全 文 ：扁浒苔（Ulva compressa） 的分子
鉴定及生活史的初步研究
蔡永超，马家海，高嵩，杜晶，王丁晶
（上海海洋大学 水产与生命学院，上海 201306）
摘 要：对绿潮的主要组成种类之一扁浒苔进行了分子鉴定和生活史的初步研究。ITS序列分析结果显示，12个样品聚为 3
个类群，即 Ulva-linza-procera-prolifera（LPP） 复合体类群（7个样品）、Ulva compressa类群（4个样品） 以及 Ulva flexuosa
类群（1个样品）。扁浒苔的生活史主要包括单性生殖、无性生殖和有性生殖 3种方式，单性生殖最为常见，有性生殖相对
较少。
关键词：扁浒苔；分子鉴定；生活史
中图分类号：X145 文献标识码：A 文章编号：1001－6932（2013）05－0568－05
收稿日期：2013-03-13；修订日期：2013-05-21
基金项目：海洋公益性行业科研专项（201205010）；科技部国家科技支撑计划（2012BAC07B03）；东海分局科研专项（MATHAB00000000）。
作者简介：蔡永超（1988-），男，硕士研究生，主要从事海洋环境藻类生物学研究。电子邮箱：caiyongchao2007@126.com。
通讯作者：马家海，教授，博士生导师。电子邮箱：jhma@shou.edu.cn。
Molecular identification of Ulva compressa and
preliminary study on its life history
CAI Yong-chao， MA Jia-hai， GAO Song， DU Jing， WANG Ding-jing
（College of Fisheries and Life Science， Shanghai Ocean University， Shanghai 201306， China）
Abstract：In this research， based on molecular identification， we studied the life history of Ulva compressa， one of main
contributing species for the green tide. ITS sequence analysis showed that 12 samples were clustered into 3 different clades ：
Ulva linza-procera-prolifera（LPP）（7 samples）， Ulva compressa（4 samples） and Ulva flexuosa （1 sample）. Three different
reproduction modes of Ulva compressa were observed： parthenogenesis， asexual and sexual reproduction， among which
parthenogenesis was the most common mode and sexual reproduction was relatively less.
Keywords： Ulva compressa； molecular identification； life history
http：//hytb.nmdis.gov.cn
Doi：10. 11840/j. issn. 1001-6392. 2013. 05. 014
扁浒苔隶属于绿藻门，绿藻纲，石莼目，石
莼科，石莼属。藻体亮绿色或暗绿色，管状，常
扁压，高 10~30 cm，甚至可达 40 cm，有许多分
枝，基部分枝较密，上部渐疏。分枝简单圆柱状
或上部开展，分歧处略缢缩，直上部较粗大，与
主枝的形状和大小相似。细胞表面观为角圆的亚
方或长方形，直径 10~27 cm，排列无序，每个细
胞内有蛋白核 1个（曾呈奎等，2009）。但是，石
莼属种内划分的传统方法是依据形态学特征进行
分类，由于石莼属具有种类多、分布广、形态特
征复杂，而且许多形态特征随着环境的变化而不
稳定的特点，因此，难以准确鉴定石莼属内种类
（Malta et al，1999；Blomster et al，1998）。如 U.
intestinalis 通常没有分枝或者藻体下部稍有分枝，
而 U. compressa有分枝，但是低盐或盐休克可以诱
导 U. intestinalis 形成分枝 （Blomster et al，1998）。
针对这一问题，本文采用了分子鉴定的方法，保
证了生活史研究所需藻体种的确定性和可靠性。
在生活史研究方面，Nordby等（1972） 认为把
U.mutabilis藻体切割成小的片段，可以提高孢子的形
成（Nordbyetal，1972）；Hiraoka等（1988）通过在孔
石莼（U.pertusa）藻体上打小圆孔取样，快速诱导生殖
第 32 卷 第 5 期
2013 年 10 月
海 洋 通 报
MARINE SCIENCE BULLETIN
Vol. 32， No. 5
Oct. 2013
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5 期
细胞的形成（Hiraoka et al，1988）；Dan等（2002），
Lin等（2008），Gao等（2009） 都通过打孔取样的方
法，快速诱导了浒苔（U. prolifera）的生殖细胞的快速
形成 （Dan et al，2002；Lin et al，2008；Gao et al，
2010）。此种方法大大缩短了生活史研究的周期。
绿潮藻连续爆发 6 年来，国内在种类鉴定方
面，采用分子生物学的方法，已经发现绿潮的组
成种类包括浒苔 （U. prolifera），扁浒苔 （U.
