鼠尾藻人工育苗技术研究

经过2年试验,取得了鼠尾藻人工育苗的成功,共出苗数百余万株,幼苗体高达到3．5mm,密度达到12株/cm~2,解决了鼠尾藻人工育苗的关键技术问题。专家鉴定认为该技术达国际领先水平。     

鼠尾藻规模化育苗技术研究

在室内条件下,于鼠尾藻成熟时期,采集山东、大连地区的鼠尾藻种藻850kg,经过阴干刺激,共获取孢子体30．6亿粒。在水温20～23℃,光照在2500～8000lx条件下,培育水体300m^3,铺设鼠尾藻苗帘400帘,经室内培养20天后,每帘附着鼠尾藻幼苗约200万棵,共培育出平均体长1．5mm鼠尾藻幼苗约8亿棵,附苗率达到26．1％。     

鼠尾藻的开发与利用现状

鼠尾藻(Sargassum thunbergii)是我国沿海一种常见的经济褐藻,是刺参和鲍的天然优质饵料。近年来,随着以刺参为代表的海珍品养殖业的蓬勃发展,野生鼠尾藻资源正面临严重破坏,对鼠尾藻资源的有效利用日益引发关注。文章综述了鼠尾藻的营养及生理活性研究,阐析了鼠尾藻在医药保健、食品、生态修复等行业的应用现状及开发潜力,对提高资源综合利用程度、提升产业开发能力具有一定参考意义。     

Cu2+对鼠尾藻幼孢子体生长的影响

以鼠尾藻Sargassumthunbergii幼孢子体为材料,研究了Cu2+对不同生长时期的鼠尾藻幼孢子体生长的影响。不同生长时期的鼠尾藻幼孢子体对微量Cu2+都是敏感的。对于早期的鼠尾藻幼孢子体,5μg/L以上浓度的Cu2+对其正常生长不利;当Cu2+浓度达到或超过250μg/L时,该时期幼孢子体基本停止生长。对于后期的鼠尾藻幼孢子体,10μg/L以上浓度的Cu2+对其正常生长不利;1μg/L浓度的Cu2+对其生长有促进作用;当Cu2+浓度达到或超过50μg/L时,该时期幼孢子体增长缓慢或基本停止生长。鼠尾藻幼孢子体的假根由于结构和功能特性,对Cu2+的敏感程度不大,Cu2+处理初期依然表现出快速增长。     

鼠尾藻幼孢子体培育条件探究

为探究鼠尾藻Sargassum thunbergii幼孢子体早期生长发育适宜的培养条件,设置了光照度、温度、盐度3个影响因素3个水平的正交实验,以及氮磷营养盐水平实验。研究表明,温度对鼠尾藻幼孢子体的生长影响最显著（P〈0．05）,25℃时幼孢子体比生长速率（sGR）获得最大值,为10．78％,随着温度的降低sGR逐渐降低;盐度对幼孢子体的SGR影响显著（P〈0．05）,盐度30时幼孢子体生长较快,盐度降低SGR也降低;光照度2000～8000lx对幼孢子体的生长影响不显著,SOR极差接近误差水平。氮磷营养盐水平对鼠尾藻幼孢子体的生长影响较大,实验用自然海水中氮素基本可以满足幼孢子体的需求,而磷元素相对缺乏。氮素加富条件下,氮磷比大于15：1时不利于幼孢子体的生长,适宜的氮磷比为10：1～2：1。结果表明,温度25℃、盐度30、光照度20001x是鼠尾藻幼孢子体早期生长发育适宜的条件。培养液氮素含量保持在0．45～1mg/L,磷含量保持在0．3mg/L左右有利于幼孢子体快速生长。     

鼠尾藻多酚分级组分的抑菌活性研究

采用平板生长抑制法对鼠尾藻Sargassum thunbergiikuntze多酚化合物各分级组分进行抑菌活性研究。结果表明,在一定浓度范围内各分级组分对副溶血弧菌、哈维氏弧菌、沙蚕弧菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鳗弧菌、溶藻弧菌和四联微球菌等受试菌株均有抑菌活性。其中,分级组分I(Mr5.0×103)的抑菌效果优于其他组分,对副溶血弧菌、哈维氏弧菌和沙蚕弧菌的最低抑菌浓度(MIC)值为900μg/ml,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鳗弧菌和溶藻弧菌的MIC值为1 800μg/ml,对四联微球菌的MIC值为3 600μg/ml。另外,组分I(Mr5.0×103)显示出较好的热稳定性,在pH 3~4时对受试菌的抑菌活性最强。     

