全 文 ：　第 26卷　第 3期
2006 年 6 月
湛江海洋大学学报
Journal of Zhanjiang Ocean U niversity
Vol. 26 No. 3
Jun 2006
汞离子对细基江蓠孢子萌发和生长的影响
周银环 , 　唐月娣 , 　淮永丽 , 　黄海立 , 　赵素芬
(广东海洋大学水产学院 ,广东湛江 524025)
收稿日期:2005-11-21
第一作者:周银环(1969 -),女 ,学士 ,实验师 ,研究方向为生物饵料及藻类。
摘　要:研究了 4 种 Hg2+浓度对细基江蓠果孢子和四分孢子附着 、萌发和生长的影响。结果表明:与对照组相比 ,
Hg 2+抑制了果孢子附着却促进了四分孢子的附着 , 但 0. 0025 mg / L浓度与对照组的差异不显著(P>0. 05),各浓
度间差异显著(P<0. 05);Hg2+在实验浓度范围内(0. 0025 、 0. 0050、 0. 0075 、0. 0100 mg /L)影响了孢子的正常萌
发 ,使孢子不能正常分裂和生长 , 刺激了孢子脱落 ,并且使盘状体的形态发生变异;`H g2+不同浓度之间也存在显著
差异(P<0. 05),并且 Hg 2+浓度越高对孢子的萌发和生长影响越大。
关键词:细基江蓠;果孢子;四分孢子;萌发;生长;汞离子
中图分类号:S968. 43 +4 文献标识码:A 文章编号:1007 - 7995(2006)03 - 0036 - 05
Effect of Hg Ion on Spore Germination and Growth of Gracilaria tenuistipitata
ZHOU Yin-huan , 　TANG Yue-di , 　HUA I Yong-li , 　H UANG Hai-li , 　ZHAO Su-fen
(F isheries College , Guangdong Ocean Universi ty , Zhanj iang 524025 ,China)
Abstract:The ef fect of four concentrat ions of Hg2+ on at tachment , germination and g row th of
carpospore and tet raspore o f Graci laria tenuist ipi tata C. F. Chang et B. M. Xia w as studied. The
results show ed:compared w ith control g roups , Hg 2+ rest rained at tachment of carpospo re while
promoted at tachment of te traspore;But discrepancy w as insignif icant betw een 0. 0025 mg /L
groups and contro l g roups(P>0. 05)while that between different Hg2+concentrations w ere sig-
nificant(P <0. 05);Four concentrations of Hg2+affected germination and rest rained division and
grow th of spo re , and Hg2+ stimulated spo re fallout , then shape of plate spore w as i rregular;
The effect of different concentrations of Hg
2+
on spore had discrepancy(P<0. 05). The higher
concentrations of Hg2+were , the more significant ef fect o f Hg2 + on spore germination and grow th
w ould become.
Key words:Graci laria tenuist ipitata C. F . Chang et B. M . Xia;carpospo re;te traspo re;germina-
t ion;g row th;Hg2+
　　重金属污染已成为当今严重的环境污染问题之
一 ,汞是海洋环境中毒性较大的污染物 ,由于海洋污
染日趋严重 ,汞对海洋生物的毒害和影响越来越大 ,
许多学者做过相关的研究[ 1-4] ,但多限于对单胞藻和
水生动物的研究 ,Hg 2+对大型海藻影响方面的研究
较少 。细基江蓠(Graci laria tenuist ip itata C. F .
