Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium

Kreiner, Julian

doi:10.21256/zhaw-25220

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Publication type:	Bachelor thesis
Title:	Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium
Authors:	Kreiner, Julian
Advisors / Reviewers:	Refardt, Dominik Fridolin, Tschudi
DOI:	10.21256/zhaw-25220
Extent:	34
Issue Date:	2022
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Massenproduktion; Paramecium caudatum; Aquakultur; Escherichia coli; Hefe-Weizen-Medium; Bakterien
Subject (DDC):	579: Microbiology 639.8: Aquaculture
Abstract:	Im Jahre 2018 galten 33 % der weltweiten Fischbestände als überfischt, wodurch eine natürliche Versorgung immer schwieriger wird und die Züchtung in Aquakulturen weiter an Bedeutung gewinnt. Für die Züchtung werden jedoch grosse Mengen an Lebendfutter der Gattung Artemia benötigt. Diese stammen zum Grossteil, als natürliche Ressource, aus dem Great Salt Lake. Durch Umwelteinflüsse sinkt der Ertrag aus dem See stetig, wobei die Nachfrage nach neuen Artemia- Zysten weiter ansteigt und eine Alternative wie lebendes Zooplankton immer wichtiger wird. Sie eignen sich auch für kleinere Fischarten und müssen nicht aus Eiern inkubiert werden. Die Arbeit konzentriert sich auf die Kultivierung von Paramecium caudatum mit einem Hefe-Weizen-Medium und Escherichia coli C600. Mittels einer regelmässigen Fütterung soll eine kontinuierliche und stabile Produktion der Pantoffeltierchen erreicht werden. Zusätzlich zur Anzahl an Pantoffeltierchen und der Bakterienanzahl wurden die Umweltparameter pH-Wert, Temperatur, elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoffkonzentration und -sättigung aufgenommen. Mit dem Hefe-Weizen-Medium wurden maximale Populationsdichten von 47 Ind./ml erreicht, mit 1 ml E. coli-Medium waren Dichten von 140 Ind./ml möglich. Alle Kulturen wiesen einen ähnlichen Verlauf auf, mit einem Anstieg der Population bis zum sechsten Tag und einem nachfolgenden Abfall zum Ende des Experimentes. Die Bakterienanzahl im Hefe-Weizen-Medium stieg zu Beginn auf einen Wert von 1.39·108 KBE/ml an, brach dann ein und erreichte am achten Tag die tiefsten Werte. Der Verlauf ähnelt der Entwicklung der Paramecienpopulationen, zum Zeitpunkt der tiefsten Bakterienzahl ging auch bei diesen die Populationsdichte zurück. Im E.coli-Medium wurde eine konstante Anzahl von 3.6·108 KBE/ml erreicht. Eine Kultivierung von P. caudatum mittels Fütterung der beiden Medien ist möglich, aber ineffizient. Die erreichten Populationsdichten waren im Vergleich zu Kulturen, welche direkt im Hefe- Weizen-Medium kultiviert wurden, um einiges niedriger. Dies lässt sich auf die einbrechende Bakterienzahl im Hefe-Weizen-Medium zurückführen und es kann davon ausgegangen werden, dass die Populationen aufgrund von Futtermangel einbrachen. Die Kultivierung mit E. coli erwies sich als sehr unzuverlässig und wies sehr unterschiedliche Populationsdichten auf, wobei nur in einem von drei Replikaten verwendbare Resultate erzielt werden konnten. In 2018, 33% of the world's fish stocks were considered overfished, making natural supply increasingly difficult and breeding in aquacultures more and more important. However, large quantities of live feed of the genus Artemia are required for breeding. Most of these come from the Great Salt Lake as a natural resource. Due to environmental influences, the yield from the lake is steadily decreasing. The demand for new Artemia cysts continues to increase and an alternative such as live zooplankton is becoming more and more important. They are also suitable for smaller fish species and do not need to be incubated from eggs. This work focuses on the cultivation of Paramecium caudatum with a yeast-wheat medium and Escherichia coli C600. By means of regular feeding, a continuous and stable production of paramecium should be achieved. In addition to the number of paramecia and the number of bacteria, the environmental parameters pH, temperature, electrical conductivity, oxygen concentration and saturation were recorded. Maximum population densities of 47 Ind./ml were achieved with the yeast-wheat-medium, and densities of 140 Ind./ml were possible with 1 ml of E. coli-medium. All cultures showed a similar progression, with an increase in population by the sixth day and a subsequent decrease by the end of the experiment. The bacterial count in the yeast-wheat-medium increased to a value of 1.39-108 CFU/ml at the beginning, then collapsed and reached the lowest values on the eighth day. The course is similar to the development of the paramecia populations; at the time of the lowest bacterial count, the population density also decreased in these. A constant number of 3.6-108 CFU/ml was reached in the E. coli-medium. Cultivation of P. caudatum by feeding the two media is possible but inefficient. The achieved population densities were much lower compared to cultures cultivated directly in the yeast-wheatmedium. This can be attributed to the collapsing bacterial numbers in the yeast-wheat-medium and it can be assumed that the populations collapsed due to lack of feed. Cultivation with E. coli proved to be very unreliable and showed highly variable population densities, with usable results obtained in only one of three replicates.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/25220
License (according to publishing contract):	CC BY 4.0: Attribution 4.0 International
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

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Kreiner, J. (2022). Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-25220

Kreiner, J. (2022) Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-25220.

J. Kreiner, “Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2022. doi: 10.21256/zhaw-25220.

KREINER, Julian, 2022. Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Kreiner, Julian. 2022. “Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-25220.

Kreiner, Julian. Kontinuierliche Kultivierung von Paramecium caudatum im Hefe-Weizen- und E. coli-Medium. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2022, https://doi.org/10.21256/zhaw-25220.