compressa），缘管浒苔 （U. linza） 和曲浒苔 （U.
flexuosa），其中浒苔 （U. prolifera） 为绿潮的优势
种类，扁浒苔（U. compressa） 为绿潮的组成种类
之一 （应成琦 等，2009；陈斌斌 等，2012）；在
生活史方面，对石莼属（Ulva） 的研究对象主要是
浒苔 （U. prolifera） 和缘管浒苔 （U. linza），如王
晓坤等（2007） 对浒苔的生活史进行了初步的研
究；马家海等 （2009） 对缘管浒苔的生活史进行
了初步的研究；张华伟等 （2011） 对绿潮漂浮浒
苔的繁殖特性进行了研究。但是，国内对扁浒苔
（U. compressa） 生活史研究的资料尚未见报道。本
文通过实验观察，对扁浒苔的生活史进行了详细
的报道，旨在完善绿潮藻种类的研究和对绿潮的
成因、防治及漂浮的研究提供理论基础。
1 实验材料和方法
1.1 实验材料
实验样品于 2011 年 11 月- 2012 年 6 月采自
江苏及山东沿岸（表 1）。
1.2 实验方法
1.2.1 样品的采集与处理
所有野外采集的藻体就地清洗后放在装有冰
袋的保温箱中冷藏保存并于 24 h 内带回实验
室，挑选健康的藻体进行充气培养。培养的条件
为：温度 18 ℃，海水盐度 26.9，光照强度 100~
160μmol/（m2·s1），光照周期 12L ∶ 12D（8 ∶ 00-20 ∶ 00
为光照时间，20 ∶ 00-8 ∶ 00为黑暗时间），PES营
养液浓度为 2 %。对研究生活史所需要的藻体，参
照 Hiraoka等（1988） 的处理方法并有所改动。
1.2.2 DNA的提取及 ITS序列的获取
DNA 制备方法参照 Doyle 等 （1990），ITS 序
列的扩增参考 Hayden 等 （2003） 和 Shimada 等
（2008）。PCR产物经 1 %琼脂糖凝胶电泳和溴化乙
锭染色后，通过紫外光检测。引物有上海生物工
程有限公司合成，扩增产物的纯化及测序由上海
迈普生物技术有限公司完成。
1.2.3 ITS序列的分析
采用 Bioedit（Hall et al， 1999） 和 ClustalX
（Ver1.83） （Thompson et al，1994） 对样品 ITS序
列进行编辑和对齐。同源性通过 NCBI进行 BLAST
检测，获取序列均来自 GenBank，系统发育树构建
采用邻接法，采用 Kimura双参数模型，使用软件
为 MEGA 4.1，参考 Tamura等（2007），自举检验
值 1 000次检验节点置信度。
1.2.4 培养镜检
用 1 000 uL 移液器的枪头在靠近扁浒苔藻体
顶端的边缘进行打孔取样，取下的小圆片藻体放
置在培养皿中（高为 18 mm，直径为 90 mm），加
含有 PES 营养液的灭菌海水 50 ml，培养的条件
为：温度 18℃，海水盐度 26.9，光照强度 100~
160 μmol/（m2·s1），光照周期 12L ∶ 12D（8 ∶ 00-20 ∶
00为光照时间，20 ∶00-8 ∶00 为黑暗时间），每
天 8 ∶ 00到 13 ∶ 00，用 Olympus显微镜对其进行显
微观察及拍照。
1.2.5 配子和孢子的趋光性
把成熟的生殖的藻体放在 100 mL 的小烧杯
中，用手电筒将光线从锥形瓶的一侧射入，镜检
聚集地方的生殖细胞以测试其趋光性。
2 实验结果
2.1 ITS 系统发育分析
以 ITS序列构建的 N-J系统发育树见图 1。12
个样品一共被分到了 3个进化枝，分别是 LPP（U.
