孫 雷，宋秀賢，白 潔，韓笑天

(1.中國海洋大學,山東 青島 266100；2.中國科學院海洋研究所，山東 青島 266071)

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研究簡報

環(huán)境因子及不同附著基對滸苔孢子附著的影響*

孫 雷1，宋秀賢2，白 潔1，韓笑天2

(1.中國海洋大學,山東 青島 266100；2.中國科學院海洋研究所，山東 青島 266071)

進行了溫度、光照和鹽度等環(huán)境因子以及尼龍繩和竹竿2種附著基對滸苔(Ulvaprolifera)孢子附著率影響的研究,以期為滸苔防治措施的制定提供科學依據(jù)。結(jié)果表明，在相同的環(huán)境條件下，滸苔孢子在尼龍繩上的附著率均高于其在竹竿上的附著率，但是隨著環(huán)境因子的變化，滸苔孢子附著率在2種附著基上變化趨勢一致，最佳附著溫度為25℃，最適鹽度為25，較適附著的光照強度范圍為2000～4000lx。

滸苔；孢子；附著；環(huán)境因子；附著基

滸苔(Ulvaprolifera)是一種常見的大型藻類，屬于綠藻門(Chlorophyta)、綠藻綱(Chlorophyceae)、石莼目(Vlvales)、石莼科(Vlvaceae)、石莼屬(Vlva)，關(guān)于滸苔的種屬，Hayden通過對比分析石莼屬和滸苔屬的28種海藻的ITS和rbalL基因序列，提議石莼屬和滸苔屬合并，并成為Ulva[1]。目前將石莼屬和滸苔屬合并為石莼屬，已得到了國際普遍認可。本文采用滸苔為Ulvaprolifera這一觀點。2007—2013年，我國黃海海域連續(xù)7年爆發(fā)大規(guī)模滸苔(Ulvaprolifera)綠潮(Green tide)，給沿海經(jīng)濟特別是養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)等造成了嚴重的損失，對生態(tài)環(huán)境帶來直接和次生的影響。滸苔的生殖方式包括有性生殖、無性生殖和營養(yǎng)繁殖，無性生殖包括孢子生殖和單性生殖[2-3]，其中，通過釋放孢子進行無性生殖是一種重要的繁殖方式[4]。滸苔葉狀體頂端細胞可以直接轉(zhuǎn)化成孢子，孢子能合成釋放一種黏性的聚合糖蛋白[5-6]，當遇到合適的附著基時孢子就會迅速附著[7-8]，在適宜的營養(yǎng)和環(huán)境條件下，附著的孢子便會萌發(fā)并迅速生長。劉峰等對于滸苔溯源的研究發(fā)現(xiàn)，黃海綠潮大暴發(fā)與江蘇省近岸海域海水富營養(yǎng)化密切相關(guān)，輻射沙洲的泥沙顆粒上附著的大量滸苔微觀繁殖體(包括孢子、配子及其不同發(fā)育程度的顯微個體)，成為黃海綠潮的“種源”[9-11]。此外，劉東艷等研究發(fā)現(xiàn)，江蘇省紫菜栽培筏架可作為滸苔孢子的附著基，為滸苔大量繁殖提供良好的基礎(chǔ)條件[12-13]。1968年Christie等研究了溫度、鹽度和光照強度對腸滸苔孢子附著的影響[14]，2009年李德等研究了溫度、鹽度和光照等對緣管滸苔孢子附著的影響[15]，但是，關(guān)于溫度、鹽度、光照等環(huán)境因子對滸苔孢子附著的影響，目前研究報道還較少，而這方面的研究對于調(diào)控滸苔生長、控制黃海綠潮有著重要的意義。

據(jù)此，本研究利用紫菜養(yǎng)殖筏架常用材料尼龍繩和竹竿作為附著基，研究了溫度、光照以及鹽度三大環(huán)境因子對滸苔孢子在2種附著基上附著率的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

滸苔樣品采于江蘇省南通市如東縣長沙鎮(zhèn)紫菜養(yǎng)殖筏架(121°19′58.1″E～121°21′32.4″E；32°28′13.7″N～32°29′38.3″N)。藻體用滅菌海水沖洗4～5次，以去除藻體上的泥沙、雜藻以及附著物。于溫度20℃、光照強度3000lx的實驗室條件下進行培養(yǎng)、純化。

