全 文 ：生物技术进展 2012 年 第 2 卷 第 1 期 48 ～ 51
Current Biotechnology ISSN 2095-
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研究论文
Articles
收稿日期:2011-12-07;接受日期:2012-01-07
基金项目:国家 863 计划项目(2012AA100806)资助。
作者简介:陈书秀，硕士，主要从事微藻生理生化研究。E-mail:chenshuxiu124@ 163． com
温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响
陈书秀1， 崔翠菊1， 王 虎2， 曹增梅1， 李 霞1， 孙 娟1
1．山东东方海洋科技股份有限公司，山东 烟台 264003;
2．烟台海融生物技术有限公司，山东 烟台 265600
摘 要:考察了不同温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响。结果表明:温度在 10℃或 30℃条件下不利于细胞生
长，同时也不利于胞内理化成分的积累。在 20℃条件下细胞密度、叶绿素含量、胞内蛋白、胞外多糖及胞内多糖达到最
大值。谷皮菱形藻的最适生长温度为 20℃，10℃可以作为种质保存的温度。
关键词:谷皮菱形藻;温度;生长;生理生化成分
DOI:10． 3969 / j． issn． 2095-2341． 2012． 01． 09
Effects of Different Temperature on Growth and Physiological Biochemical
Compositions of Nitzschia palea
CHEN Shu-xiu1，CUI Cui-ju1，WANG Hu2，CAO Zeng-mei1，LI Xia1，SUN Juan1
1． Shangdong Oriental Ocean Group Co． Ltd．，Shandong Yantai 264003，China;
2． Yantai Hairong Biotechnology Co． Ltd，Shandong Yantai 265600，China
Abstract:Effects of temperature on growth and physiological biochemical compositions of Nitzschia palea are researched． The
results indicate that it is unfavorable for the cell growth and accumulation of the intracellular biochemical compositions when the
temperature is 10℃ or 30℃ ． The cell density and contents of the chlorophyll，the intracellular protein，the extracellular
polysaccharide and the intracellular polysaccharide reach maximum at 20℃ ． The optimal growth temperature of Nitzschia palea
under the experimental conditions is 20℃ ． Nitzschia palea can be preserved at 10℃ ．
Key words:Nitzschia palea;temperature;growth;biochemical compositions
海洋底栖硅藻在各领域具有广泛的应用前
景，如应用于地质、考古等研究［1］，也可应用于环
境保护和生物修复［2］。海洋底硒硅藻是许多海
产经济动物如匍匐型贝类鲍、海参及海胆等育苗
过程中的重要饵料［3，4］，也是检测水体污染和气
候变化的生物指示器［1］;不仅可用来获取 EPA等
胞内生物活性物质，还可提取抗生素等特殊活性
物质;而且可以作为生产用途广泛的工业硅藻
土［5］及生物柴油［6］的原料。
底栖硅藻营底栖生活，不像浮游微藻那样能
立体地利用水体，其生长受到了营养物质和附着
面积的双重限制，所以生产性大规模培养十分困
难，致使底栖硅藻单种培养技术未能在育苗生产
中推广应用。目前国内收获底栖硅藻饵料的方法
主要靠自然海区挂板附着或刮砂淘洗等，受自然
条件的影响很大，质量不能保证。关于单一底栖
硅藻饵料的研究报道较少，主要有咖啡双眉藻、盔
形舟形藻，新月筒柱藻、双点舟形藻，矮小卵形藻
和亚历山大菱形藻等少数种类，且大部分的研究
工作都放在了优化培养条件基础工作上，对底栖