Chang et B. M. Xia)隶属于真红藻门 ,真红藻纲 ,杉
藻目 ,江蓠科 ,江蓠属 ,其含胶量达 30%以上 ,是水
产养殖中优质的饲料 ,也是制造琼胶和琼胶素的原
料之一[ 5] 。有学者研究了外部理化因子 、植物生长
激素 、微量元素 、营养盐对江蓠孢子萌发的影响[ 6] ,
而重金属离子对江蓠孢子影响的研究较少见。本文
报道了 Hg2+对细基江蓠的四分孢子及果孢子萌发
及生长的影响 ,以期为江蓠的采孢子育苗提供水质
方面资料 。
1　材料和方法
1. 1　材料来源和处理
本实验所用的细基江蓠均采自广东省湛江市特
呈岛里村庙附近海域 。对采回的江蓠进行挑选 ,选
取囊果多又没有放散的果孢子体以及成熟度好的四
分孢子体 ,去除表面的杂藻 ,用海水清洗表面的脏
物 ,最后用煮沸晾凉的海水清洗 2 ～ 3遍 ,将清洗好
的藻体作为放散孢子的实验材料。
Hg
2+采用的 HgCl2试剂为 AR级 ,由广州化学
试剂厂生产。按分析化学统一标准方法配制[ 7] ,先
配制成一定浓度的母液 ,然后参考文献[ 1 , 2 , 8] ,据
预备实验设置成以下实验浓度:0 、0. 002 5 、
0. 005 0 、0. 007 5 、0. 010 0 mg /L 。实验用海水 ,取
自湛江港附近海面 ,盐度 27 , pH =7. 9 ,经黑暗沉淀
→脱脂棉过滤→煮沸杀死水中其他的生物→自然降
温至室温→作为实验用水 。
1. 2　实验方法
将清洗好的两种藻体在室内光线较暗及通风条
件下阴干 4 ～ 5 h ,至藻体表面微皱即可 。然后将两
种藻体分别放入适量的消毒海水中放散孢子约 2
h ,四分孢子和果孢子各取份 5份样品 ,用血球计数
板计数 ,镜检其浓度达到要求后 ,去除藻体即得孢子
水。实验在 500 mL 的烧杯中进行 ,每个烧杯中放
入5块玻片(大小为 75 mm×25 mm)作为孢子的附
着基和用于观察记数(实验所用玻璃仪器均经
120℃干燥箱消毒处理),加入 250 mL 预制的各浓
度的 Hg2+溶液 ,每个烧杯中加入 150 mL 孢子水 ,
实验用的果孢子水和四分孢子水的浓度分别为 116
mL
-1 、144 mL-1 ,果孢子和四分孢子各设 1个对照组
和4个不同的Hg2+浓度梯度 ,各浓度组均为双样平
行实验 ,果孢子和四分孢子采用同样的方法同时进
行 ,实验重复 1次。实验期间不换水 ,由于采用不换
水的培养方式 ,实验的水体较小 ,水易蒸发 ,影响实
验的准确性 ,又考虑到 Hg2+对孢子萌发的影响 ,所
以本实验进行到孢子萌发的第 12天结束。
1. 3　实验条件
实验于 2005年 2 ～ 4月在室内进行 ,温度 23 ～
25℃,光照度 95. 2 ～ 507. 6 μmo l/(m2 s),盐度 27 ,
pH =7. 9 ,每天两次随机交换烧杯的位置 ,以减少光
照对实验的影响。
1. 4　检测方法
分别选取萌发第 1 、4 、9 、12天的孢子以及孢子
的萌发体 ,光学显微镜下观察孢子的萌发 、形态和测
量孢子的大小 ,用光学显微成像系统对孢子的形态
拍照。从平行组的每个烧杯中随机取两个玻片 ,每
个玻片随机测 10个孢子的长与宽;孢子及萌发体的
大小按(长+宽)/2计算;每个玻片观察 2 个视野 ,
计算各不同萌发时期的百分率 ,各个发育期的标准
参考文献[ 5] 。
1. 5　数据分析
用 SPSS11. 5软件对数据进行单因素方差分
析 ,若分析结果为有显著差异 ,再用 LSD法进行不
同处理间的多重比较。
2　结果和分析
2. 1　Hg 2+离子对孢子附着的影响
孢子从成熟的藻体放散到海水后 ,约 4 h 后附
着在基质上 ,即对附着在玻片上孢子记数 。由表 1
可见 ,不同水平的 Hg2+处理对果孢子和四分孢子
的附着都产生了影响 ,果孢子的附着密度比对照组
有不同程度的降低 ,而四分孢子的附着密度比对照