尼龍繩和竹竿分別切割成表面積大約為2000mm2塊狀，清洗、高溫滅菌備用。

1.2 實驗方法

每天定時在顯微鏡下觀察滸苔的生長狀況，取長勢良好的健康滸苔藻段，剪成1cm左右的小段，放入加有營養(yǎng)鹽的滅菌海水中，培養(yǎng)2～3d。待滸苔藻段變?yōu)辄S褐色后，取出藻段，放入離心管中，干出24h。向離心管中加入滅菌海水，待藻段變?yōu)榘咨螅〕鲈宥?，于顯微鏡下收集孢子液。

將附著基懸掛在100mL燒杯中，緩慢倒入50mL上述孢子液，使孢子液沒過附著基，分別于6和24h后計數(shù)燒杯中孢子的濃度Ci，空白燒杯中孢子濃度為Cb。孢子附著率=(Cb-Ci)/Cb。

1.2.1 溫度影響實驗 設(shè)定光照強度3000lx，鹽度25，利用光照培養(yǎng)箱調(diào)節(jié)溫度，設(shè)置10、15、20、25和30℃ 5個溫度梯度，每個梯度設(shè)置3個平行樣，1個空白對照。6和24h后分別計數(shù)燒杯中孢子的濃度Ci，空白燒杯中孢子濃度為Cb。

1.2.2 光照影響實驗 設(shè)定溫度25℃，鹽度25，利用光照培養(yǎng)箱控制光照強度，設(shè)置50、1000、2000、3000、4000lx 5個光照梯度，每個梯度設(shè)置3個平行樣，1個空白對照。6和24h后分別計數(shù)燒杯中孢子的濃度Ci，空白燒杯中孢子濃度為Cb。

1.2.3 鹽度影響實驗 設(shè)定溫度25℃，光照強度3000lx，用去離子水調(diào)節(jié)海水鹽度，設(shè)置10、15、20、25和30 5個鹽度梯度，每個梯度設(shè)置3個平行樣，1個空白對照。6和24h后分別計數(shù)燒杯中孢子的濃度Ci，空白燒杯中孢子濃度為Cb。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對滸苔孢子附著的影響

溫度對滸苔孢子在尼龍繩和竹竿2種附著基上附著率的影響結(jié)果見圖1。由圖1a可以看出，溫度對滸苔孢子在尼龍繩上的附著率有一定的影響，在實驗溫度范圍內(nèi)，24h的附著率均高于6h，但2個時間點上附著率隨溫度的變化趨勢一致，在10～25℃范圍內(nèi)，滸苔孢子附著率隨著溫度的增加而增加，超過25℃后，附著率有下降趨勢。25℃時，滸苔孢子在尼龍繩上的附著率最高，6和24h的附著率分別為為41.12%和44.98%，單位面積附著滸苔孢子的數(shù)量分別為1422和1555ind/mm2。

由圖1b可知，溫度對滸苔孢子在竹竿上的附著率也有一定的影響，并且隨溫度變化的規(guī)律與尼龍繩上的基本一致。實驗溫度范圍內(nèi)，6和24h 2個時間點上附著率隨溫度的變化趨勢一致。在10～25℃范圍內(nèi)，滸苔孢子附著率隨著溫度梯度依次增加，30℃時附著率較25℃有所降低。6h后，25℃時滸苔孢子在竹竿上的附著率最高，為33.98%，單位面積附著量為1175ind/mm2。24h后孢子附著率有了明顯增加，25℃時滸苔孢子在竹竿上的附著率達到37.83%，單位面積附著量為1308ind/mm2。

圖1 溫度對滸苔孢子在不同附著基上附著率的影響Fig.1 The impact of temperature on the adhesion rate of Ulva prolifera spores

2.2 光照對滸苔孢子附著的影響

光照強度對滸苔孢子在尼龍繩和竹竿2種附著基上附著率的影響結(jié)果見圖2。由圖2a可以看出，光照對滸苔孢子在尼龍繩上的附著率有一定影響。在實驗光強范圍內(nèi)，24h后的滸苔孢子附著率高于6h，但在6和24h 2個時間點上滸苔孢子的附著率隨著光照強度的變化趨勢相同，在50～3000lx的光強范圍內(nèi)，附著率隨著光照強度的增加而增加，4000lx時附著率較3000lx有所降低。但在2000～4000lx光強范圍內(nèi)，滸苔孢子附著率均較高，為滸苔孢子在尼龍繩上附著的較適光強范圍。6和24h的最高附著率均出現(xiàn)在光強為3000lx的實驗組，附著率分別為40.77%和43.37%，單位面積附著量分別為1480和1575ind/mm2。

