全 文 :第 37 卷 第 3 期 渔 业 科 学 进 展 Vol.37, No.3
2 0 1 6 年 6 月 PROGRESS IN FISHERY SCIENCES Jun., 2016
* 中国水产科学研究院基本科研业务费专项项目(2014A07XK01)、国家科技支撑计划项目(2011BAD13B02)和中央级
公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(中国水产科学研究院南海水产研究所 2013YD05)共同资助。陈素文,E-mail:
chensuwen407@163.com
① 通迅作者:朱长波,副研究员,E-mail: changbo@ecowin.org
收稿日期: 2015-05-21, 收修改稿日期: 2015-06-17
DOI: 10.11758/yykxjz. 20150521001 http://www.yykxjz.cn/
海萝(Gloiopeltis furcata)藻体保存和
容器内的培养方法*
陈素文 郭永坚 李俊伟 颉晓勇 朱长波①
(中国水产科学研究院南海水产研究所 农业部南海渔业资源开发利用重点实验室 广州 510300)
摘要 为探索海萝(Gloiopeltis furcata)藻体的陆地工厂化养殖,分三部分实验进行研究:(1)不同长度
(0.5、1、1.5 cm)和断开部位(从基部断开、从顶部断开和从藻体分叉处断开)的海萝藻体培养;(2)不同培
养密度(0.5、1、2、4 g/L)和培养容器(方形水槽、圆柱形透明塑料薄膜容器和亚克力筒);(3)不同风干方
式(自然风干、培养箱风干和空调加风扇吹干)和保存温度(4、–18℃)对保存后藻体存活率的影响。结果
显示,不同断开部位对相同长度的藻体生长影响不显著(P>0.05);较小藻体(0.5 cm)的生长速率显著低于
其他各组(1.0、1.5 cm) (P<0.05);方形水槽中海萝藻体的生长速率显著低于亚克力筒和塑料薄膜装置中
(P<0.05);随着培养密度的增加,海萝的日特定生长率呈显著的下降趋势(P<0.05);以空调加风扇方式进
行风干的藻体成活率最高(P<0.05),在18℃保存 6 个月,其成活率为 93.8%;在 4℃下保存 1 个月,各
组藻体的成活率都为 0。较好的条件组合为:进行陆地工厂化养殖的海萝规格应大于 0.5 cm,合适的培
养密度范围为 0.51 g/L;成本低且高效的塑料薄膜装置是海萝藻体培养的适宜容器;采用保存海萝藻体
于18℃的方法可使海萝陆地工厂化养殖或相关研究不受制于海萝生长季节,可按需要进行。
关键词 海萝;藻体;规格;培养;容器;保存
中图分类号 S968.43+3 文献标识码 A 文章编号 2095-9869(2016)03-0108-06
海萝(Gloiopeltis furcata)隶属于红藻门(Rhodophyta)
内枝藻科(Endocladiaceae),在日本和中国广泛分布,
可供食用、药用(具有治肠炎、痔疾、干咳痰结和抗
癌作用)及作为工业原料(曾呈奎等 , 1962; 夏邦美 ,
2004; 余杰等, 2007)。因其用途广泛,价格颇高(约
1500 元/千克),导致过度采摘,自然资源遭到严重破
坏。为满足市场的需求,亟待进行海萝人工养殖。
日本采用去除海萝生长岩礁上杂藻的方法来进
行海萝的海区增殖,并在自然海区采苗(网帘、投石、
移植种藻和孢子喷洒法)后进行人工养殖(末廣恭雄等,
1957; 九万田一巳等, 2000)。这些增养殖手段效果较
差,部分方法已逐渐被淘汰(九万田一巳等, 2000)。
然而,目前仍未发现更加行之有效的养殖方法。中国
也一直在自然海区开展海萝的增殖,直到近几年,
陈素文等(2014b)才开始利用海萝陆地工厂化育苗及
用培养的苗种进行海区养殖实验,针对海萝藻体较
小,不易于夹苗养殖的特点,发明了适合海萝藻体海
区养殖的装置及方法(吕国敏等 , 2007; Chen et al,
2014; 张汉华等, 2013)。尽管上述方法在海区养殖方
面已初具成效,但海区养殖的可控性差,海萝容易被
杂藻、附着生物及浮泥等遮盖而死亡。海萝的价格远
高于其他海藻,甚至高于鲍鱼价格。因此,开展低成
本、高效率的陆地工厂化养殖,可以开创海萝养殖新
局面。
开展海萝工厂化养殖,首先要探明藻体培养所需
的适宜条件。近年来,对海萝藻体生理生态学的研究
第 3 期 陈素文等: 海萝(Gloiopeltis furcata)藻体保存和容器内的培养方法 109
主要包括:广东沿海海萝属藻类生态调查(吴进锋等,
2007);山东小黑山岛海萝生物量及长度时空变化特
征调查(刘洪亮等, 2013);干露、光照对海萝光合活
性的影响(刘洪亮等, 2014)及三十烷醇和环境因子对
海萝藻体生长的影响(陈素文等, 2011、2014a)。而对
于进行海萝工厂化养殖所需的适宜藻体规格、培养密
度及培养容器等条件尚无相关报道。此外,每年自然
