全 文 ：福 建 水 产 1 987年
顶群藻切段离体培养的研究
陈昌生 章景荣
(厦门水产学院 )
前 ~」 ~ ~. ~一 ~一口
在高等植 街的组织 和细胞培养取得飞速发展之后 , 海藻组织和细胞的培养也取得了
一定的进展 。 国外 , S a g a ( 1 9 7 7 ) 对海带的不同部位进行切段再生 的研究 。 S a g a( 1 9 7 7)
用鹿角菜的假根 切段 , 径类胚体阶段 , 分化出象母体一样的叶状 体 ; M i s a m a ( 1 9 7 7 )
成功地从江篱 、 石花菜的外植体中培养出类愈伤组织 , 通过扩大培养 , 作 为提取琼脂的
原料 ; C h e拼 “ 〕 ( 1 9 7 8) 对角叉菜的髓部组织进行培养等 。 在我国 , 方宗熙 〔 ` “ ( 19 8 2 )
以海带和裙带菜泡子体切段为材料 , 作了体细胞全能性研究 。 王素 娟 等 , . 少 ( 1 9 8 5 ) 用
细弱红翎菜的髓部组织培养出完整的植株 。 章景荣等〔 6 〕 ( 1 9 8 5) 进行了苔状鸭毛 藻 的
不同细胞的再生和形态发生的研究 。 房历生等 二1 〕 ( 1 9 8 5 ) 进行 了娱蛤藻离体培养 的 观
察等等 。 近儿年来 , 我们 曾设想先就厦门常见 的红藻 , 从形态构造比较简单的藻体到形
态构造比较复杂的藻体 , 从小型藻体到大型藻体对海藻细胞的全能性以及不同组织的分
化 、 再生方式 、 特点等进行系统的培养和观察 , 然后进行分析和比较 , 了解是否有其一
定的规律性 , , 为海藻的遗传育种提供一点理论依据及探讨在生产上有无利用的价值 。
顶群藻 ( A cr os 。 , l’u 二 ye 耐 :c’ Y a m ad a) 是生长在低潮带岩石或中潮带的水洼中 , 形
态构造比较简单 , 藻体由方形或亚方形细胞组成 , 用这种藻体进行切段培养 , 有利于观
察细胞的再生方式 , 形态发生 以及极性等等 。 现将结果报道如下 。
材 料 与 方 法
试验材料于 84 年 2 月 、 3 月 2 次采集于厦 门鼓 浪屿潮间带水洼中 。 采来的材料事先
经过挑选和处理 , 选择 色泽鲜艳 、 无附着物 、 幼嫩的小藻体 。 用消毒的海水反复洗刷 ,
去 除表面的沉积物 , 接着用消毒过的刀片对藻体进行切段 。
1
。 不同部位的切段
( 1 ) 顶端组 : 切下含有藻体顶端的一段 , 长为 2 . s m m , 共 15 段 。
( 2 ) 中部组 : 切下藻体中央的一段 , 长为 2 . s m m , 共 15 段 。
( 3 ) 基部组 : 切下含有藻体基部的一段知 长为 2 . s m m , 共 1 5段 。
( 4 ) 纵切组 : 在藻体的纵方向 , 切下长为 10 m m , 宽为 2 . s m m 的小段 (长的 一边
为纵切边 ) 共 15 段 。
第 1期 陈昌生等 : 顶群藻切段离体培养的研究
以上各组分别置于培养液中 , 在室内常温 、 自然光下培养 。
2
。 不同光照组的试验
光照强度 分为 5 0 o I J u : 、 1 5。。L u x 和 2 5 0 0 L u x 三组 。 每组均用中部组的切段 15 段来
培养 , 培养液为自然海水 , 比重 1 . 0 2 0 , 过滤 、 加热到 80 一 90 ℃ , 然后 加 入 l o p p m 的
N O : 一 N , 1 P m 的 P O ; 兰一 P和 1 P m 的 E D T A一 N a , , 用 日光灯作为光源 , 每天照
光 10 小时 , 在常温下培养 。 培养液每二周更换一次 , 每 5 天检查一次 。 1 9 8 4年 2 月进行
