全 文 ：　第21卷 第2期　2 0 0 6 年 6 月　　　 　　　 青岛大学学报(工程技术版)JOURNALOF QINGDAO UNIVERSITY (E&T)　　　　　　
Vo l. 21 No. 2
Jun. 2 0 0 6
　
　
文章编号:1006 9798(2006)02 00049 05
UV B辐射对孔石莼与青岛大扁藻的生长影响*
许复华 , 张培玉 , 于德爽 , 李　悦
(青岛大学环境科学与工程系 , 山东 青岛 266071)
摘要:通过室内添加模拟试验研究了 UV B辐射增强对孔石莼(重量固定)与青岛大扁
藻(密度不同)间生长关系的影响。结果表明:在单养情况下 , 4个 UV B辐射剂量都对
孔石莼的生长产生抑制作用;低剂量(U 1)的 UV B辐射对青岛大扁藻的生长有促进
作用 ,而高剂量的 UV B辐射则有显著的抑制作用 ,且因初始接种密度不同而各异 。在
共培养的同时附加 UV B辐射处理 ,随着初始接种密度的增加 ,青岛大扁藻对孔石莼生
长的抑制作用更加明显;同时 ,与共养相比较 ,孔石莼对微藻生长的抑制作用亦趋于明显 。
关键词:UV B辐射;孔石莼;青岛大扁藻;抑制
中图分类号:Q949. 21 　　　　　　　　文献标识码:A
大量氟氯烃等的使用引起了臭氧层衰减 ,导致到达地球表面的紫外辐射增强。UV B辐射虽然仅占所
有到达地球表面电磁光谱的很小一部分 ,但却对生物产生复杂的影响[ 1 , 2] 。它可以影响植物形态 、光合作
用 、生物量和有机物含量[ 3] 。所以 ,日益增强的紫外线作用已经成为当今全球关注的重大环境问题之一 。海
洋生物受到紫外辐射的潜在危险性也在不断增加 ,它的伤害作用不仅仅局限于海水表层生物 ,在北海海水表
面中紫外线辐射的 10%能够穿透到 6 m 深的水层 ,而在北冰洋的清澈水域 ,海水表面 10%的紫外线辐射能
够到达 30 m 的水层 ,因此 , UV B辐射增强势必对海洋生态系统产生明显的影响[ 4] 。UV B辐射对藻类
生长和生理生化的影响国内外已做了许多工作[ 2 , 5 - 7] ,但是 ,对藻类种群生长关系变化的影响还未见报道。
本实验选用孔石莼 、青岛大扁藻为材料 ,研究了 UV B 辐射对两者种群生长关系的影响 ,以期为阐明海洋
生态系统对 UV B辐射的响应提供依据 。
1　材料和方法
1. 1　材料处理
试验所使用的孔石莼(Ulva pertusa Kjellman)采自青岛太平角。材料采回后立即用天然海水洗净 ,用
打孔器打成直径为 1. 3 cm 的圆片 ,在室温 3 000 Lx 光照下预培 7 d 。青岛大扁藻(P latymonas helgolandi-
ca Ky lin var. tsingtaoensis)由中国海洋大学藻种室提供。
培养容器为 300 mL 三角瓶。三角瓶洗净后依次用 1 mol HCl和 90%乙醇洗瓶 ,然后用相应浓度 f /2
培养基预平衡后备用 。
1. 2　培养方法和条件
微藻的初始接种密度分别为 0(单养),100(共养 a), 1 000(共养 b),10 000(共养 c)个 /mL。取预培养的
孔石莼 0. 05 g 接种于含 150 mL 藻液中 ,按照唐学玺等人提出的方法和条件[ 8] 进行培养 。
1. 3　UV B辐射体系
紫外 B灯 ,北京曙光电源厂生产;UV B型紫外辐射强度仪 ,北京师范大学生产 ,用来测定辐射强度。
紫外 B灯外用乙酸纤维素薄膜(上海生化试剂公司 ,厚度为 0. 12 mm)包被 ,以除去 280 nm 以下的短波辐
* 收稿日期:2005 06 23;修回日期:2006 04 19
资助项目:青岛大学引进人才资助项目(06300370)
作者简介:许复华(1982 ),女 ,山东临沂人 ,在读硕士 ,研究方向为环境生物学。
DOI牶牨牥牣牨牫牫牥牰牤j牣牨牥牥牰牠牴牱牴牳牣牪牥牥牰牣牥牪牣牥牨牥
青岛大学学报(工程技术版) 第 21卷　
射。整个体系在正式试验前需连续照射 72 h ,以减小薄膜滤过作用的不稳定性。所用薄膜每隔 7 d更换 1
次 ,防止薄膜的老化作用 。
辐射强度控制在 1. 25 μW /cm2 ,通过调整辐射时间控制辐射剂量。在预备试验的前提下 ,设计 0(对照
组 ,正常日光灯管照射)和 0. 72(U 1),1. 44(U 2),2. 16(U 3),2. 88(U 4) J /m2 UV B辐射剂量的处
理组 。
1. 4　孔石莼称重与细胞密度的测定
用吸水纸小心地把孔石莼表面的水吸干 ,然后用感量为 0. 01 mg 的电子天平称重 。微藻用 Lugol碘液
固定 ,采用平板计数法 ,在 Olympus双筒显微镜下进行细胞计数。
1. 5　数据处理
应用 SPSS11. 0软件进行统计分析。
2　结果
图 1　UV B 辐射对石莼生长的影响
2. 1　UV B辐射对孔石莼生长的影响
UV B辐射对孔石莼的生长有明显的抑制作用 ,随剂量的增大 ,抑
制作用越加明显 ,见图 1所示 。从图中看出 ,第6 d时 ,除 U 1外 ,其余
各组都有明显的抑制作用(p<0. 05);第 9 d时 , UV B辐射的抑制作
用最为明显 ,包括 U 1 在内的各组均受到了明显的抑制作用(p <