组却有不同程度的升高;果孢子的附着密度随着
Hg
2+浓度的增大而降低 ,四分孢子附着密度随着
Hg2+浓度的增大而增高;以上结果表明 Hg2+对果
孢子和四分孢子的附着产生了不同的效应 , 即
Hg2+抑制果孢子的附着但对四分孢子的附着起促
进作用 。单因素方差分析表明 , Hg2+浓度的不同显
著影响了两种孢子附着 , LSD 多重比较表明 ,果孢
子组中除了 0. 002 5浓度与对照组差异不显著外 ,
其余各 Hg 2+组与对照组之间都有显著差 , Hg2+组
间也有显著差异(P<0. 05);四分孢子组中的 0. 002
5与对照组之间的差异也不显著 ,其余各 Hg2+组与
对照组间差异显著 ,且 Hg 2+组间差异也显著(P <
0. 01)。
经过 12 d的萌发和生长 ,附着基上孢子及萌发
体均大量脱落 ,方差分析表明 , Hg2+对果孢子 、四分
孢子的脱落率影响显著(P<0. 01),各 Hg2+浓度组
的脱落率均比对照组高 ,且较高浓度组的脱落率比
较低浓度组大 ,组间的差异也是显著的(P<0. 05)。
37第 3 期　　　　　　　　　　　　　　　周银环等:汞离子对细基江蓠孢子萌发和生长的影响
表 1　H g2+对果孢子和四分孢子附着的影响
Tab. 1　Effect of Hg2+on attachment of carpospore and tetraspore
ρ(H g2+) /
(mg L-1)
第 1 天的附着密度 /cm-2
果孢子 四分孢子
第 12 天的脱落率 /%
果孢子 四分孢子
对照组 3 712±118a 5 547±267a 50. 901±1. 539a 56. 809±1. 539a
0. 002 5 3 776±172a 5 564±282a 65. 454±2. 107b 62. 657 ±1. 686b
0. 005 0 3 419±131b 6 308±291b 70. 364±1. 777c 68. 216 ±0. 793c
0. 007 5 3 119±173c 6 989±285c 74. 910±1. 761d 70. 554 ±1. 153c
0. 010 0 2 980±185c 7 461±309d 73. 100±1. 907cd 70. 374±1. 014c
F 37. 825 78. 042 82. 970 35. 960
P 0. 001 0. 000 0. 000 0. 000
　　注:同一列中具相同字母标记的值表示差异不显著(LSD多重比较 , P< 0. 05)。
2. 2　Hg 2+对孢子萌发和生长的影响
2. 2. 1　对孢子萌发的影响　表 2 、表 3 表明 ,孢子
附着后第 1 天 ,两种孢子的对照组 80%已分裂萌
发 ,而各 Hg2+处理组的萌发率都在 33%以下;实验
的第 4 、9天 ,4 个 Hg2+处理组中 ,果孢子和四分孢
子萌发率均低于对照组;到第 12天 ,各Hg2+浓度组
中 ,果孢子和四分孢子发育的盘状体比例比对照组
低得多。以上结果表明 ,各 Hg 2+浓度均抑制了两
种孢子的萌发。
对第 12天的萌发结果进行的单因素方差分析 ,
结果表明 ,果孢子 、四分孢子的各实验组间萌发率存
在显著差异(P<0. 01);LSD多重比较结果表明 ,果
孢子和四分孢子的各 Hg2+浓度组比对照组的萌发
率显著降低(P<0. 05);并且随着 Hg2+浓度的增大
对两种孢子萌发的抑制越明显 ,较高浓度和较低浓
度间抑制率也有显著差异(P<0. 01)。
表 2　 Hg2+对果孢子萌发的影响
Tab. 2　Effect of Hg2+ concentration on carpospore germination %
ρ(H g2+) /
(mg L-1)
第 1 天
一次和二次分裂
第 4 天
多细胞
第 9 天
多细胞和盘状体
第 12 天
盘状体