圖2b表明，光照對滸苔孢子在竹竿上的附著率的影響與其在尼龍繩上的附著率的影響相同。6和24h的最高附著率均出現(xiàn)在光強為3 000lx的實驗組，附著率分別為32.59%和36.49%，單位面積附著量為1183和1325ind/mm2，滸苔孢子在竹竿上附著的較適光照強度范圍也為2000～4000lx。

圖2 光照強度對滸苔孢子附著率的影響

2.3 鹽度對滸苔孢子附著的影響

鹽度對滸苔孢子在尼龍繩和竹竿2種附著基上附著率的影響結(jié)果見圖3。圖3a表明，隨著鹽度的變化，滸苔孢子在尼龍繩上的附著率有所不同。實驗鹽度范圍內(nèi)，24h的附著率均高于6h，但2個時間點上的附著率隨鹽度的變化規(guī)律相同，鹽度在10～30范圍內(nèi)，滸苔孢子均可在尼龍繩上附著，鹽度低于25時，附著率隨著鹽度的增高而增高，鹽度高于25，附著率隨著鹽度的增高而降低。6和24h的最高附著率均出現(xiàn)在鹽度為25時，分別為38.28%和41.36%，單位面積附著量為1311和1416ind/mm2。

由圖3b可以看出，鹽度對滸苔孢子在竹竿上的附著率的影響與其在尼龍繩上的附著率的影響基本一致。6和24h的測定結(jié)果均為鹽度為25時滸苔孢子附著率最高，分別為30.25%和32.44%，單位面積附著量分別為1036和1111ind/mm2。

圖3 鹽度對滸苔孢子附著率的影響

2.4 不同材料附著基對滸苔孢子附著的影響

分析不同環(huán)境因素對滸苔孢子附著率的影響發(fā)現(xiàn)，針對不同的附著基，即使在相同條件下，孢子的附著率有較大的差異，例如24h后在最適環(huán)境因子下，即溫度為25℃、光照強度為3000lx、鹽度為25時，滸苔孢子在尼龍繩上的平均附著率為43.24%，在竹竿上的平均附著率為35.59%，經(jīng)過統(tǒng)計檢驗，滸苔孢子在尼龍繩上的附著率高于在竹竿上的附著率(P<0.05)。從不同環(huán)境因子的影響結(jié)果也可以看出(見圖1、2和3)，在實驗環(huán)境因子下，6h后滸苔孢子在尼龍繩上的附著率也是均高于在竹竿上的附著率。

3 討論

滸苔微觀繁殖體的附著對其后期的大量繁殖有著重要影響，因此有關(guān)影響滸苔孢子附著環(huán)境因素的研究一直受到關(guān)注。1968年Christie等研究了溫度、鹽度和光照強度對腸滸苔孢子在玻璃片上附著的影響，研究表明，腸滸苔孢子附著的最適溫度范圍是20～25℃，最適鹽度范圍是25～30，光照強度對孢子的附著有一定影響，但影響不大[14]。2009年李德等研究了溫度、鹽度和光照等對緣管滸苔孢子附著的影響，實驗結(jié)果顯示，緣管滸苔孢子附著的最適溫度為25℃，最適鹽度范圍為20～27，光照強度對孢子附著的影響不大，不是影響孢子附著的決定性因素[15]。本研究中滸苔孢子在10～30℃的溫度范圍內(nèi)均可進行附著，在尼龍繩和竹竿這2種附著基上附著的最適溫度均為25℃，24h后附著率分別為44.98%和37.83%，與腸滸苔和緣管滸苔孢子附著的最適溫度一致。光照實驗結(jié)果表明，滸苔孢子在尼龍繩和竹竿上附著的最適光照強度為3000lx，24h后最高附著率分別為43.37%和36.49%。光照強度減弱或者增強對孢子的附著率有一定的影響，但在2000～4000lx光照強度范圍內(nèi)附著率均較高，可見2000～4000lx為滸苔孢子附著的較適光照范圍。鹽度試驗表明，滸苔孢子在鹽度為25時，在尼龍繩和竹竿上的附著率均最高，24h后，附著率分別可達到41.36%和32.44%。