海区海萝可采集时间较短(约 2 个月)且采集时机受限
(需在退潮期进行)。为保证藻体工厂化养殖及相关研
究的开展,藻体的保存必不可少。作者研究了不同海
萝藻段长度和截取部位对其生长的影响、合适培养密
度和装置,以及不同处理方式保存藻体后对其成活率
的影响,以期为海萝藻体工厂化养殖提供参考。
1 材料与方法
实验设备为专业气候培养箱。所用天然海水,经
黑暗沉淀 10 d 以上,盐度为 31。
1.1 海萝苗种规格和断裂部位对其生长的影响
实验于 2013 年 2 月 28 日在中国水产科学研究院
南海水产研究所生态实验室内进行。实验材料为人工
育苗培养的藻体(0.52 cm):A 组为从基部断开的整
丛藻体,B 组为切藻体顶端部位,C 组为藻体分叉处
断裂出来的部位。每组分别取 3 种藻体规格:0.5 cm
(A1、B1 和 C1)、1 cm (A2、B2 和 C2)、1.5 cm (A3、
B3 和 C3)。每个实验组各取 0.25 g 藻体,置于装有
400 ml 16℃海水的锥形瓶中,各设 3 个平行组,所有
实验组均放入培养箱(设置温度为 16℃,光照为 8500 lx)
里充气培养。实验周期为 60 d,期间每 7 d 全换水
2 次,每次换水时,每升海水添加 10 mg 硝酸钠(NaNO3)
与 1 mg 磷酸氢二钾(K2HPO4)。每隔 20 d,各组海萝
藻体经纸巾吸掉水分后称重。
1.2 不同培养密度和装置对海萝生长的影响
实验在中国水产科学研究院南海水产研究所深
圳试验基地室外大棚(顶棚半透明)内进行。研究了不
同培养容器(E 组)和不同培养密度(F 组)对海萝藻体
(采自深圳杨梅坑,藻体长度为 12 cm)生长的影响。
E1 为蓝色方形水槽(0.45 m×0.45 m×0.45 cm);E2 为
研制的透明塑料薄膜柱状培养装置(图 1-B),其直径为
30 cm,长为 1.5 m (加入水位为 1.2 m);E3–E5 为不
同直径亚克力筒(图 1-A),直径依次为 20、30、40 cm,
筒高均为 1.2 m (水位 1 m)。每种培养容器按照 0.5 g/L
海萝藻体密度进行培养。F 组采用 E2 作为培养容器
(图 1),F1–F4 分别对应海萝藻体密度 0.5、1、2、4 g/L。
各实验组设置 3 个平行组,充气培养。E 组培养 20 d
后称重,F 组培养 30 d 后称重。实验期间,每 7 d 全
换水 2 次,换水时适量添加 NaNO3 和 K2HPO4,使海
水中 N 和 P 浓度分别为 10 mg/L 和 1 mg/L。
特定生长率 (Specific growth rate, SGR, %/d)=
(lnWt–lnW0)/t×100%
式中,Wt 为藻体终末质量,W0 为藻体初始质量,
t 为培养天数。
1.3 不同处理方式对藻体保存效果的影响
海萝藻体(1.52 cm)采自深圳杨梅坑海区,用毛
巾吸干水份后,进行 3 种方式风干处理(D1,D2 和
D3):D1 组置于室内自然风干(温度为 1819℃)、D2
组置于培养箱风干(温度为 18℃)、D3 组用空调冷气
加上风扇直吹干(温度为 1718℃)。每种处理方式用
海萝藻体 40 g,分别风干到 10 g 左右并记录风干时
间。将风干处理后的各组海萝藻体进行分装(每个密
封袋装 0.5 g 海萝藻体)后,1/2 冷藏(4℃),1/2 冷冻
图 1 海萝藻体在亚克力筒(A)及塑料薄膜装置(B)中培养
Fig.1 G. furcata incubated in acrylic cylinder (A) and plastic membrane culture device (B)
110 渔 业 科 学 进 展 第 37 卷
(18℃)。保存 3、30、180 d 后,分别取冷藏和冷冻
条件下的每个处理组各取 3 袋藻体,分别置于 12℃海水
(2 L)中,在温度为 16℃、光照强度为 8000 lx 的培养
箱中培养 7 d 后称重(期间,换水 1 次,水温为 16℃)。
成活率(Survival rate, %)=培养 7 d 后质量/初始
质量×100%。
1.4 数据分析
采用 SPSS 21.0 软件进行数据处理和统计分析。
不同处理先做单因素方差分析(One-way ANOVA),再
通过 Duncan 比对差异,以 P<0.05 作为差异显著水平。
所有数据均为平均值±标准差(Mean±SD)。
2 结果
2.1 海萝藻体规格和断裂部位对其生长的影响
3 个阶段(20、40、60 d)的测定结果显示,相同
生长阶段中,相同规格藻体间所呈现的组间(A,B 和
C)质量差异不显著(P>0.05);而不同规格藻体间,小
规格藻体(0.5 cm:A1、B1 和 C1)的终末质量显著低于
较大规格藻体(1 cm:A2、B2 和 C2;1.5 cm:A3、B3
和 C3) (P<0.05);随着培养天数的增加,各组藻体质量呈