温度、盐度和光照强度对鼠尾藻氮、磷吸收的影响

在实验室条件下,研究了不同的温度和盐度组合,温度和光照强度组合对鼠尾藻(Sargassum thunbergii)氮、磷吸收速率的影响.结果表明,上述3个环境因子对鼠尾藻氮、磷吸收速率均有显著影响.其中,温度和盐度对鼠尾藻氮、磷吸收速率有极显著影响(P<0.01),二者交互作用也极显著(P<0.01).在盐度20、温度25℃条件下和盐度30、温度30℃条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,分别为11.26μmol/[g(dw)·h]和11.01 μmol/[g(dw)·h];在盐度40、温度15～30℃范围内对磷的吸收速率较大,达到1.5μmol/[g(dw)·h]以上.温度和光照对鼠尾藻氮、磷吸收速率均有极显著影响(P<0.01),二者交互作用极显著(P<0.01).在温度15℃和光照强度140～180μE/(m2·s)以及温度20～25℃和光照强度60～100 μE/(m2·s)条件下,鼠尾藻对氮有较高吸收速率,均在9.60 μmol/[g(dw)·h]以上;在温度25℃和光照强度60μE(m2·s)条件下,鼠尾藻对磷的吸收速率达到最大,为1.30 μmol/[g(dw)·h].本研究结果表明,鼠尾藻总体上对水体中的氮、磷均具有较高的吸收速率,且能较好地同时吸收NH4+-N和NO3--N,显示了它对海水环境中营养盐具有较强的吸收能力.     

鼠尾藻直立枝光合特性与生长的研究

为比较研究鼠尾藻直立枝的顶端、中部和基部光合器官对光能的光合响应机理以及3个部位生长速率与光合作用的联系,用液相氧电极和叶绿素荧光仪分别测定3个部位的净光合放氧速率、暗呼吸速率、快速光曲线、荧光暗弛豫参数;通过培养,比较了3个部位的比生长速率,观察了气囊的产生过程。结果显示,(1)顶端净光合放氧速率和暗呼吸速率显著高于中部与基部(P0.05)。(2)低光(LL)适应后,叶片重新启动光合作用需要一定的时间,立即照光将会产生光抑制。中光(ML)适应下,叶片光化学反应与热耗散处于平衡态。高光(HL)适应下,叶片实际电子传递速率ETR接近最大值ETRmax,非光化学淬灭(NPQ)显著升高,顶端与中部ETRmax显著高于基部(P0.05)。(3)LL、ML适应后,叶片暗弛豫较快,HL适应后,暗弛豫较慢。顶端NPQ恢复较快并能完全恢复至0,说明顶端光修复能力较强;而于中、基部较慢且不能恢复至0,表明存在光损伤。(4)顶端色素含量高于中、基部;顶端叶绿素a含量高于类胡萝卜素,而中、基部类胡萝卜素含量高于叶绿素a。(5)3个部位比生长速率为顶端中部基部(P0.05),说明顶端生长最旺盛,有机物质积累较快。狭形叶前端可以裂开形成囊腔,并最终形成气囊,推测温度是主要诱导因素。研究表明,顶端光合作用速率、生长速率和光损伤后的修复能力均高于中、基部。     

鼠尾藻基因表达对干露胁迫响应的初步研究

为阐释鼠尾藻对干露胁迫的适应机制,本研究应用RNA-Seq技术从基因表达水平上研究了鼠尾藻对干露胁迫的分子响应过程。对照组CO1获得17 532 085条clean reads,3 h干露胁迫的处理组DR2获得14 479 820条clean reads。CO1中检测到的表达基因数为20 966个,DR2中检测到的表达基因数为20 588个。CO1和DR2组间差异表达的基因总数为476个;相对于CO1,DR2中表达上调的基因数为135个(28.36%),表达下调的基因数为341个(71.64%)。GO分析共富集得到915个GO term,其中143个GO term涉及的基因表达上调,860个GO term涉及的基因表达下调。pathway富集分析发现104个代谢途径被富集,其中表达上调基因参与的代谢途径数为10个,表达下调基因参与的代谢途径为101个。差异表达基因编码热休克蛋白家族、抗氧化酶系统、与蛋白合成、加工及降解的相关因子等。以上结果表明,鼠尾藻对干露胁迫的分子响应是一个复杂的过程,涉及众多生化代谢途径和信号转导途径。     

