全 文 ：海 洋 湖 沼 通 报
19 9 8年 T a n rsa eti o n o s fO ea n o el o gy a n d Li m n o l o gy 沁 2
干燥胁迫对几种单胞藻的影响
赵 素 达
( 青岛教育学院生化系 )
摘
研究 了三种单胞藻 ( 新 月芝形藻 、 盐藻和 小球藻 )脱 离海水后在室内晾干不同时
间时其生 长的影响 , 结果表明 , 晾干 h3 , 又寸盐藻和小球藻影响不 大 , 晾干 6一 g h,
失水超过 50 % 复水 后 , 盐藻就停止生长 , 小球藻就逐渐死亡 。 新 月菱形藻和两 种绿
藻有很 大不同 , 晾干 h3 对其生 长有促进作用 , 晾干 6一 g h 对其生 长有轻微抑制作用 ;
室 内自然 光下 晾干比暗 中晾干 有较大的损害 。 三种藻对干燥胁迫的衬受力不 同 , 新
月菱形藻最大 , 其次是盐藻 , 小球 藻最低 。
关键词 : 新月菱形 藻 盆藻 小球藻 脱水干燥
前 言
潮间带是一些藻类生活的良好环境 , 然而随着涨潮和落潮的变化 , 生活在这里的藻类不
得不周期性的脱水干燥 , 受到干燥胁迫 。 为了解这种胁迫对海藻的影响 , 多年来一些学者以
大型海藻为对象做了不少研究 。 有些人研究不同藻露出后的失水速率 〔1 、 2 、 3 、 4〕 , 有些人 研 究
干燥胁迫对生长的影响〔 5 、 6 、 4〕 , 也有人研究失水后细胞结构的变化〔 7 〕 , 更多的人研究 了失
水再复水后光合作用的变化〔 8 、 9 、 1 0 、 1 1 , ’ 2 、 1 3 、 ’ 4 、 1 5 、 16 、 17 、 4 〕 。 近年来随着人们对环境科学 , 生
态学和水产养殖业的重视 , 有关单胞藻生理生态的研究也更加受到关注 。 为从理论上了解干
燥胁迫对单胞藻的影响和单胞藻对脱水干燥的耐受力 , 本文研究了干燥胁迫对新月菱形藻 、
盐藻和小球藻的影 响 。
材 料 和 方 法
1
。 材 料 :
所用藻种是新月菱形藻 iN t: ; c h i a C IO s t e r 坛。 , 盐藻D “ m a l i e l l eT o d o r e s c o 及小球藻 C h l -
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·
, 藻种由青岛海洋大学生命学院提供 。 藻种拿回后分别放入 5 0 m l 三角瓶中培养 ,
所用的海水是经过过滤煮沸的天然海水 , 在培养中 , 加入适量的营养盐 , 待生长到一定浓度
后用于以下实验 。
DOI : 10. 13984 /j . cnki . cn37 -1141. 1998. 02. 005
海 洋 湖 沼 通 报 1 9 9 8年一一
2
。 实验方法 :
1) 材料处理 : 本实验进行自96 年7月份 。 上述藻种在室温 、 光强40 0 L x ( 白色日光灯 ) ,
光照时间 L : D 二 1:4 10 条件下培养三周后 , 用离心机低速离心 ( 1 0 0转 /分 ) 5分钟去除沉淀在
下面的藻类尸体等杂质 , 再取上清液高速离心 ( 4 0 0 0转 /分 ) 10 分钟 , 倒掉上清液 ( 内含 微 生
物 ) , 再把底部的沉淀藻块用消毒海水溶解后收集在离心管中 , 再高速离心 10 分钟 , 洗涤一
次 , 倒去上清液 , 取出沉淀 (藻块 )备用 。
2) 干燥方法 : 先粗略地用扭力天平测定藻块的重量 , 然后用分析天平把藻块平均 分 成
若干份 , 其中一份作为对照 , 一份作为测定不同干燥时间藻块的重量或失水量 , 以观察其含
水量的变化 , 其余分别按照 3 h 、 6 h 、 g h 、 1 2 h 的时间进行干燥 。 干燥又分为两种方法 : 一是
室内自然光下干燥 , 一是暗 中干燥 。
3) 复水实验 : 把上述藻块干燥到规定 时问后 , 立刻加 1 0 m l消 毒 海 水复水 , 之后放于
5 0 ml 三角瓶中培养 (培养条件同 _ L )观察 。
4 ) 测定方法 :
A
、 恢复状况判断 : 从微藻复水后侮天一次用 72 1分光光度计测定藻液的 O D 值 ,每次测
定前先把藻液充分摇匀 , 连续测定 5一 6 d , 以各组的 O D 值能达到对照水平为标准 , 作为完全
恢复正常 。
B
、 生长速率测定 : 为了得到准确的结果 , 在正式测定前用 7 21 型分 光 光 度 计 从 波长
4 。。 n m一 7 o o n m , 每间隔 1 0n m 测一次 O D 值 , 找出每种藻的吸收峰 。 新月菱形藻的吸收峰是
4 4 0 n m
, 盐藻和小球藻的吸收峰是 4 3 0n m 。 然后 以其吸收峰的波长 , 作为测定每种 藻 O D的
波长 。 最后 以 O D值大小作为微藻生长的指标 。
结 果 和 讨 论
1
。 不同晾千时间盐藻和新月菱形藻的失水率