缓慢增长趋势(图 2)。
图 2 不同规格和断裂方式的海萝藻体经
不同时间培养后的质量
Fig.2 Weights of different size and part of G. furcata
by incubated for various period
注: 柱图上方不同字母代表在相同的养殖天数时
海萝藻体质量的组间差异显著(P<0.05)
Note: Different letters above the columns denoted significant
difference in the weight among groups on the same day of
culture (P<0.05)
2.2 不同培养密度和装置对生长的影响
培养于水槽(E1)中的海萝藻体,在充气条件下,
藻体分布不均匀,部分藻体成团堆积,其生长速率显
著低于其他培养容器中的藻体;培养于透明塑料薄膜
培养装置(E2)与亚克力筒(E3–E5)的海萝藻体,充气
时,藻体呈悬浮状态,形成立体式培养,因此,其生
长速率可达水槽培养条件下的 2 倍(表 1)。不同直径的
亚克力筒和透明塑料薄膜养殖装置培养中,海萝藻体
生长速率差异不显著,然而,直径较大的亚克力筒(直
径为 40 cm)需较大的充气量,才能使海萝呈悬浮状态。
表 1 不同培养容器中海萝的特定生长率
Tab.1 Special growth rate of G. furcata incubated in
different containers
组别 Group 特定生长率 Daily SGR (%/d)
E1 2.4178±1.02876a
E2 4.9492±0.43229b
E3 5.0330±0.56539b
E4 4.7690±0.19012b
E5 5.1265±0.25495b
注: 不同字母表示组间明显的差异性(P<0.05)
Note: Different letters denoted significant differences
among groups (P<0.05)
不同培养密度下,海萝特定生长率的组间差异显
著(P<0.05)。随着培养密度的增加,海萝日特定特长率
呈 下 降 趋 势 : 密 度 最 小 组 (F1) 的 特 定 生 长 率 可 达
4.596%,密度最大组(F4)的特定生长率仅为 1.98% (图 3)。
图 3 不同培养密度海萝特定生长率
Fig.3 Daily SGR of G. furcata incubated with
different densities
注: 不同字母表示组间明显的差异性(P<0.05)
Note: Different letters denoted significant differences
among groups (P<0.05)
2.3 不同处理方式对藻体保存后成活率的影响
D1、D2 和 D3 组所需的风干时长依次为 78、60、
第 3 期 陈素文等: 海萝(Gloiopeltis furcata)藻体保存和容器内的培养方法 111
2 h。保存期为 3 d 时,各组藻体置于冷冻和冷藏环境
中均可存活,且以 D3 组最高(P<0.05);保存 30 d 后,
各组藻体冷藏保存(4℃)的成活率都为 0,而冻冷保存
(18℃)的成活率则与保存 3 d 的差异不显著(P>0.05)。
保存 180 d 后,各组藻体冷冻保存的成活率显著低于
保存期为 30 d的成活率(P<0.05)。冷冻保存后的成活率,
D1 组和 D2 组之间差异不显著(P>0.05),D3 组则显著高
于 D1 组和 D2 组(P<0.05)(表 2)。
表 2 不同处理方式下海萝藻体的成活率
Tab.2 Survival rates of G. furcata treated with different methods
成活率 Survival rate (%) 实验组
Group
保存温度
Storage temperature (℃) 3 d 30 d 180 d
D1 4 35.8±17.2a 0c 0c
18 37.9±14.9a 31.5±17.6a 15.6±13.5d
D2 4 40.5±10.3a 0c 0c
18 39.6±12.7a 42.8±10.7a 22.8±11.9d
D3 4 94.5±4.5b 0c 0c
18 95.3±4.9b 93.8±6.5b 72.3±13.5e
注: 不同字母表示组间差异性显著(P<0.05)
Note: Different letters denoted significant differences among groups (P<0.05)
3 讨论
3.1 海萝藻体长度和断裂部位对其生长的影响
对 于 海 藻 切 段 离 体 再 生 的 研 究 , 如 对 江 蓠
(Gracilaria tenuistipitata)、顶群藻(Acrosorium yendoi