表 1 样品信息样品编号采集时间采集地点生长方式
样品编号 采集时间 采集地点 生长方式
QD1 2012.6.16 山东青岛 岸基固着
QD2 2012.6.16 山东青岛 岸基固着
QD3 2012.6.16 山东青岛 岸基固着
RZ1 2012.6.14 山东日照 海上漂浮
SY1 2012.6.10 江苏射阳 海上漂浮
DF1 2012.5.31 江苏大丰 筏架固着
DF2 2012.5.30 江苏大丰 海上漂浮
RD1 2012.6.12 江苏如东 海上漂浮
RD2 2012.6.12 江苏如东 海上漂浮
RD3 2012.5.22 江苏如东 筏架固着
RD4 2011.11.27 江苏如东 筏架固着
BY1 2011.12.28 江苏北渔 筏架固着
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linza-procera-prolifera）、U. compressa、U. flexuosa.
其中 LPP 类群占有优势，包含 7 个样品，U.
compressa类群包含 4个样品，U. flexuosa类群包含
1个样品。
2.2 扁浒苔（U. compressa） 的生活史
2.2.1 孢子囊和配子囊的成熟过程
经过 3 d到 4 d的培养，样品的细胞形态发生
了巨大的变化。小圆片藻体的正常细胞（图版Ⅰ-
1），经过 2 d左右，色素体分解为粒状，并分布在
整个细胞中（图版Ⅰ- 2），4 d左右，色素体融合，
并集中在一个细胞的一边，空泡形成 （图版Ⅰ-
3），5 d左右，配子囊（图版Ⅰ- 4） 和孢子囊（图
版Ⅰ- 6） 形成。
2.2.2 生殖细胞的数量及趋光性
实验结果显示，扁浒苔的每个配子囊里含有
16个配子（图版Ⅰ- 4 - 5），每个孢子囊里含有 8
个孢子（图版Ⅰ- 6 - 7）。将装有一定量生殖细
胞的锥形瓶置于电筒下，一段时间后烧杯内大
量生殖细胞在锥形瓶接近光源的一侧聚集，形
成一层绿色的膜 （图版Ⅰ- 8），镜检可见大量
的配子；在远离光源的区域发现少量的合子。由
此可见，扁浒苔的配子具有正趋光性，而合子具
负趋光性。随着培养时间的延长，慢慢形成簇生
小苗（图版Ⅰ-9）。
2.2.3 单性生殖、无性生殖及有性生殖的过程
通过实验观察，扁浒苔的生殖方式包含以下
几种繁殖方式。单性生殖：配子体藻体放散的两
鞭毛配子（图版Ⅱ- 1） 运动一段时间后，雌雄配
子不经过结合，直接附着后发育。放散的两鞭毛
配子可以直接在基质上附着发育（图版Ⅱ- 2），也
可以附着在原藻体上发育（图版Ⅱ- 3 -4）。此外，
有的配子囊未完全放散配子，配子囊里含有的一
个（图版Ⅱ- 5） 或多个（图版Ⅱ- 6 - 7） 配子直
接在藻体上发育。无性生殖：孢子体藻体放散的
四鞭毛游孢子（图版Ⅱ- 8），游孢子运动一段时间
找到合适的基质后附着发育（图版Ⅱ- 9）。孢子囊
同样存在放散不完全，孢子于囊内直接生长发育
的现象（图版Ⅱ- 10）。有性生殖：配子体藻体放
散两鞭毛的配子，雌雄配子在结合的过程中，雌
雄配子相互旋转，色素体向尾部移动，从头部开
始融合，然后雌性配子相互靠近，再从侧面开始
融合，最后完成彼此的融合，形成合子，合子慢
慢变圆并附着发育（图Ⅱ- 11 - 16）。在雌雄配子
融合的全过程，雌雄配子始终保持着同步的相互
旋转和移动。此外，实验还发现，有性生殖过程
中，雌雄配子的结合需要一定的外部环境和时间，
所以这种生殖方式较为少见。游动孢子和配子在
进行附着的过程中均具有聚集性 （图版Ⅱ- 17），
但两鞭毛的配子比四鞭毛的孢子运动的更快，更
图 1 基于 ITS序列所构建的 N-J系统发育树
图版Ⅰ 生殖细胞的成熟过程及趋光性
1.正常细胞表面观；2.色素体分解为粒状；3.空泡形成，色素体融
合；4.配子囊表面观；5.配子囊横切面观；6.孢子囊表面观；7.孢
子囊横切面观；8.配子的趋光性；9.簇生小苗。
25 μm25 μm29 μm
10 μm 10 μm
20 μm
20 μm
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易聚集附着发育，所以单性生殖又占有主导的地位。
3 讨论
在我国，按照传统的形态学方法对石莼属进
行分类，已报道的石莼属中的浒苔有 7种，包括
浒苔（U. prolifera）、缘管浒苔（U. linza）、扁浒苔
（U. compressa）、曲浒苔 （U. flexuosa）、肠浒苔
（U. intestinlis）、管浒苔（U. tubulosa）、条浒苔（U.