硅藻体内理化成分和其他应用价值的研究等，还
少见报道。国外对底栖硅藻的研究处于发展阶
段，有些已经应用在水产业和工业化生产中。
谷皮菱形藻(Nitzschia palea)是海区常见的
底栖硅藻之一，属于一种广盐性硅藻［7］，对盐度
的变换具有较强的适应能力，细胞个体较小，是一
种适合作为水产经济动物的底栖硅藻饵料种类，
具有很大的潜在推广及应用价值。环境因子、营
养盐及培养方式等都可影响硅藻的生理生化的积
累和特性［8 ～ 10］，而硅藻胞内理化成分的含量也是
影响幼鲍生长变态的重要营养因子，进而可能影
响鲍幼苗的生长。关于环境因子、营养盐及培养
方式对谷皮菱形藻胞内、外理化成分影响的研究
较少［11］，其中未见有关温度对谷皮菱形藻生长及
胞内外理化成分的影响的研究。温度对微藻的生
长有重要的影响，不但影响其生长和光合作
用［12］，而且影响胞内理化成分的合成和积累［13］。
温度也是影响水产经济动物生长的重要因素，分
析谷皮菱形藻的理化成分随温度的变化规律，并
结合水产育苗中的实际情况，对该藻的规模培养
和优质饵料的获得都具有重要指导和应用价值。
本实验主要研究温度对谷皮菱形藻生长及理化成
分的影响，为其作为单一饵料的规模培养及应用
提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1． 1 藻种
实验所用藻种为本实验室从烟台牟平近海分
离纯化得到的藻种，经分子鉴定为谷皮菱形藻
(Nitzschia palea)。
1． 2 微藻培养及温度处理
实验在 250 mL 的三角烧瓶中进行。均采用
f /2 培 养 基，正 常 煮 沸 海 水，光 照 强 度 50
μmolE·m －2s － 1，光照周期为 16L∶8D。设置 5 个温
度梯度分别为 10℃、15℃、20℃、25℃和 30℃。每
个温度设 3 个平行组，培养过程不充气，每日随机
调换三角瓶并摇动 3 ～ 5 次。每天定时测细胞密
度(血球计数板) ，在指数生长期末期收获，测叶
绿素含量、胞内蛋白质、胞外多糖及胞内多糖
含量。
1． 3 参数测定
细胞密度的测定:每天摇匀硅藻，从 5 个不同
位置吸取藻液，超声波分散细胞后于显微镜下
计数。
细胞内理化成分的测定:总叶绿素采用丙酮
法测定［6］，蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测
定［6］，胞内和胞外总糖采用蒽酮 － 硫酸法
测定［6］。
2 结果与分析
2． 1 温度对谷皮菱形藻生长的影响
由图 1 可以看出，谷皮菱形藻在 10 ～ 30℃都
可生存。其在低温下(10℃)生长速度缓慢，但是
生长周期较长;在 30℃高温下细胞生长开始受到
抑制;在 15 ～ 25℃条件下该藻的延缓期较短，接
种后第 2 d即开始进入指数生长期。20℃条件下
藻细胞可达到最大终浓度。由此可以看出，谷皮
菱形藻的最适温度范围在 15 ～ 25℃，最适生长温
度为 20℃，10℃ 可以用于谷皮菱形藻的种质
保存。
图 1 温度对谷皮菱形藻细胞密度的影响
Fig． 1 Effects of temperature on growth of Nitzschia palea．
在油镜下观察细胞形态，低温(≤10℃)条件
下藻细胞色素体颜色较深，细胞个体较小;高温
(≥30℃)下，细胞个体较大，细胞的附着能力及
细胞间的凝聚性都较差，色素体的颜色较浅，实验
结束时部分细胞已经呈现为白色沉于三角瓶底
部，培养基中杂质较多，比较浑浊。
2． 2 温度对谷皮菱形藻理化成分的影响
由图 2 可以看出，叶绿素含量(图 2A)、胞内
蛋白含量(图 2B)、胞外多糖含量(图 2C)及胞内
多糖含量(图 2D)均随温度的变化呈现低高低的
变化趋势，在 20℃ 时各物质的含量都达到最
大值。
94陈书秀，等:温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响
图 2 温度对谷皮菱形藻理化成分的影响
Fig． 2 Effects of temperature on physiological biochemical compositions of Nitzschia palea．
3 讨论
硅藻的种类、细胞大小形态、附着强度及硅质
壳强度等因素都会影响硅藻的饵料价值［14］。谷
皮菱形藻属于微型藻，大小适宜鲍、海参等幼体的
摄食习性(鲍开口饵料小于 30 μm × 5 μm) ，该藻
的比生长速率为 0． 41 d －1，略低于广泛使用的半
浮游饵料小新月菱形藻的生长速率(0． 40 ～ 0． 71
d －1)［15］，但与浮游饵料等鞭金藻的生长速率
(0. 56 d －1)相近［16］，可见谷皮菱形藻具有作为饵
料的潜力，另外，谷皮菱形藻可分泌胞外粘液，有
较强的附着能力，更适宜作为幼鲍及海参早期生
长所需的饵料。
温度对微藻的生长和发育有调节作用，对酶