Yamada)、舌状蜈蚣藻(Grateloupia livida Yamada)和长
心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)的研究,大部分都是
切 藻 体 不 同 部 位 来 试 验 不 同 部 位 长 出 新 芽 的 情 况
(赵素芬等 , 1999; 陈昌生等 , 1987; 张丽娟 , 2000;
唐贤明等, 2014)。海藻的生长不仅体现在长出新芽,
还包括藻体的增粗,这两方面的综合衡量指标是质量
变化。本研究旨在探索海萝工厂化养殖的适宜海萝藻
段长度,故以质量作为生产性产量衡量指标。
实验结果显示,海萝藻体采取从基部断开、藻体
切顶端部位或分叉处断裂出来的部位进行培养对其
质量增长影响不大,而小规格(0.5 cm)藻体的质量增
长速率小于大规格藻体(1 cm 以上)。实验采用的是人
工育苗培养的苗种,这些苗种比海区采集的同等规格
藻体纤细,在培养过程中易被其他杂藻附着,尤其是
0.5 cm 规格,因外形小,附着物不易被清洗干净而影
响其生长。所以,人工育苗的海萝最好培养到 0.5 cm
以上,再进行藻体悬浮养殖,可采用切藻体顶端部位
作为苗种,留下基部于附着器上继续生长。
3.2 不同培养密度和装置对海萝藻段生长的影响
在进行实验之前,作者曾尝试把海区采集的海萝
藻体培养于半透明顶棚下的方形水泥池(3 m×3 m)
中,然而无论充气量多大都无法使大部分藻体悬浮。
培养 4 d 后,藻体逐渐腐烂死亡,出现负增长。表明
水池不适合离体海萝藻体的工厂化养殖,必须寻找更
合适的容器。这是进行不同培养装置对海萝生长影响
实验的原因。
实验中的方形蓝色水槽,相当于小型水泥池,因
高度较矮,接受光照充分且有小部分藻体能悬浮,所
以藻体略有生长,但与透明的塑料薄膜袋和亚克力筒
相比,其效果较差。海萝藻体在塑料薄膜袋与亚克力
筒中主体上呈悬浮状态,充分利用阳光,生长速度快;
因为这两种容器培养的藻体生长差异不显著,且透明
塑料薄膜袋柱状培养装置的成本远远低于亚克力筒,
故将透明塑料薄膜袋柱状培养装置作为海萝藻体进
行工厂化培养装置较为合适。实验结果显示,柱状培
养装置的直径对藻体的生长影响不明显,从提高工作
效率及充分利用场地的角度出发,塑料薄膜袋的直径
可增加到 50 cm 左右。采用透明塑料薄膜袋培养装置
进行海萝属藻类工厂化养殖的方法已获国家发明专
利授权(陈素文等,2014b)。
实验表明,海萝藻体培养密度为 0.5 g/L 时,其
生长速率达到最大,从提高单位水体产量的角度出
发,应该适当增加培养密度。藻体密度为 1 g/L 时,
其生长速率比 0.5 g/L 时的低,但却显著高于密度为
2、4 g/L 时的生长速率。因此,海萝藻体合适培养密
度范围为 0.5–1 g/L。
3.3 不同处理方式对藻体保存后成活率的影响
陈素文等(2012)对海萝属藻类种藻保存的研究
阐明了藻体风干到原鲜重的 1/4 时,孢子的保存效果
最好。存在于藻体中的孢子与藻体的存活密切相关,
112 渔 业 科 学 进 展 第 37 卷
即藻体保存得好,孢子也就保存好。所以,在进行实
验设计时,根据种藻保存实验的结果,把全部藻体都
风干为原鲜重的 1/4。
实验结果显示,经不同方式风干处理的海萝藻
体,达到相同重量(相同含水量)所需时间不同,其成
活率也不同。采用空调加风扇进行风干的海萝(D3)
所用时间最短(2 h),其成活率最高。刘洪亮等(2014)
在光照培养箱中进行干露对海萝光合活性的影响(控
温为 11℃),表明干露 72 h 的藻体(含水量为 5.9%)重
新浸入海水中 12 h 后可完全恢复光合活性,而干露
108 h 的(含水量为 3.2%)藻体完全不能恢复光合活
性。本研究中,保存 3 d 后重新浸入海水的各组海萝
(D1,D2 和 D3),实际的干露时间已为 150 h,但 D3
组的最高成活率仍可达 95%以上,这可能与不同保存
温度及含水量有关。尽管没有进行 D 组藻体含水量
的测算,但从藻体质量减少为原鲜重 1/4 可估算含水
量比刘洪亮等(2014)实验中干露 108 h 的多。此外,
刘洪亮实验中的海萝干露时都处于 11℃,而实验中
的 D3 组处于 18℃的时间为 2 h (最短),其余的 148 h 都
是在 4℃以下进行保存的,D1 组的则处于 18℃的时间
78 h,处于 4℃以下的时间为 72 h。显然藻体的含水量
影响其成活率,而在干露状态下,温度越低,成活率
越高。
有关种藻冷冻保存的报道表明,孢子的保存效果
符合细胞在冷冻后的活性随着时间的延长而降低,随着
冷冻温度的降低而提高的原理(陈素文等, 2012; Taylor
et al, 1999)。本研究中藻体的保存也符合这一原理。
参 考 文 献
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(编辑 马璀艳)