第 1 次试验 , 3 月进行了重复试验 , 结果基本一致 。
结 果
1
。 不同部位切段的离体培养
( 1 ) 项端组 : 培养 5 天后 , 切断面长满一排小细胞 , 大小为 2。件m (图 版 工 , 1) ,
细胞内含有许多颗粒状物质 。 1 周以后 , 小细胞又继续生戈 形成了长为 32 川。 , 宽 为
12 泌 1n 的圆往形 细胞 (图版 工 , 2 ) , 这些细胞接着不断分裂 , 形成小芽 (图版 工 , 3 ;
图版 五 , 1 ) , 小芽随着细胞分裂数目的增加而增大 , 渐渐形成新的叶片。 但是 , 藻体
被切断 以后 , 小段的原有长度 , 宽度没有明显增长 , 而断面上细胞的增生和小芽的 增
却很快 。 切段的原有边缘也可长出新的小芽 ( 图版 五 , 2 ) 。
图 版 工
。 顶群藻切 段 滋半 面上长出一排小红}施 二欠 飞5 0 )
. 切断的段面上长 出小芽 ( x 1 5 o )
。 切段 鹉 晰而上 ` 只
切段的断面上 亡_ ,忍匕形 戈根 根
洲胞 了 x 〕 5 0 )
( x 劣; )
福 建 水 产 1 98 7年
( 2 )中部组 : 有 2 个切断面 , 即靠近顶端的上断面和靠近基部的下断面 。 切断面
在 5一 7 天内蟾生一排小细胞 , 包围整个切断面 , 超着愈合 切断面 “ 伤口 ” 的作用 。 接
着 , 新增生的细胞又逐渐拉长 、 分裂 、 形成小芽 , 继而 长成新叶片 。 切段的中央细胞分
裂也很旺盛 , 细胞向外突 出 , 形成小芽 , 致使整个切段发生 卷 曲 (图 版 亚 , 3 ) 。 此
外 , 有的小段 , 在断面上长出颜色较淡的亚铃万细胞 , 这种细胞继续拉长形成假根 ( 图
版 工 , 4 ) 。 上 、 下 可断面都有这种现 象 , 没有存在明显的淤性 。
图 版 亚
1 。 切段的断面上 细胞不断分裂长成小芽 ( x 3豹
2
。 切段的原有边缘长 出新的小芽 ( x 1 5 o )
,
。 切段的 细泡分裂 服落 , 致 吏堪 卜毋 变 之尘 侍阳 ( K t沁 )
第 1 期 陈昌生等 :顶群藻切段离体培养的研究
(3 ) 基部组 :上断面宽 、 下断面窄 。 离体培养 5 天 以后 , 上断面长出大小为 28 一
35 林 m 的圆形小细胞 (图版 班 , 2 ) , 而下断面却长 出细长的细 胞 (图 版 l , 3 ) , 长
为90 一 1 20 m , 宽为 18 一 20 件 m , 颜色比较淡 。 细胞继续拉长 , 形成假根 。
( 4 ) 纵切 组 : 从纵切的断面来看 , 离体培养 5一 7 天以后 , 也在切断面上长出一
排细胞 , 但这些细胞的形状和顶端组 , 中部组新增生的细胞不 同 , 比较长 , 大多是不规
则的 , 有的呈乳头状突起 , 有的为多角形 ( 图版皿 , 1 ) , 乳头状突出部位 , 色素含量
多 、 色深 。 然后 , 细胞就从乳头状突出的那一部分进行二分裂 。 但是没有观察到纵切断
面上新增生的细胞形成小芽 。
图 版 l
1
。 切段纵切 组的断面上长 出乳头状或多角形的细胞 ( x 3办
2
。 切段 基部组上端长 小圆形细胞下端长假根 ( X 35 )
3 。 切段 基部组下端长假根的初期形状 ( x l 5o )
2
。 不同光照组离体培养的结果
( 1 ) 和心L u x组 : 切段生长正常 , 细胞没有发黄死亡 , 5 天后 , 在切口处长 出 小
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细胞 , 然后继续分裂 , 形成小芽 , 其数目和大小如表 1 所示 。
2
.