在室温条件下对盐藻和新月菱形藻分别进行室内自然光和暗 中晾干 3 h 、 6 h 、 h9 和 1h2 ,
结果表明 , 在同一晾干时间 , 同样条件下 , 两种藻的失水率明显不 同 , 光下晾干 3 h ,盐藻失
水达 60 % 以上 , 而菱形藻失水不到 30 % ; 暗中晾干 h3 , 盐藻失水 40 % 以上 ,菱形藻失水低于
40 %
, 以上说 明新月菱形藻的保水力大于盐藻 。 此外 , 同一种藻在光下和暗中的失水率不 同 ,
两种藻均是在光 下失水较快 , 在暗中失水较慢 , 从图 1可看出 , 晾干 6一 12 h , 两种藻在光下
和暗中失水的差异 达 20 % 左右 。 cS h on b e c k & N or ot n 〔3〕认为失水率和细胞壁厚 度及粘液
的含量有关 。 新月菱形藻保水力大于盐萍的以因可能和两者的细胞结构及其内含 物 不 同 有
关 。 可能新月菱形藻的粘性较大 , 细胞 内可济性有机物较多 , 盐藻的粘性较低 , 细胞内可溶
性有机物较少 , 使得前者水势较低 , 后者水势较高 , 从而使两者保水力不同 。
2
。 盐藻晾千复水后不同时间的 O D 值
由于单胞藻的细胞密度和光密度 ( O D )正相关 , 因而本文用 O D值表示细胞的相对密度 。
通过实验表明, 短时间晾干 ( 3 h以内 )对盐藻的生长影响不大 , 晾干 6一 g h复水后 ,生长速度明
2 期 干燥胁迫对几种单胞藻的影响 2 5
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图 1
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不同时间晾千 , 盐藻和新月菱形藻 的失水率
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N i t z s e h f a C lo s t e r i u 爪 u n d o r d i f f e r e n t d o s i e c a t i o n d 、 l r a t i o n ,
显减慢 , 在复水 1 d2 后的细胞密度和刚复水时相比变化不大 (图 2 ) 。 和图 1 失水率相比较 ,
盐藻光下干燥 h3 , 失水低于 50 % , 干燥 h6 , 失水超过 50 % 。 可知 ` 盐藻失水达 50 %就难 以恢
复到正常状况 , 就会受到较大的损害 。 K ar m o r ( 13 )认为 , 一些微藻失水超过 60 一 70 % , 对
生长就有明显的抑制作用 。 其主要原 因是细胞原生质变浓 , 流功性减弱 , 粘性增加 , 而在复
水后又迅速吸水膨胀 , 原生质体破坏 , 从而导致细胞死亡 。
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复水天数
图 2 盐藻黑暗晾干复水后不同时间的 O D值变化
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3
。 小球藻室内黑暗晾干复水居不同时间的O D 值变化
图 3 是小球藻在室内暗中晾干不同时间复水后的实验结呆 , 从图中可以看出 , 小球藻室
内暗中晾干 3 h , 对其影 响不大 , 这和盐藻 ( 图 2 )是一致的 , 说 明绿 藻短时间脱离其 水 生 环
境 , 复水后仍能正常生活 。 但较 长时问的二{几燥 (超过 6 h ) , 两种绿藻出现了明显的差异 , 盐藻
报2 ` 海 徉 侧 招 通 狠 1 9 9 8年
晾干6一 g h 复水后培养1 2 d, 细胞密度基本 保 持 不
变 , 而小球藻晾干 6 h , 培养 6 d 细胞密度就明显减
少 , 晾干 g h复水后 , 细胞密度在第 3 d 就明显减少 ,
且随着时间的延长 , 减少的幅度越来越大 。 说明晾
干 g h , 小球藻已经死亡 。
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图 3 小球藻室内暗中晾干复水后
不同时间的 O D值变化
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t i m e i n t e r v a l s
4
。 新月葵形燕燕 . 千澡后盆 水 不 同 时 间 的
O D值变化
新月菱形藻室内暗中晾干 3一 h9 , 复 水 后 O D
值的变化和 以上两种绿藻有很大不同 。 晾干 3 h复水
后除第 l d O D值低于对照组外 , 第2到第 g d 0 D 值均
高于对照组 , 说明新月菱形藻暗中晾干 3 h对生长有
促进作用 。 晾干 6h复水后 , 培养 1一 d9 , O D 值 均
低于对照组 ,但也随着培养时间的增加O D值逐渐增
加 , 且 O D值的增加和对照组成平行关系, 说 明除