对照组 80. 200±3. 064 94. 760±3. 671 95. 304±3. 377 61. 440±3. 157a
0. 0025 32. 222±1. 138 36. 655±1. 148 83. 445±3. 649 19. 644±0. 852b
0. 0050 29. 515±0. 981 29. 723±1. 090 79. 861±3. 812 13. 414±0. 843c
0. 0075 31. 337±1. 150 24. 101±1. 216 70. 107±2. 564 9. 233±0. 991cd
0. 0100 30. 508±1. 262 25. 457±1. 363 58. 852±2. 356 6. 348±0. 993d
　　注:第 12 天的方差分析 F=213. 495 , P=0. 000;同一列中具相同字母标记的值表示差异不显著(LSD多重比较 , P<0. 05)。
表 3　Hg2+对四分孢子萌发的影响
Tab. 3　Ef fect of Hg2+ concentration on tetraspore germination %
ρ(H g2+) /
(mg L-1)
第 1 天
一次和二次分裂
第 4 天
多细胞
第 9 天
多细胞和盘状体
第 12 天
盘状体
对照组 80. 320±2. 961 98. 605±3. 318 96. 652±3. 417 58. 902±3. 389a
0. 0025 33. 011±1. 245 40. 744±1. 629 84. 055±3. 548 20. 488±1. 847b
0. 0050 28. 445±1. 178 35. 687±1. 194 80. 856±3. 234 15. 416±0. 980b
0. 0075 26. 654±1. 087 29. 706±1. 102 75. 478±2. 728 10. 806±1. 693bc
0. 0100 25. 268±1. 031 28. 663±1. 246 68. 392±2. 656 7. 611±0. 992cd
　　注:第 12 天的方差分析 F=165. 775 , P=0. 000;同一列中具相同字母标记的值表示差异不显著(LSD多重比较 , P<0. 05)
2. 2. 2 　Hg2+对孢子生长和大小的影响　图 1 、图 2
显示 ,第 1天由于孢子分裂的初期只是细胞个数的
增多 ,孢子大小并不改变 ,果孢子 、四分孢子各组之
间不存在显著差异(P >0. 05),各组果孢子大小在
24. 3 ～ 25. 6 μm 之间 ,四分孢子大小为 25. 4 ～ 26. 9
μm ,比果孢子略大。随着孢子的萌发和生长 , 各
38 湛 江 海 洋 大 学 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 26 卷　
Hg2+浓度与对照组相比 ,果孢子和四分孢子均比对
照组小 ,可见 , Hg 2+抑制了孢子的萌发 ,使孢子生长
缓慢 。
随着孢子分裂次数的增多 ,萌发的孢子也逐渐
生长 ,变大 ,但各 Hg2+浓度组的果孢子和四分孢子
的萌发体都比对照组小 ,方差分析显示差异显著(P
<0. 05),且在各 Hg2+浓度组间 ,孢子的大小也存在
差异(P<0. 05),较高浓度的 0. 0075和 0. 0100组比
较低浓度的 0. 0025和 0. 0050组抑制作用明显。
图 1　不同浓度的 Hg 2+对果孢子大小的影响
Fig. 1　Effect o f different concentration of H g2+ on size
o f carpospo re
图 2　不同浓度的 H g2+对四分孢子大小的影响
Fig. 2　Effect o f different concentration of H g2+ on size
o f tetra spor e