0. 05)。
2. 2　UV B辐射对青岛大扁藻生长的影响
不同剂量的 UV B 辐射对不同密度的青岛大扁藻的生长有显
著不同的影响 ,见图 2 所示 。由图中看出 ,低剂量(U 1)的 UV B
辐射促进青岛大扁藻的生长 ,而随着辐射剂量的增加 , UV B辐射对
其生长又表现出明显的抑制作用。
图 2　不同剂量的 UV B辐射对不同青岛大扁藻生长的影响
当初始接种密度为 a 时 , U 1 辐射组青岛大扁藻的生长受到了促进 ,且在 9 d 以后差异显著(p <
0. 05);而 U 2组青岛大扁藻的生长 ,与对照相比 ,在前期(0 ～ 9 d)内差异不明显 ,而在后期(9 ～ 12 d)则表
现出被促进;U 3和 U 4组青岛大扁藻的生长始终受到抑制 ,不同的是 U 3组青岛大扁藻的生长 ,在第
6 d时差异达显著水平(p<0. 05), U 4组则达到极显著水平(p<0. 01)。
当初始接种密度为 b时 ,U 1辐射组青岛大扁藻的生长受到促进 ,在第 3 d时差异显著(p<0. 05),而
在 6 d以后差异达到极显著的水平(p<0. 01),青岛大扁藻的生长显著加速;U 2组青岛大扁藻的生长与对
照相比 ,在 6 d内差异不明显 ,6 d以后则被促进 ,但不显著;U 3和 U 4组青岛大扁藻的生长受到了抑制 ,其
中 U 3组在第 3 d时差异达到极显著的水平(p<0. 01),而 U 4组一直表现出极显著的差异(p<0. 01)。
对于 c初始接种密度的青岛大扁藻生长而言 , U 1辐射组的 UV B 辐射对其生长并未表现出抑制作
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　第 2期 许复华 ,等:UV B 辐射对孔石莼与青岛大扁藻的生长影响
用 ,而 U 2 、U 3和 U 4辐射组对青岛大扁藻的生长表现出明显的抑制作用 。U 2组在 6 d时差异极显
著(p<0. 01),而 U 3和 U 4组则一直表现出极显著的差异(p<0. 01)。
2. 3　UV B辐射对孔石莼—微藻种群生长竞争的影响
2. 3. 1　UV B辐射胁迫下青岛大扁藻对孔石莼生长的影响
与对照相比 , UV B辐射能显著改变孔石莼与青岛大扁藻种群生长关系 ,使它们的生长受到明显的抑
制。UV B辐射处理后 ,随青岛大扁藻初始接种密度的增大 ,孔石莼生长受抑制的作用越来越明显 ,见图 3
所示。从图中可见 ,初始接种 a密度的青岛大扁藻在不同剂量 UV B辐射的情况下 ,第 9 ～ 12 d时受到 UV
B辐射处理的四组孔孔石莼的生长均受到了极显著的抑制作用(p<0. 01);初始接种 b和 c密度的青岛大
扁藻在不同剂量 UV B辐射情况下 ,受到 UV B辐射处理的四组孔孔石莼的生长一直受到极显著的抑制
作用(p<0. 01)。
图 3　不同剂量的 UV B辐射下不同密度的青岛大扁藻对石莼生长的影响
2. 3. 2　UV B辐射处理下孔石莼对青岛大扁藻生长的影响
图4显示了 UV B辐射的情况下 ,孔石莼对不同初始接种密度青岛大扁藻生长的影响。对于初始接种
a密度的青岛大扁藻 , U 1辐射处理组并未出现明显的抑制或促进作用 ,而 U 2 、U 3和 U 4组在6 ～ 12
d时均受到极显著的抑制作用(p<0. 01);对初始接种 b密度的青岛大扁藻 , U 1辐射处理组在 9 ～ 12 d时
受到极显著的抑制作用(p<0. 01), U 2 、U 3 和 U 4 组在 6 ～ 12 d 时均受到极显著的抑制作用(p<
0. 01);对初始接种密度 c的青岛大扁藻 , U 2 、U 3和 U 4辐射处理组在 9 ～ 12 d时均受到了极显著的抑
制作用(p<0. 01),而 U 1组在第 12 d时受到了显著的抑制作用(p<0. 05)。
图 4　不同剂量的 UV B辐射下石莼对不同密度青岛大扁藻生长的影响
3　讨论
3. 1　UV B辐射对孔石莼和青岛大扁藻的形态上的影响
在经过 UV B辐射后 ,孔石莼叶片上的色素体出现了不均匀现象 ,而且叶片加厚 。这是植物的抗逆性
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青岛大学学报(工程技术版) 第 21卷　
在起作用 。植物体经 UV B辐射后会引起一些色素体重组和一些苯酚类物质的结合 ,从而产生了新的色
素和物质来抵抗 UV B辐射[ 9 , 10] ,所以叶片的色素体不是很均匀。而叶片加厚现象可能是由于 UV B辐射
对植物基因产生伤害 ,进而转变为植物表型变化 ,这一过程的信号传导机理还不清楚 ,需要进一步研究[ 11] 。
由于微藻体积较小 ,所以表观现象变化并不明显。但是 ,由于青岛大扁藻具有两个鞭毛 ,游泳能力非常
强 ,经过 UV B 辐射后会发现聚团现象 ,这也是一种自我保护行为 。
3. 2　UV B辐射对孔石莼和青岛大扁藻生长的影响
试验中 UV B辐射对孔石莼的生长始终处于抑制状态 ,而对不同初始接种密度的青岛大扁藻生长的
影响却有所不同 。低剂量(U 1)的辐射对青岛大扁藻的生长有促进作用;但是随着辐射剂量的增加又对其
生长有显著的抑制作用。
低剂量(U 1)的 UV B辐射对于青岛大扁藻的生长并未表现出生长抑制效应 ,相反出现了促进效应 ,