15 0 L
u x 组 : 在离体培养初期 , 切段藻体颜色略有褪一点 , 但培养一周后 , 藻
体颜色恢复正常 , 增生小细胞长出小芽 。 随着培养时间的延长 , 小芽的生长速度加快 ,
小芽的数目和大小渐渐超过 50 0 L u x 组 。
3
.
25 o 0 L
u x 组 : 在离体培养 5 天后 , 切段的局部细胞发黄 , 有的死亡 。 培养 10 天
以后 , 细胞颜色渐渐加深 。 待适应了强光 以后 , 切断面上的细胞才开始增生 , 所以形成
小芽的时间比较晚 。 小芽 的长度较小 , 生长慢 。 详细结果如表 1 所示 。
表 1 不同光照组的切段离体培养比较表 (单位 : L u x 、 m 二 、 个 )
培养时间 组 别 再 生 小 芽 切 段 颜 色 和 其 它
长 宽 数 目
5 天 5 0 0 0 0 0 紫红 色 , 切 口再生细胞多
1 5 0 0 0 0 0 颜色略褪淡 , 切 口再生细胞较多
2 5 0 0 0 0 0 有点发黄 , 局 部细胞死亡
一
1 0天 5 0 0 0 。 1 0 。 0 5 0 。 7 紫红 色 , 再生小 芽生长较快
1 5 0 0 0
。
0 6 0
。
0 3 6 O
。
3 紫红色 , 增生小细胞开始形成小芽
2 5 0 0 0 0 0 切段颜色渐渐变深 , 但尚未形成小芽突起
2 0天 5 0 0 0 。 3 8 0 。 0 9 】 。 . 。 紫红色
1 5 0 0 O
。
5 0
。
0 8 1
。
0 紫红色 , 小芽生长速度加快 , 超过 5 0 L u 二组
2 5 0 0 0
。
1 0
。
0 4 0
。
2 紫红色 , 开始形成小芽 。
3 0天 5 0 0 0 。 6 5 0 。 1 0
{
:
.
1 紫红色 , 小芽的生长速度不如 1 5。。 L u x 组 。
1 5 0 0 0
。
8 0 0
。
2 4 1
。
4 紫红色 , 小芽的生长较快 。
2 5 0 0 0
。
2 0 0
。
0 5 0
。
4 紫红色 , 小芽生长慢 , 数量少 。
4 0天 5 0 0 0 。 7 8 0 。 1 7 1。 3 紫红色
1 5 0 0 0
。
9 5 0
。
2 1 1
。
7 紫红 色 , 小芽最长 , 数目最多 。
2 5 0 0 0
。
2 9 0
。
0 7 0
.