的活性、营养物的吸收利用效率及细胞分裂的周
期等诸多方面都存在不同程度的影响［17］。微藻
对温度的耐受能力因种类不同而存在很大的差
异，因而各种藻类有其各自的适温范围。对于光
合自养生物而言，当超出适宜温度范围时，温度可
能主要是通过控制物质与能量代谢过程中的酶的
动力学来影响其生长。郭峰等［18］研究表明，亚历
山大菱形藻和矮小卵形藻等底栖硅藻在 30℃时
达到最高的生长速率;梁英等［19］和张欣华等［20］
研究表明，三角褐指藻等游浮硅藻的最适温度也
在 20 ～ 25℃。本实验结果表明，谷皮菱形藻的最
适温度范围在 15 ～ 25℃，最适生长温度为 20℃，
其适温范围与小新月菱形藻等常用硅藻饵料的适
温范围相同［21］，再次表明谷皮菱形藻可以作为海
参等的饵料。
高温或低温都会影响微藻细胞内合成蛋白和
多糖的酶活性，从而影响微藻各理化成分的合成，
在微藻最适生长的温度条件下，也是各合成酶最
适活性温度，因此各物质的产量才在此温度下达
到最大。张欣华等［20］研究表明，小新月菱形藻和
盐藻在培养温度为 15℃时胞内多糖含量最高，小
球藻和湛江等鞭金藻在 25℃时多糖含量最高;李
文权等［22］利用14C示踪法测定了环境因子对 4 种
海洋微藻生化成分的影响，4 种单胞藻的脂类、碳
水化合物和蛋白质含量均在最适温度下达到最大
值，而且变化最显著。本文研究的谷皮菱形藻在
接近最适温度下，各理化成分的含量达到最大值。
这与大部分单细胞海洋微藻的机制十分相似，钱
振明等［23］研究表明，8 种不同种属的底栖硅藻在
05 生物技术进展 Current Biotechnology
温度影响下生化变化规律表现了一定的相似性，
在接近最适温度下含量可达到最大。另外，藻细
胞分泌的胞外多糖和胞内多糖也有一定的关系，
郑怡等［24］实验过程中发现，极大螺旋藻培养 9 d
后，其胞内和胞外多糖含量都比培养 3 d和 6 d的
含量有明显增加。胞外多糖可能主要是细胞在生
长过程释放出来的，一般在指数生长末期，胞内多
糖积累到一定量，逐渐释放到培养基里，其含量随
微藻种类不同而有所差异。胞外多糖和细胞的生
长有密切的关系，胞外多糖释放的越多，越有利于
细胞间粘合在一起，从而有利于细胞的附壁生长，
因而胞外多糖含量在最适温度能达到最大值。
微型底栖硅藻对鲍、海参等海洋底栖经济动
物的营养起到重要作用。蛋白质、糖和脂肪都是
动物生长所不可缺少的营养物质，灰分中含有的
矿物元素是水生动物机体中必需的营养物质［25］。
邢荣莲等［26］测量了 8 种底栖硅藻的主要成分，其
中蛋白质、总糖、粗脂肪和灰分质量分数分别是
2． 22% ～ 22． 97%、1． 40% ～ 27． 36%、19． 98% ～
35． 41%和 19． 79% ～ 41． 03%。Knuchey 等［16］测
量了 4 种生长 21d 的浮游硅藻饵料的主要成分，
其中蛋白质、总糖、粗脂肪和灰分质量分数分别是
18． 7% ～ 25． 6%、11． 3% ～ 25． 4%、26． 4% ～
35. 3%和 11． 9% ～ 18． 2%。本文仅测定了谷皮
菱形藻单位体积内胞内蛋白及胞内多糖的含量，
未测定粗脂、灰分等的含量，因此要确定谷皮菱形
藻的营养价值方面能否作为底栖经济动物的饵
料，还需进一步的实验证明。
参 考 文 献
［1］ 徐 信，支崇远，陈 玲，等． 硅藻在水质监测和古环境重建
中的应用［J］． 安徽农业科学，2011，39 (9) :5216 －
5217，5386．
［2］ 余振勋，曹达文，马延强，等． 生物硅藻土 －动态膜生物反
应器处理微污染原水的研究［J］．河南理工大学学报(自然
科学版) ，2011，30(2) :220 － 224．
［3］ 黄海立，杜晓东，周银环． 2 种底栖硅藻饲养杂色鲍幼体和
稚贝的饵料效果［J］． 南方水产科学，2011，7(1) :32 － 38．
［4］ 王吉桥，丛文虎，姜玉声，等． 仿刺参幼体对底栖硅藻附着
基的选择性及其摄氏器官发育的研究［J］． 大连海洋大学
学报，2010，25(4) :298 － 307．
［5］ 徐建军，张传顺，管继南． 硅藻土的应用及研究进展［J］．
广西轻工业，2011，150(5) :23 － 24．
［6］ 曼 妮，徐兴华，宁爱丽，等． 3 种淡水硅藻油脂的含量与成
分分析［J］． 贵州农业科学，2011，39(7) :239 － 242．
［7］ 刘 梅，张宪孔． 谷皮菱形藻的耐盐适应性［J］． 水生生物
学，1992，16(2) :153 － 158．
［8］ 钱振明，邢荣莲，汤 宁，等． 光照和盐度对 8 种底栖硅藻生
长及其生理生化成分的影响［J］．烟台大学学报(自然科学
与工程版) ，2008，21(1) :46 － 52．
［9］ 董金利，庄惠如，占美怜，等． 氮、磷营养盐对底栖硅藻的生
长及生化组成影响［J］． 生物技术，2010，20(2) :64 － 67．