2. 3　Hg2+离子对孢子形态的影响
图 3-a正常发育 12 d 的孢子 ,果孢子和四分孢
子的形态相同 ,此时孢子已萌发成盘状体 ,呈圆形或
近圆形 ,细胞分裂正常 ,排列比较规则;而含 Hg2+
的海水中培养的孢子形态发生了多种改变 ,形状变
得不规则(图 3-b , c , d),分裂的小细胞间界线不明
显 ,大小不一 ,有孢子的突出部分透明 ,无原生质体。
不同浓度的+Hg2+对果孢子和四分孢子都有致畸
效应 ,说明 Hg 2+在实验浓度范围内会影响果孢子
和四分孢子的正常发育和形态。
a ,正常形态孢子;b ,形状不规则孢子Ⅰ ;c ,形状不
规则孢子Ⅱ;d,形状不规则孢子 Ⅲ
图 3　孢子形态
Fig. 3　Spo re shape
3　讨　论
在水生生态环境中 ,Hg 2+是毒性很大的金属离
子 ,可对水生植物的生长 、生理活动和植物组织起抑
制和致畸作用[ 8] 。本实验表明 , Hg2+对细基江蓠的
果孢子和四分孢子的萌发和生长以及形态也产生了
负面效应。
3. 1　Hg 2+对孢子形态的影响
潘瑞炽等[ 10] 指出 , Hg2+使植物细胞光合作用
39第 3 期　　　　　　　　　　　　　　　周银环等:汞离子对细基江蓠孢子萌发和生长的影响
和呼吸作用下降;水体中的 Hg 2+经由细胞结合 、吸
收可以在生物体内累积 ,干扰细胞的有丝分裂[ 11] 。
因此 , Hg2+可损害孢子的细胞器 ,使江蓠孢子不能
进行正常生理活动 ,孢子不能正常分裂 ,果孢子和四
分孢子不能正常萌发 ,孢子的生长比对照组延缓和
滞后 。在光学显微镜下 ,不正常孢子色素体颜色变
淡 ,细胞壁破碎甚至分解 ,最终死亡脱落;水体中的
Hg
2+可被孢子细胞壁吸附 ,并与细胞壁活性成分结
合 ,引起细胞变形。这样 ,孢子萌发体形态发生畸变
而不能正常萌发 ,这与潘进芬[ 12] 的报道一致。
3. 2　Hg2+对孢子附着和生长的影响
孢子由成熟藻体放散出来 ,需经附着和萌发生
长阶段 。首先在悬浮状态的孢子附着的过程中 ,
Hg
2+抑制了果孢子的附着 ,却促进了四分孢子的附
着。虽然果孢子和四分孢子的形态 、萌发和生长过
程相似 ,但这一点说明了两者生理特性的差异 。到
实验结束时 ,与初始附着密度相比 ,两种孢子都有不
同程度的脱落 ,且各实验组的脱落率比对照组高 ,这
说明 Hg 2+刺激了孢子的脱落;在孢子萌发生长过
程中 ,由于 Hg 2+抑制了孢子的分裂 ,孢子的分裂延
缓 ,分裂次数亦比对照组少 ,孢子不能正常生长 ,因
而各 Hg 2+浓度组孢子及其萌发体的生长比对照组
要慢 。孢子经过 12 d的培育 ,在对照组中 ,果孢子
盘状体的大小在 56 μm左右 ,四分孢子为 49 μm 左
右 ,可见果孢子比四分孢子萌发 、生长快 ,这与曾呈
奎等[ 5] 的报道是一致的 。其原因有以下几方面:一
是两种孢子本身的生长特性存在差异 ,二是可能由
于 Hg2+对果孢子和四分孢子生长的抑制作用不
同 ,三是由于四分孢子的附着密度一直比果孢子大 ,
其营养盐 、生存空间等的竞争比果孢子激烈 ,因此其
萌发生长比果孢子慢 。
4　小　结
研究结果表明 ,在 4种 Hg2+浓度中 , 0. 002 5
mg /L 这一浓度对孢子附着无显著影响 ,但对孢子
脱落影响显著 ,其他 3 种浓度对孢子附着和脱落都
有显著影响;各 Hg2+浓度对孢子萌发和生长都起
了抑制作用 ,虽然有些浓度之间差异不显著 ,但总的
来讲 ,较高浓度(0. 007 5 和 0. 010 0 mg /L)抑制作
用比较低浓度(0. 002 5和 0. 005 0 mg /L)显著 。本
实验所采用的 Hg2实验浓度都高于国家的渔业水质
标准[ 7] ,因而它对江蓠孢子所产生的负面效应也是
肯定的 。
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