關(guān)于滸苔孢子對不同附著材料的選擇，也有較多的報道。Callow等研究發(fā)現(xiàn)，滸苔游動的孢子優(yōu)先附著于材料表面的凹陷處而不是隆起處，孢子附著數(shù)量隨著凹陷的變窄而迅速增加，大多數(shù)的孢子附著于凹陷底部和側(cè)壁，表明孢子對附著地點表面特性的選擇可能與孢子的能量需求有關(guān)[16]。Finlay等的研究發(fā)現(xiàn)，緣管滸苔孢子對疏水性的基質(zhì)有較強趨性,但是在親水性的基質(zhì)上附著能力更強[17]。朱明等研究發(fā)現(xiàn)，滸苔孢子在較粗糙的紫菜養(yǎng)殖網(wǎng)繩和網(wǎng)布等上附著率高,而相對光滑的玻璃片、塑料繩等材料上不適于孢子附著，這表明滸苔孢子對附著基的選擇與其表面粗糙程度存在關(guān)聯(lián)[18]。吳洪喜等研究發(fā)現(xiàn)在同樣的條件下，滸苔孢子對于附著基具有選擇性，附著率以木板最高，竹片最低[19]。

本研究選取的2種附著基中，尼龍繩相對竹竿較粗糙，其凹凸不平的表面為滸苔孢子提供了大量的附著點，眾多凹陷的縫隙可以大大節(jié)省滸苔孢子的附著所需要的能量。在溫度、光照、鹽度實驗中，滸苔孢子在尼龍繩上的附著率都明顯高于在竹竿上的附著率，可見滸苔孢子附著率與附著材料的粗糙程度和表面凹陷有一定關(guān)系，這與朱明和Callow的研究結(jié)果一致。

滸苔是廣溫廣鹽性海藻，對環(huán)境的耐受能力較強，其對溫度、鹽度和光照條件都有廣泛的適應性[19]，根據(jù)研究結(jié)果，防止?jié)G苔孢子附著，對滸苔進行防治，必須考慮其生長繁殖及其生態(tài)特點，尋求合適的方法限制其生長繁殖所需要的環(huán)境條件，且不影響其他水產(chǎn)養(yǎng)殖生物的生長，從而達到抑制滸苔生長繁殖的目的。

此外，對于江蘇省紫菜養(yǎng)殖筏架，可選擇較光滑的材料，或者對養(yǎng)殖網(wǎng)繩和竹竿進行相關(guān)處理，使其不利于滸苔孢子附著但不影響紫菜的生長，可能有助于減輕綠潮災害。

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責任編輯 朱寶象

Impacts of Environmental Factors and Different Substrata on the Adhesion of Ulvaprolifera Spores

SUN Lei, SONG Xiu-Xian, BAI Jie, HAN Xiao-Tian

(1. Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China)

The impacts of environmental factors and substrata on the adhesion ofUlvaproliferaspores were investigated in order to provide a scientific basis for the prevention and treatment ofU.prolifera. Temperature, illumination intensity and salinity were selected as the environmental factors while nylon rope and bamboo as the substrata for the adhesion trials. The results indicated that the adhesion rate ofU.proliferaspores onto nylon rope was always higher than that onto bamboo under an identical environmental condition. However, the adhesion rate ofU.proliferaspores onto these two substrata showed a similar trend among environmental factors. The optimal temperature for the adhesion ofU.proliferaspores was 25℃, the optimal salinity was 25psu, and the suitable illumination intensity ranged between 2 000 and 4 000lx.

Ulvaprolifera; spore; adhesion; environmental factor; substratum

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目(2010CB428706);國家基金“創(chuàng)新研究群體”項目(41121064)；國家自然科學基金項目(41276115)資助

2014-01-07；

2014-05-22

孫 雷(1990-)，女，碩士生，主要研究方向：海洋生態(tài)與環(huán)境科學。E-mail：sunlei3709@163.com

** 通訊作者： E-mail: songxx@qdio.ac.cnn

Q948.118

A

1672-5174(2015)05-059-05

10.16441/j.cnki.hdxb.20140003