(13～20 d)水螅开始生长，但生长速度极其缓慢，几乎处于不生长状态。纯净水、超纯水中的水螅与前几种培养液中的水螅相比数量极少、个体较小、颜色较浅、进食量较少。

(7)根据图1、表2得知，苏打水中的水螅在试验前3 d逐渐解体死亡。苏打水中的水螅个体极小、颜色极少、不进食。

(8)根据图2、3得知，水螅在农夫山泉包装饮用水、纯净水、自来水、白开水、凉白开包装饮用水中均有出芽；在试验的初始阶段(1～5 d)，水螅出芽数量较少，随着试验的进行，在试验的中后期(6～20 d)水螅出芽数量较多，在白开水、自来水、农夫山泉包装饮用水中的出芽数量较凉白开包装饮用水、超纯水、纯净水、苏打水相比较多。

(9)根据图2、3得知，自来水中的水螅在试验的初始阶段(1～5 d)水螅的出芽数较少；随着试验的进行，在试验的中期(6～15 d)水螅出芽数较多；在试验的后期(16～20 d)水螅出芽数与中期相比相对减少。在自来水中，水螅的出芽数基本呈正态分布。

(10)根据图2、3得知，白开水中的水螅在试验的初始阶段(1～5 d)水螅的出芽数较少；随着试验的进行，在试验的中期(6～15 d)水螅出芽数较多，与自来水中的水螅出芽数相比较少；在试验的后期(16～20 d)水螅出芽数与中期相比相对减少。在白开水中，水螅的出芽数基本呈正态分布。

(11)根据图2、3得知，农夫山泉包装饮用水中的水螅在试验的初始阶段(1～5 d)水螅的出芽数较少；随着试验的进行，在试验的中后期(6～20 d)水螅出芽数较多，与白开水、自来水中的水螅出芽数相比较少。

(12)根据图2、3得知，凉白开包装饮用水中的水螅出芽数量在整个试验阶段(1～20 d)内，出芽数较少，整体出芽数基本相同。

(13)根据图2、3得知，纯净水中的水螅在试验的前中阶段(1～14 d)水螅的出芽数较少；随着试验的进行，在试验的后期(15～20 d)水螅出芽数与前中期相比较多，但与自来水、白开水、农夫山泉包装饮用水中的水螅出芽数相比较少。

(14)根据图2、3得知，蒸馏水中的水螅在整个试验阶段(1～20 d)中，仅有两天有略微出芽，几乎不出芽。

(15)根据图2、3得知，苏打水中的水螅在整个试验阶段(1～20 d)没有出芽现象。

图2 不同培养液对水螅芽体个数影响柱状图

图3 不同培养液对水螅芽体个数影响曲线图

3.2 不同培养液对水螅再生的影响

(1)根据表3得知，农夫山泉包装饮用水中的水螅，大部分在48h内正常生长或再生，只有少部分水螅完全解体或局部解体。

(2)根据表3得知，纯净水和凉白开包装饮用水中的水螅，大部分在48 h内全部解体，一部分水螅在48 h内局部解体，只有极少的水螅能够在48 h内正常生长或再生。

(3)根据表3得知，超纯水和苏打水中的水螅在48 h内全部完全解体。

(4)根据表3得知，自来水和白开水中的水螅，大部分在48 h内能正常生长或再生，一少部分在48 h内完全解体或局部解体。

表3 不同培养液对水螅再生的影响(水螅再生情况)

4 讨论

(1)在试验的初始阶段，水螅对不同的培养液较不适应，生长速度较为缓慢，随着试验的进行，水螅适应自己所生存的培养液环境，且暴晒过的自来水水中含有较多的氧气，所以水螅中期阶段在自来水中生长速度与其他6种培养液相比较快。随着试验的进行，在试验后期，自来水、白开水中的水螅数量较多，种群密度较大，所以在后期自来水、白开水中的水螅生长速度与试验中期相比较慢，符合种群增长的“s”型曲线；自来水、白开水中的水螅在后期出芽数量较少，符合正态分布。

(2)暴晒的自来水，即将自来水放在容器中越1周左右，去除氯气，并含有较多的氧气，也称养水；自来水与水螅生长的自然环境相类似。将水螅放入其中水螅可以更好地生长，如果定期每天喂食并换水，并在合适的温度下培养，水螅可以更好地生长和再生。

(3)白开水，即将自来水煮沸后冷却24 h，与水螅生长的自然环境相类似，并且煮沸后的水中较多细菌被高温消灭，较适合水螅的生长和再生。但是白开水即煮沸后晾凉的自来水缺少氧气，所以与暴晒后的自来水中的水螅相比较，白开水中的水螅生长速度较为缓慢。

(4)农夫山泉包装饮用水中含有较多的天然矿物质和微量元素，对水螅的生长和再生是有利的，但是农夫山泉包装饮用水属于杀菌过滤水，其中的氧气含量较少，所以水螅的生长速度较自来水、白开水相比较缓慢。

(5)凉白开包装饮用水属于加工后的灌装白开水，其中不含有矿物质、微量元素，而且凉白开包装饮用水中的氧气含量极少，所以水螅在凉白开包装饮用水中的生长速度较为缓慢，凉白开包装饮用水不适合水螅的生长和再生。

(6)超纯水作为试验室用水，不宜单独作为培养水生生物用水，超纯水、纯净水不含矿物质、有机物，氧气含量较少，水螅因其细胞发生反渗作用，致水螅个体吸水解体死亡。所以纯净水、超纯水不适合培养水螅，不适合水螅的生长和再生。

(7)苏打水中含有较多的二氧化碳，苏打水中的水螅数量逐渐减少，在试验的第3 d，苏打水中的水螅全部解体死亡。所以苏打水不适合水螅的生长和再生，甚至会导致水螅解体死亡。

(8)试验中，白开水、自来水中的水螅数量较多，农夫山泉包装饮用水、凉白开包装饮用水中的水螅与自来水、白开水相比数量较少，超纯水、纯净水中的水螅几乎不生长。苏打水中的水螅逐渐解体死亡。所以在试验室培养水螅、使水螅生长和再生的最适培养液为自来水和白开水，其次是农夫山泉包装饮用水和凉白开包装饮用水，不能用于水螅生长和再生的是苏打水、纯净水、超纯水。