5 紫红色 , 小芽的长度和数量增 一长不明显
注 : 再生小芽的大小 、 数目均为平均值
讨 论
1
. 不 同的光照强度对离体再生有一定的影响 。 小切段在弱光下能较快地适应新环
第 1期 陈昌生等 :顶群藻切段离体培养的研究
境 , 细胞不但没有发黄死亡 , 反而在短短的 5 天内 , 在切口 处迅速增生一排细胞 , 以保
护切口免受外界因素的影响 。 从再生的小芽大小 、 数目来看 , 培养前期 , 光 强 5 0 L u x
组的超过光强 1 5OO L u x 组和 2 5 0 o L : x 组的 。 但是到了后期 , 由于光线弱 , 不能满足细胞
进行光合作用的需要 , 小芽 的生长较慢 。 15 0 L u x 组在刚刚培养的 2一 3 天内 , 切段藻
体的颜色略褪一点 , 但没有发黄死亡 。 培养 5一 6 天以后 , 颜色渐渐变深 , 也开始形成
小芽。 随后 , 小芽的大小 、 数 目增长渐渐加快 , 并赶上和超过 50 0 L u x 组 的。 2 5 0 0 L u x
组的离体切段 , 由于受到强光刺激 , 使有些细胞无法适应 , 生长受到抑制 , 而且有的细
胞色素体发生分解和破坏 , 局部细胞死亡 。 即使在强光下得以生存的细胞 , 生 长 也 较
慢 , 再生芽出现 的比较晚 , 数 目也少 。 这一点和顶群藻喜生在光线较弱的地方 , 不适应
强光的自然状况是一致的 。 从这里可以看出弱光对受到机械损伤和进行离体培养的切段
的恢复和生长是有利的 。 在 50 0一 15 0 L u x 这一光强范围内 , 随着光强的增大 , 小 芽 的
生长速度加快 。
2
. 从不同部位离体切段的生长方式来看 , 顶端组和中部组的切断面生产小芽的方
式是相同的 。 它们都是在切口 处长出小细胞 , 这些小细胞不断分裂 , 单独形成小芽 。 但并
不是切断面新增生的小细胞全部都能形成小芽 。 仅仅是一些原生质丰满 、 色素浓的细胞
才进行分裂形成小芽 , 而一部分新增生的细胞没有继续分裂 , 只是包围着机械损伤的切
断 口 , 起着愈合 “ 伤口 ” 和保护的作用 。 基部组上 、 下两断面的细胞生长方式不 同 。 上
断面长小芽 , 下断面长假根 。 从这里可以看出基部组的下断面细胞是起着长假根和附着
的作用 。
3
。 藻体被切断进行离体培养时 , 其生长方式有所改变 。 在离体培养过程中 , 小段
的原有长度和宽度没有明显增长 。 生长最旺盛的地方是在切段的切口处 (断面上 ) , 切
口处细胞迅速增生 , 形成小芽 , 且生 长快 。 这就是说 : 切段离体培养是会促进细胞的生
长 。
参 考 文 献
〔 1 ) 中国科学院上海植物生理研究所细胞室 , 1 9 7 8 。 植物组织和细胞培养 。 上海科学出版 社 。
〔 2 〕 王素娟 、 章景荣 , 1 9 5 1 。 多管藻 P o l y P h o n i a u r e e o l a t a 切段再生的研究 。 厦门水产学院
学报 , ( i ) : 9 0一 9 9。
〔 3 〕 张坤诚 , 1 9 7 9 。 海藻组织和细胞培养进展 。 海洋科学 , ( 4 ) : 4 1一 4 60
( 4 〕 方宗熙等 , 1 9 8 2 。 海带和裙带菜组织培养的初步观察 。 科学通报 , 27 ( 1 1 ) : 69 0一 6 9 1 。
〔 5 〕 王素娟 、 徐志东 、 陈昌生 , 1 9 8 5 。 细弱红翎菜 S ol ie r ia m ol il s 髓部组织培养与切段再生 .
海洋渔业 , ( ` ) : 1 5 5一 1 5 9 。
〔 6 〕 章景荣 、 陈昌生 , 1 9 5 5 。 苔状鸭毛藻 S y m p h y o e l a d i a o a r e h a n t i o i d e s切段再生的研究 。
厦 门水产学院学报 , 5 ( 2 ) : i 一 6 。
〔 7 〕 房历生 、 肖培华 , 1 9 8 5 。 娱蛤藻离体培养的初步观察。 海洋科学 , 9 ( 1 ) : 52 一 540
〔 s 〕 C h e n , L 。 C . M 。 a n d T a y l o r , A . R 。 A 。 , 1 9 7 7 。 M e b u l l a r y t i s s u e e u l t u r e
o f t h e r e d a l g e e h o n d r u s e a n a d i a n j o 住 r n a l o f B o t a n 了 , 5 6 ( 7 ) : 8 83一 8 8 6 .