Термин «культивирование» в практику альгологических исследований ввел Ф. Кон (1850; цит по: Algal Culturing Techniques, 2005), которому впервые в лабораторных условиях удалось содержать одноклеточную жгутиковую водоросль Haematococcus pluvialis. Раствор неорганических солей в качестве питательной среды впервые был успешно использован российским физиологом А.С. Фаминцыным для культивирования двух видов зеленых микроводорослей (Kuznetzov, Stroganov, 1995). Первые аксеничные культуры морских планктонных водорослей, в частности диатомовых, были получены в 1890 г. П. Мигелем. Он же впервые использовал микропипетку для изолирования клеток и получения клоновых культур (Algal Culturing Techniques, 2005). Значительный вклад в разработку методов лабораторного культивирования морских микроводорослей внесли Е. Аллен и Е. Нельсон (Allen, Nelson, 1910). Применение искусственной морской воды предложенного ими состава позволило получить культуры диатомовых водорослей родов Chaetoceros, Skeletonema и Thalassiosira, которые использовались для кормления личинок морских беспозвоночных. Эти микроводоросли являются важнейшим источником пищи для искусственно разводимых морских животных и в настоящее время. В 1912 г. E. Прингсгейм публикует первую из серии работ по методам культивирования водорослей (Pringsheim, 1912). Работы этого автора (Pringsheim, 1924, 1946) длительное время были одним из основных руководств по культивированию водорослей.

Большинство методов культивирования одноклеточных водорослей, применяемых в настоящее время, были разработаны в конце XIX - начале XX веков. Техника культивирования микроводорослей, в том числе и морских видов, подробно изложена во многих монографиях и статьях, посвященных этому вопросу (Moore, 1903; Richter, 1903; Küster, 1908; Pringsheim, 1924; Uspenski, Uspenskaja, 1925; Bold, 1942; Fogg, 1965; Handbook of physiological methods…, 1973; Guillard, 1975; CRC Handbook of microalgae mass cultures, 1986; Algal culturing techniques, 2005).

В настоящее время коллекции морских микроводорослей, насчитывающие тысячи клонов, поддерживаются в многочисленных центрах, институтах и лабораториях CША, Великобритании, Германии, Франции, Дании, Австралии, Японии и других стран. Их деятельность координируется Всемирной федерацией по коллекциям культур (WFCC), созданной в 1963 г. под эгидой Международного союза микробиологических обществ (IUMS) и Комиссии Международного союза биологических наук (IUBS). Крупнейшая мировая коллекция морских микроводорослей, насчитывающая 2700 штаммов, поддерживается Национальным центром культивирования морского фитопланктона (ССMP), расположенным в штате Мэн, CША.

В Институте морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского РАН (ИМБИ РАН) хранится самая многочисленная (более 40 видов) коллекция культур микроводорослей среди коллекций, собранных в учреждениях стран бывшего Советского Союза. В течение пяти десятилетий здесь разрабатывали и совершенствовали методики получения монокультур одноклеточных водорослей и их длительного хранения. Этот уникальный опыт и культуры из коллекции одноклеточных водорослей Л.А. Ланской (1971) до сих пор широко используют ученые биологических и химических учреждений стран бывшего Советского Союза.

В Национальном научном центре морской биологии ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) первые успешные попытки введения в культуру некоторых массовых видов микроводорослей из Амурского залива Японского моря были предприняты в 1970-х гг. Г.В. Коноваловой. Результаты этих опытов были включены в монографию «Атлас фитопланктона Японского моря» (Коновалова и др., 1989). Работы по культивированию микроводорослей на постоянной основе были начаты в ИБМ ДВО РАН в 1985 г. по инициативе академика А.В. Жирмунского. Необходимость создания коллекции живых культур морских микроводорослей в ИБМ ДВО РАН была вызвана работами, связанными с изучением эмбрионального развития и экологии личинок беспозвоночных животных. С тех пор более двадцати лет в разных лабораториях института успешно проводят исследования с использованием одноклеточных водорослей. Основу коллекции составили культуры семи видов, полученных из ИнБЮМ НАНУ. Пополнение коллекции микроводорослей происходит несколькими путями: получением образцов культур из других учреждений, обменом культурами и выделением в культуру отдельных представителей фитопланктона из прибрежных вод зал. Петра Великого Японского моря. В настоящее время наша коллекция включает 31 вид и 39 штаммов морских микроводорослей, относящихся к разным систематическим отделам.

В течение 25 лет в ИБМ ДВО РАН разрабатывали и совершенствовали методики выделения микроводорослей в альгологически чистые культуры. В последние годы тематика научных исследований с использованием культур микроводорослей значительно расширилась. Они применяются не только для проведения фундаментальных исследований, но и широко используются для решения прикладных задач биотехнологии. Особое внимание исследователей морские микроводоросли привлекают как продуценты фикотоксинов. Сотрудники ИБМ ДВО РАН на протяжении последних 10 лет активно разрабатывают и совершенствуют методы лабораторного культивирования морских микроводорослей, продуцирующих токсины.

Представленные в настоящем пособии методики культивирования успешно применяются для выделения и содержания в условиях лабораторной культуры токсичных штаммов микроводорослей, продуцирующих домоевую кислоту, сакситоксин и его аналоги. Эти методики являются малозатратными и удобными в применении и позволяют быстро и эффективно выделять новые культуры, наращивать биомассу микроводорослей до необходимых концентраций и поддерживать культуры в течение длительного времени.

Материалы сайта опубликованы в книге  Орлова Т.Ю., Айздайчер Н.А., Стоник И.В. Лабораторное культивирование морских микроводорослей, включая продуцентов фитотоксинов: научно-методическое пособие. Владивосток: Дальнаука. 2011. 89 c.

Особые слова признательности и благодарности авторы выражают Л.А. Ланской за введение в мир культивирования и помощь в освоении методов выделения и поддержания культур морских микроводорослей. Авторы благодарят сотрудников Биологического департамента Океанографического института Вудс-Холла (США) и особенно Дейва Кулиса за неоценимую помощь в освоении методов культивирования морских динофлагеллят. Авторы глубоко признательны научному редактору к.б.н. М.А. Ващенко и рецензенту д.б.н. В.В. Михайлову за критические замечания, ценные советы и пожелания, а также сотрудникам Лаборатории экологии шельфовых сообществ ИБМ ДВО РАН за постоянную помощь и поддержку в работе.

Наверх