利用液相氧电极技术对鼠尾藻叶的光合及呼吸作用的初步研究

为了揭示鼠尾藻叶的生理生态适应性,利用液相氧电极技术对鼠尾藻叶进行了光合及呼吸作用的初步研究:(1)对鼠尾藻异形叶(阔叶、狭叶、气囊)的最大表观光合速率、饱和光强、光补偿点、初始量子效率、暗呼吸速率、色素含量、比叶面积和显微结构等进行了差异比较,初步探讨了鼠尾藻产生叶形变化的可能原因;(2)研究温度和盐度胁迫对鼠尾藻初生阔叶的表观光合速率(Pn)与暗呼吸速率(Rd)的影响,初步分析了鼠尾藻初生阔叶的抗逆生理,可为基于营养繁殖的鼠尾藻人工栽培提供参考.结果表明:15～24℃是鼠尾藻初生枝条生长的适宜温度范围;5℃或大于30℃的温度胁迫1h对初生阔叶的Pn有显著影响,低温(10℃以下)或高温(大于30℃)胁迫1h对Rd也有显著影响,但是恢复培养24 h后,低温胁迫组的Pn和Rd均可基本恢复正常;短期的高盐或低盐胁迫对初生阔叶的Pn均有显著影响,尤其是盐度0和盐度60组,但是处理9h后恢复培养24 h,盐度0组的Pn可恢复正常,而盐度60组的不能恢复;在整个胁迫过程中,盐度40和盐度50组均表现出较高的Rd,盐度0和盐度60胁迫对Rd均有显著影响(P＜0.05),各个盐度处理组在处理9h后恢复培养24 h,其Rd均可恢复正常.     

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。     

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。     

Mn~(2+)对四尾栅藻生长及Ca~(2+)、Mg~(2+)吸收的影响

通过实验室模拟培养的方法,采用6个不同Mn2+浓度(0、10、100、1000、10000、30000nmol/L)的培养处理,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的生物量、叶绿素a含量、培养基中Ca2+、Mg2+离子的含量分别进行了测定。结果表明,不同Mn2+浓度对各指标均有显著影响,其中对叶绿素a含量的影响达极显著(P<0.01);低Mn2+浓度(0~1000nmol/L)促进四尾栅藻细胞生长和叶绿素a的合成,而高浓度Mn2+(30000nmol/L以上)抑制四尾栅藻细胞生长,导致生物量下降;叶绿素a含量显著降低(P<0.05);四尾栅藻细胞吸收的Ca2+、Mg2+与其生物量成正比。在所设置的浓度范围内,Mn2+并未表现出与Ca2+、Mg2+之间明显的拮抗作用。     

不同光质及胁迫处理对鼠尾藻及附生藻类光合生理的影响

利用鼠尾藻(Sargassun thumbergii)、菱形藻(Nitzschia)、石莼(Ulue pertusa)和绢丝藻(Callithamnion corymbosum)作为研究对象,通过白光、蓝光、红光照射,1%硝酸铵、1%柠檬酸、3%硫酸铵处理不同时间,淡水浸泡不同时间3种杂藻清除方法,系统研究光质、药物和淡水处理对鼠尾藻及杂藻光合生理的影响。结果显示,对于相对生长速率(RGR)、表观光合速率(Pn)及表观光合速率与呼吸耗氧速率(R)的比(Pn/R),鼠尾藻幼孢子体在蓝光下均明显大于在白光和红光下,而菱形藻则在红光下较大,且鼠尾藻幼孢子体与菱形藻在蓝光下的Pn比明显大于其在白光和红光下的Pn比。结果显示,鼠尾藻幼孢子体若与菱形藻进行竞争,在蓝光下相对于在白光和红光下更有优势。硝酸铵、硫酸铵、柠檬酸药物处理对鼠尾藻幼孢子体的生理状态有一定的影响,且这种伤害具有不可逆性;对鼠尾藻嫩芽的伤害较小,且可恢复正常;对石莼的清除效果不明显,对绢丝藻有伤害。淡水处理对鼠尾藻幼孢子体有伤害,对鼠尾藻嫩芽伤害较小,对石莼影响不大,对绢丝藻有伤害。研究表明,在鼠尾藻幼苗早期培育过程中,可增大蓝光的照射或减少红光的照射,在一定程度上能促进鼠尾藻的生长且抑制菱形藻的生长;在鼠尾藻早期幼苗的杂藻清除中,应避免使用1%硝酸铵、1%柠檬酸和3%硫酸铵处理,会对鼠尾藻幼孢子体产生伤害;鼠尾藻育苗早期不宜使用淡水浸泡除去杂藻,鼠尾藻嫩芽每次淡水浸泡30 min,可清除杂藻,且对藻体无伤害。     

鼠尾藻对不同浓度硝酸盐的静态吸收研究

藻类修复富营养化水体中的硝酸盐的效果主要体现在对其吸收能力上。为了准确把握鼠尾藻对硝酸盐的吸收能力,在人工养殖的条件下,通过观察模拟自然海区环境条件下鼠尾藻对不同浓度硝酸盐的吸收情况,研究了鼠尾藻在不同污染程度的海区中除氮量的贡献率大小。结果表明：当硝酸态氮含量为10～30μmol.L-1时,吸收速率随着硝酸盐含量的增加而增大,在硝酸盐浓度为30μmol.L-1时吸收速率最大,但随着硝酸盐含量的继续增加,吸收速率反而降低。说明硝酸盐含量约为30μmol.L-1时,鼠尾藻对硝酸盐的吸收能力最强。     

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。     

鼠尾藻有性繁育及人工育苗技术的初步研究

对鼠尾藻有性繁育规律进行观察、研究。鼠尾藻雌、雄异株,在黄海北部其生殖季节是7月上中旬,高光照和升温可促进精卵成熟,鼠尾藻在海区和室内都可正常完成受精。干露1~2h能促进幼孢子体生长,幼孢子体在实验范围的光照强度(1000~4000lx)下,光照越强生长越快;在试验盐度(21~40)范围内均可正常生长。在此基础上建立起了鼠尾藻人工苗种繁育技术,并对鼠尾藻有性繁育技术中存在的问题及今后研究的方向进行了分析。     

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。     

鼠尾藻生殖托和气囊的形态结构观察

鼠尾藻的生殖托气囊的构造和精、卵子的形态与放散是研究鼠尾藻有性繁殖过程的基础内容之一。本文以青岛太平角沿岸潮间带的性成熟野生鼠尾藻为对象,采用活体切片、组织切片以及显微照相等方法对鼠尾藻生殖托的形态、内部结构以及挂卵现象进行了观察,并对精子、卵子和气囊的形态做了观察描述,特别是观察到了鼠尾藻精子的鞭毛、雌性生殖窝的结构、气囊的花纹与构造等重要现象。     

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。     

光、温对鼠尾藻卵子排放和幼孢子体生长的影响

以成熟的鼠尾藻生殖托为材料,研究了不同温度(13～23℃)、光照度(3000～12000lx)和光照周期(15L∶9D,12L∶12D,9L∶16D)对鼠尾藻排卵及幼孢子体生长的影响。结果显示,温度在20～23℃范围,有利于鼠尾藻卵子的排放;在3000～12000lx范围内,光照度越高,越有利于鼠尾藻卵子的排放;光周期不是影响卵子排放的主要因素,光照度是鼠尾藻幼孢子体生长的重要因子;温度是制约鼠尾藻幼孢子体生长的关键因子,水温低于16℃时不利于幼孢子体的快速生长。     

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。