鼠尾藻的有性繁殖过程和幼苗培育技术研究

重点研究了鼠尾藻的有性繁殖特性和规律,系统观察了鼠尾藻的成熟季节,雌、雄生殖托的成熟、排卵、排精、受精卵的细胞分裂、假根的形成、幼孢子体的构建和生长特征。并在实验室进行采苗和苗种培育试验,获得理想结果,该培育技术可以应用到生产中。     

鼠尾藻新生枝条的室内培养及条件优化

在2004年冬季用正交试验法考察了温度、盐度、氮肥(硝酸钠)浓度和光照强度4个因子的不同水平下对鼠尾藻Sargassu mthunbergii2~4cm新生枝条生存和生长速度的影响。结果表明,这些枝条能够在室内适宜条件下存活并生长,优化的条件组合是:水温16℃、盐度20、氮肥15mg/L和光照4000lx。光照在最高试验水平下得到高值,预示着更高强度的光照会更有利于生长。温度对鼠尾藻有显著影响,22℃即不能正常存活。极差(R)排列顺序为:温度>光照>误差>盐度>氮肥,据此可以判定在试验取值范围内温度和光照影响较大,而盐度和氮肥的影响小于误差,为次要因素。     

鼠尾藻的生物学特性及筏式养殖技术研究

报道了鼠尾藻的生物学特性及人工筏式养殖技术。经106天的筏式养殖，藻体平均长度从5.5cm长到79.1cm；每绳重量从860g长到3500g，而对照组只长到1750g。试验组每667m^2产值约6000元。     

烟台芦洋湾鼠尾藻种群生物量结构的季节变化

2005年2月至2006年1月对烟台芦洋湾鼠尾藻(Sargassum thunbergii)的生长情况进行了生态学调查。实验设立固定样方观测了鼠尾藻种群结构的季节变化,采用逐步回归分析法分析了生境因子对鼠尾藻生物量的影响。结果表明,(1)鼠尾藻分布在低潮线以上50～125cm的中潮带和低潮带之间;(2)生物量消长和平均藻体长度消长的季节变化趋势一致,呈双峰曲线(7月份和12月份达到峰值,9月份达到最低值);(3)生活周期可以划分为4个时期:休止期、生长期、繁殖期和衰退期,6月中旬到7月下旬为有性生殖期;(4)营养生殖贯穿全年,并呈现一定的季节变化;(5)快速生长期内(5-7月),其大小级层次明显,近似正态分布;(6)水温为影响其生长的主要因素,其次为浪冲击度和人为干扰,干露对鼠尾藻的生长影响不显著。总之,本调查区域的鼠尾藻种群呈现明显的季节变化,并与其他海区种群差异显著,生长地区的环境因素是导致差异的根本原因。     

桑沟湾筏式养殖鼠尾藻(Sargassum thunbergii)的生长特性

2014年4-6月在桑沟湾海区进行鼠尾藻(Sargassum thunbergii)海上筏式养殖实验,分析了鼠尾藻在桑沟湾的生长特性,调查了藻体上的附着生物.结果显示,(1)鼠尾藻在桑沟湾海域生长迅速,水温为10-17℃时特定生长率最高,可达6.10％/d;根据特定生长率与水温的关系,获得了鼠尾藻的最佳生长温度为14.9℃;(2)5月10日开始有生殖托形成,水温达到20.4℃时,鼠尾藻生殖托大量成熟,并有放散;(3)养殖期间,鼠尾藻最大长度达187.05 cm,均长可达112.31 cm;干湿比由0.147(4月)上升至0.189(6月);每公顷产量可达43.95 t(湿重),相当于干重为8.25 t;(4)藻体上有大型附着生物16种,主要优势种为尖嘴扁颌针鱼鱼卵、玻璃海鞘和海绵;附着生物的生物量随着水温升高而增加.研究表明,海区的附着生物对鼠尾藻的生长影响不大,在桑沟湾大规模养殖鼠尾藻是可行的.     

