目的:应用数学建模模拟激光辐照饵料微藻(扁藻)的细胞增殖情况,研究不同激光参数辐照微藻生物学效应的规律。方法:利用Nd:YAP激光(波长1341nm,输出功率10w,照射时间为45s—90s),LD激光(波长670nm,输出功率800mw,照射时间为45s-90s,20min,30min),Ar激光(波长为532nm,输出功率为80mw,照射时间为50Min-65Min)分别照射亚心形扁藻。本文以实验观察所记录的各实验组细胞数目为数据源建立模型。根据单细胞藻类在培养过程中的生长繁殖特性,构造高斯生长曲线;构建线性双目标规划模型,利用逐步回归法,从辐照激光参数(波长,功率,照射时间)中分别筛选出与细胞增殖数目、细胞增殖速率相关度较大的参量,并利用模型优化软件lingo得到最优策略。结果:如果微藻在生长延缓期表现出细胞增殖加速,则生长规律呈单峰型高斯类曲线;如果在延缓期表现出生长抑制现象,细胞数目呈下降趋势,但在传代培养后,细胞数目呈明显的上升趋势,则其曲线特性满足双峰型高斯类函数;构造的高斯生长曲线达到较高的拟合度:Goodness of fit:SSE:2.383e-005 R-square: 0.9997。波长1341nm,输出功率10w,照射时间为45s为刺激扁藻细胞增殖速率的最佳剂量。结论:通过数学模型拟合不同激光参数辐照的微藻样本的生长曲线,可以预测其生长趋势;对于给定的激光辐照波长,可以得到产生微藻生物学效应的激光辐剂量范围,以减少在激光育种工作中激光辐照参数筛选的工作量。
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