第 3 期 陈素文等: 海萝(Gloiopeltis furcata)藻体保存和容器内的培养方法 113
Studies on Culture and Storage of Gloiopeltis furcata Thalli
CHEN Suwen, GUO Yongjian, LI Junwei, XIE Xiaoyong, ZHU Changbo①
(Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture, South China Sea
Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300)
Abstract Three experiments were conducted in this study to explore proper on-land culture
conditions for Gloiopeltis furcata thalli. In the first experiment vegetable fragments with different sizes
(0.5cm, 1cm, and 1.5cm) and cut parts (cut from base, top, and fork) were incubated in lab for 60 days. In
the second experiment G. furcata thalli were incubated in different containers (square tank, acrylic
cylinder, and plastic membrane cylinder), and with different densities (0.5 g/L, 1 g/L, 2 g/L, and 4 g/L). In
the third experiment G. furcata thalli dried in different ways (indoor wind, artificial climate incubation
chambers, air-conditioning and fan) were stored at different temperatures (4℃ and –18℃). We found that
with a certain size there was no significant difference in the growth between vegetable fragments from
various cut parts. Vegetable fragments with a length of 0.5 cm grew slower than those with other lengths
(1.0 cm and 1.5 cm, P<0.05). The SGR (specific growth rate) of G. furcata thalli was the lowest in the
square tank (P<0.05), and was decreased along with the increase in culture density (P<0.05). The survival
rate was higher in G. furcata thalli dried with air-conditioning and fan (P<0.05) and was 93.8% after
preserved at –18℃ for 6 months. However, the survival rate of all groups decreased to 0 in 1 month after
stored at 4℃. The results indicated that appropriate on-land culture conditions included reasonable size of
vegetable fragments (> 0.5 cm), density between 0.5 g/L and 1 g/L, and plastic membrane cylinder as the
container. Vegetable fragments for culture can be readily obtained if preserved at –18℃.
Key words Gloiopeltis furcata; Thalli; Size; Culture; Container; Storage
① Corresponding author: ZHU Changbo, E-mail: changbo@ecowin.org