干露胁迫对鼠尾藻生理生化影响的研究

鼠尾藻(Sargassum thunbergii)集生于中潮带和低潮带岩石上,在高、中潮带的水陆或石沼中,有的甚至在低潮时较长时间暴露于日光下。低潮露空下的干露胁迫是影响鼠尾藻生存的关键因子。本研究采集野生鼠尾藻为实验材料,在培养箱中分别失水干露0、1、3、6 h,并在海水中恢复培养,测定不同胁迫时间下藻体的失水率、叶绿素荧光参数和生化参数。结果显示,不同大小的鼠尾藻干露胁迫不同时间后的失水率显著不同,胁迫时间越短,藻体越大,失水率越低,大藻体鼠尾藻的保水能力高于小藻体;干露胁迫使鼠尾藻的叶绿素荧光值显著降低,同株鼠尾藻不同部位对干露胁迫的耐受程度显著不同,梢部耐受能力较差,基部耐受能力较强,小藻体和大藻体的梢部伤害较大,不能恢复,鼠尾藻基部可恢复正常生理状态,干露胁迫时,鼠尾藻以非调节性能量耗散机制为主;干露胁迫时,藻体梢部通过抗氧化酶类[(抗超氧阴离子自由基(ASAFR)、超氧化物歧化酶(SOD))和非抗氧化物质(可溶性糖、脯氨酸)共同作用来应对胁迫,藻体基部主要是通过上调蛋白、可溶性糖和脯氨酸等含量抵抗胁迫。高中潮带的鼠尾藻较易处于高温、强光和干露失水叠加的胁迫状态,同时,又因外部形态和生活环境的不同,藻体各部分的生理生化特性也有一定的差异。本研究探讨了鼠尾藻干露胁迫下的生理生化状态,对研究鼠尾藻抵抗环境胁迫的生态适应性具有重要的指导意义。     

环境因子对鼠尾藻生殖托生长及光合特性的影响

鼠尾藻(Sargassum thunbergii)样本采自青岛太平角, 以光照、温度、盐度及营养盐水平4项环境因子分别设置4组单因素实验, 研究其对鼠尾藻生殖托的生长、表观光合作用、暗呼吸作用以及色素积累的影响。结果显示: (1)光照度为8 000 lx、温度为20℃和盐度为20的条件下生殖托的比生长速率(SGR)较大, 表观光合作用较强。光照12 000 lx抑制生殖托的光合作用与生长, 15℃下比生长速率比20℃小50.64%(P<0.05), 盐度从31下降到28, 比生长速率与表观光合速率显著增大。(2)色素含量与光照度、温度呈显著的负相关性, 叶绿素a和类胡萝卜素含量受环境因子影响较大, 而叶绿素c相对稳定。(3)氮磷营养盐的浓度配比对生殖托的生长、光合作用影响显著, 适宜的氮磷比(N/P)范围为5∶1~1∶1, 而50∶1显著抑制生殖托的生长。(4)相比氮元素而言, 磷浓度变化对生殖托光合作用影响更大, 说明磷元素对于生殖托的构建至关重要。(5)氮磷比对生殖托色素含量影响不显著, 而富氮、富磷培养液有利于色素的积累。结果表明, 上述4项环境因子对鼠尾藻生殖托的生长及光合特性均有显著影响, 适宜的培养条件为光照度8 000 lx、温度20℃、盐度20、氮磷浓度比(N/P)在5∶1~1∶1。本研究旨在为鼠尾藻人工育苗技术的优化提供科学依据。

     

鼠尾藻人工苗种保苗及海上养殖技术研究

为了完善鼠尾藻(Sargassum thunbergii)人工苗种培育及海上养殖技术,在大连旅顺海区及刺参池塘进行了鼠尾藻人工苗种保苗及养殖试验。试验结果表明,鼠尾藻人工苗种在室内培养20 d左右,株高2 mm以上,假根15根以上时,下海保苗为宜。鼠尾藻幼苗保苗、人工养殖方式为表层平养。保苗海区选择风浪不大的海湾。在刺参池塘保苗要求选择水深2 m以上的池塘,养殖位置在进水口附近。保苗3个月后海上鼠尾藻平均株高4.26 cm,刺参池塘鼠尾藻平均株高1.98 cm。将6 cm以上的幼苗夹直径1.5 cm的聚乙烯绳上进行海上养殖试验。养殖8~9个月后,鼠尾藻长至平均株高61 cm。     

Fe~(3+)对鼠尾藻光合呼吸作用和生化组成的影响

研究了不同浓度Fe~(3+)对鼠尾藻光合作用、呼吸作用和体内不同生化组成的影响。结果表明,不同的Fe~(3+)浓度对鼠尾藻真光合速率和呼吸速率均有显著的影响,在0.04 mg/L的Fe~(3+)浓度下鼠尾藻的光合作用能力达到最强,而0.06 mg/L的Fe~(3+)浓度下鼠尾藻的呼吸作用达到最高;不同Fe~(3+)浓度下,鼠尾藻体内叶绿素a浓度和类胡萝卜素浓度变化显著,可溶性蛋白含量和可溶性糖含量变化不显著。