clathrata），广泛分布于东北亚沿海的近岸（Tseng
et al，1983；杨君 等，2000；曾呈奎 等，1962；
曾呈奎等，2009）。但是，本研究通过分子生物学
的方法把所选的 12个藻类样品划分为 3个类群，
即 U. linza-procera-prolifera（LPP） 复合体类群、
U.compressa类群以及 U. flexuosal 类群。到目前为
止，采用分子生物学方法只发现其中 4 种，为浒
苔（U. prolifera），扁浒苔（U. compressa），缘管浒
苔（U. linza） 和曲浒苔（U. flexuosa） （应成琦等，
2009；陈斌斌 等，2012），其余 3 种到底存不存
在，以及是否是由于传统形态学分类方法造成的
还有待于进一步的研究。因此，在今后的石莼属
藻类的种类鉴定中，考虑以现代的分子生物学方
法为主，以形态学观察为辅为参考，使得分子生
物学方法和传统形态学方法相辅相成，以便对绿
藻种类的鉴定更为可靠。
扁浒苔是绿潮藻的组成种类，由于它的表面
积一般较大，可以为绿潮藻的优势种浒苔及其他
种类提供配子或者孢子的附着基质，有利于这些
藻体的快速繁殖。同时，海洋生物的摄食，人类
的活动，海浪潮汐等自然作用，都会导致扁浒苔
破裂形成小片段藻体，这些产生的小片段的藻体
可快速诱导生殖细胞的产生，这就大大的增加了
包括扁浒苔在内的绿潮藻的繁殖速度，短时间内
形成大量的绿潮 （Nordby et al，1972；Hiraoka et
al，1998；Dan et al，2002；Lin et al，2008）。
在 U. compressa的生活史中，无性生殖和单性
生殖占有优势。因为不论是在无性生殖过程中的
孢子还是单性生殖过程中的配子，一经附着即可
生长，无须经过有性生殖雌雄配子的接合过程，
这就缩短了繁殖周期，为藻体在短时间内的快速
生长提供了条件。此外配子囊和孢子囊放散配子
和孢子的数量也是惊人的，在海况条件适宜的情
况下，使 U. compressa等漂浮绿藻大量繁殖，从而
可能成为“绿潮”的成因之一。
本文在国内首次报道了作为黄海海域漂浮绿
藻种类之一的 U. compressa的生活史，掌握其生活
史将有助于了解、分析黄海海域漂浮绿藻大量迅
速增殖的成因，同时为“绿潮”的预测、预报与
防治提供了理论依据。
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长；5-7.未放散完的配子；8.四鞭毛的游孢子；9.游孢子固着；10.
未放散完的孢子；11.色素体向尾部移动，雌雄配子顶部开始融合；
12-13.雌雄配子相互靠近，开始融合。14.尾部观雌雄配子的融合；
15-16.雌雄配子完全融合，色素体慢慢扩散，最终形成合子；17.
两鞭毛的配子更易于快速聚集固着。
图版Ⅱ 扁浒苔的生活史
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