这种现象与前人在研究有机锡对海洋微藻毒性效应时得出的结果相类似[ 12 , 13] 。植物在遭弱胁迫情况下 ,往
往表现出促进作用。Stebbing[ 14] 指出:毒物在低浓度下出现这种增益现象是其在无毒情况下的刺激反应 ,他
把这一作用称为“毒物的兴奋效应” 。王悠等[ 15] 和于娟等[ 16] 选用海水养殖中常用的几种海洋微藻进行试验 ,
同样出现了类似的刺激生长现象。说明在低剂量 UV B辐射处理下海洋微藻的兴奋效应具有一定的普遍
性。
3. 3　UV B辐射对孔石莼—青岛大扁藻种群生长竞争的影响
在共培养的同时附加 UV B辐射处理的情况下 ,不同初始接种密度的青岛大扁藻对孔石莼生长的抑
制作用与共养相比更加明显。青岛大扁藻对孔石莼的生长有抑制作用 , UV B辐射对孔石莼的生长亦有显
著的抑制作用 ,在二者的共同作用下 ,孔石莼的生长受到了更加显著的抑制作用 。
在共培养的同时附加 UV B辐射处理的情况下 ,青岛大扁藻的生长受到 UV B 辐射的抑制作用也非
常显著。但是与单养的青岛大扁藻在低剂量 UV B辐射情况下受到促进效应不同 , UV B 辐射处理后 ,共
养青岛大扁藻的生长并未出现促进生长的现象。孔石莼在初始阶段对青岛大扁藻的生长有抑制作用 ,低剂
量的 UV B辐射虽然会对青岛大扁藻的生长有显著的促进作用 ,但是在孔石莼和 UV B辐射的共同作用
下 ,青岛大扁藻的生长也更易受到抑制 ,促进青岛大扁藻生长的“毒物的兴奋效应”也随之消失或所需的剂量
变小 。
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160.
The Effect of Enhanced UV B Radiation to the Growth of Ulva Pertusa
Kjellman and Platymonas Helgolandica Kylin var. Tsingtaoensis
XU Fu-hua , ZHANG Pei-yu , YU De-shuang , LI Yue
(Department of Environmental Science and Eng ineering , Qingdao Universi ty , Qingdao 266071 ,China)
Abstract:In this thesis , the responds of Ulva pertusa Kjellman and P latymonas helgolandica Ky lin var.
tsingtaoensis to UV B radiation were studied by Indoor Emulative Experiment . The result w ere showed
as fo llow s:First , fo ur dif ferent UV B radiat ion do ses could inhibi t the grow th of Ulva pertusa Kjellman ,
but low UV B radiation doses could stimulate the g row th of P latymonas helgolandica Ky lin var. t sing-
taoensis and high one could inhibi t the g row th of i t w hen they w ere cultured alone. And the result w ould
vary f rom the o riginal ino culating density. Second , w ith the increasing o riginal ino culating density and
higher doses o f UV B radiat ion t reatment , the g row th of Ulva per tusa Kjellman w as obviously inhibited
by P latymonas helgolandica Ky lin var. tsingtaoensis. Compared wi th that in m ixing culture , not only
P latymonas helgoland ica Kylin var. tsingtaoensis was g reat ly ef fected , but also Ulva pe rtusa showed that
the g row th w as inhibited more obse rv ably under UV B radiation t reatment.
Key words:UV B radiation;Ulva pertusa Kjellman;P latymonash helgolandica Kylin var. t singtaoen-
sis;inhibi t
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