［10］ 马美荣，李朋富，陈 丽，等． 盐度和营养限制对盐田底栖硅
藻披针舟形藻生长及胞外多糖产率的影响［J］． 海洋湖沼
通报，2009，1:95 － 102．
［11］ 张英俊，颜日明，张志斌，等． 不同环境因子对谷皮菱形藻
生长的影响［J］． 食品科学，2007，28(10) :369 － 373．
［12］ Longhi M L，Schloss I R，Wiencke C． Effect of irradiance and
temperature on photosynthesis and growth of two Antarctic ben-
thic diatoms，Gyrosigma subsalinum and Odontella litigiosa
［J］． Bot． Mar．，2003，46:276 － 284．
［13］ Araujo S C，Garcia V M T． Growth and biochemical composi-
tion of the diatom Chaetoceros cf． wighamii brightwell under
different temperature，salinity and carbon dioxide levels Ⅰ．
Protein，carbohydrates and lipid［J］． Aquaculture，2005，246:
405 － 412．
［14］ 钱振明．海洋底栖硅藻生长条件及其理化成分的研究［D］．
辽宁大连:大连理工大学，硕士学位论文，2008．
［15］ 马若欣，王学魁，曹春晖． 氮浓度和光照强度对小新月菱形
藻生长和总脂含量的影响［J］． 天津科技大学学报，2009，
24(3) :31 － 34．
［16］ Knuchey R M，Brown M R，Barrett S M，et al． ． Isolation of
new nanoplanktonic diatom strains and their evaluation as diets
for juvenile Pacific oysters (Crassostrea gigas) ［J］． Aquacul-
ture，2002，211:253 － 274．
［17］ Woldman J C，Mann R． Temperature influenced variations in
speciation and the chemical composition of marine phytoplank-
ton in outdoor mass cultures［J］． J． Exp． Mar． Biol． Ecol．，
1980，46:29 － 40．
［18］ Wang Q H，Li M，Wang S H，et al． ． Studies on culture
conditions of benthic diatoms for feeding abalone Ⅱ． Effects of
salinity，pH，nitrogenous and phosphate nutrients on growth
rate［J］． Chin． J． Oceanol． Linnol．，1998，16(1) :78 － 83．
［19］ 梁 英，陈书秀，田传远，等． 温度对三角褐指藻叶绿素荧光
参数及生长的影响［J］． 中国海洋大学学报，2008，38(3) :
377 － 383．
［20］ 张欣华，杨海波，于 媛，等． 不同培养条件对海洋微藻多糖
含量的影响［J］． 生物学杂志，2000，17(6) :17 － 18．
［21］ 梁 英，刁永芳，陈书秀，等． 温度对小新月菱形藻叶绿素荧
光特性及生长的影响［J］． 水产科学，2011，30(8) :435
－ 440．
［22］ 李文权，黄贤芒，陈清花，等． 4 种海洋单细胞藻生化组成
的环境因子效应研究［J］． 海洋学报，1999，21(3) :59 － 65．
［23］ 郑 怡，刘艳如． 培养条件对极大螺旋藻胞内和胞外多糖含
量的影响［J］． 中国海洋药物，2001，6:29 － 31．
［24］ 钱振明，邢荣莲，吴春雪，等．温度对 8 种底栖硅藻生长及其
理化成分的影响［J］．烟台大学学报(自然科学与工程版) ，
2009，22(1) :30 － 34．
［25］ 谢苏婧，谢树莲，谢宝妹．藻类植物中钙、镁、铁、锰、铜和锌
含量分析［J］．光谱学与光谱分析，2003，23(3) :615 － 16．
［26］ 邢荣莲，钱振明，王长海，等． 海洋底栖硅藻筛选及其生物
学和营养成分分析［J］． 哈尔滨工业大学学报，2008，40
(9) :1495 － 1500．
15陈书秀，等:温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响