晾干过程中 , 细胞稍有损失外 , 复水后其生长速率
和对照组基本保持一致 , 晾干 g h , 复水后培养 6 d内 ,
细胞数有所减少 , 直到第 7 d O D值才有所 增加 , 说
明此时已开始恢复生长 (图 4 ) 。 菱形藻 短 时 间 暗
中晾干促进生长的原因 , 可能是由于晾干增加了细
胞的透性 , 从而增加了光合作用和呼吸 作 用〔 9 〕 ,
D r in g & B r o w n认为当海藻失水 10 一 20 %时光合作用出现峰值 , 这种现象可归因于增加 了
C O Z的渗透率 。
5
. 新月夔形藻室内自然光下晾千复水后不同时间的O D值
为比较不同条件下晾干对新月菱形藻生长的影响 , 作者又研究了新月菱形藻室内自然光
下晾干不同时间复水后不同时间 O D值的变化 , 结果表明在室内自然光下晾干比暗中晾 干 对
菱形藻有较大的损害 。 晾干 3 h对生长就有抑制作用 , 并且随着晾干时间的延长 , 对生 长的
抑制越来越大 。 但复水培养 s d内各组的细胞数均有不同程度的增加 , 培养 s d后 , 晾 干 g h
和 1 2 h组细胞数迅速减少 ( 图 5 ) , 说明这两组培养 s d后细胞开始死亡 。 光下晾干 比暗中晾干
对生长抑制较大的原 因是 由于在光下失水较多 (图 1 ) , B e r & E hs el 〔 1 2〕研究证 明 : 石 药
失水少于 20 %不影响光合作用 , 失水35 %光合作用仍为正值 , 但失去水过多光合作用就出现
负值 。 光合作用出现负值的原因 , B e o r & E hs le 认为是影响了电子传递 , 如 失 水超 过 60 一
7 5 %
, 电子在水光解到光系统 l ( P S I )的传递就停止 , 因此光合作用停止 。
2期 干燥胁迫对几种单胞藻的影响
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复水天数
图 4 新月菱形藻暗中晾干复水后
不同时间的O D 值
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3 21
公水天数
图 5 新月菱形藻室内自然光下晾千
复水后不同时间的O D值
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结 论
1
.盐藻和菱形藻在不 同时间和不同条件 (光和暗 ) 下晾干结果表明 , 在 同样条件下 新 月
菱形藻失水速率较低 , 盐藻较高 。 新月菱形藻失水率较低的原 因和其细胞壁较厚以及细胞含
有粘液较多有关 。
2
. 短时间 ( 3 h 以内 )暗中晾干 , 对盐藻和小球藻的生长影 响不大 , 长时间 (超过 6 一 g h )
晾干 , 对两种藻的生长有较大的影响 。 盐藻失水超过 50 % , 复水后就难以恢复到对照组的状
态 , 就停止生长。 小球藻室内晾干 6一 g h , 复水后在培养过程中细胞数量逐渐 减 少 , 表明
长时间晾干细胞不能恢复到正常状态并逐渐死亡 。
3
. 新月菱形藻和两种绿藻有很大不 同 , 室 内暗中晾干 3 h 以内对生 长有促进作用 , 晾干
6 一 g h对生长有抑制作用 。 新月菱形藻室内自然光下晾干比暗中晾干有较大的 损 害 , 晾干
3 h对生长就有抑制作用 , 晾干时间越长 , 抑制作用越大 。
4
. 新月菱形藻 、 盐藻和小球藻对干燥胁迫的耐受力不同 , 新月菱形藻耐受力 最 大 , 其
次是盐藻 , 小球藻最小 。
2 8 海 洋 湖 沼 通 报 1 9 98年
参 考 文 献
〔l 〕 Kr i s t s n e en, 1. , ( 19 6 8 ) . S u r f i n f l u e n e e o n t h e t h a l l u s o f f u e o i d s a n d t h e r a t e
o f d e s i e e a t i o n
.
S a r i a
,
34
,
6 9一8 2 .
〔2〕 D r o m g o o l e , F . 1 . , ( 198 0 ) . D e s i e e a t i o n r e s i s t a n e e o f i n t e r t i d a l a n d S u b t id a l a l g a e ·
B o t a n i e a M a r i n e
,
23
,
149一 15 6 .
〔3〕 S e h o n b e e k , M . W . a n d N o r t o n , T . A . ( 19 79 ) . D r o u g h t 一 h a r d e n i n g i n t h e U p p e r -
Sh o r e S e a w e e d s F u e u s S p i r a l i s a n d p e l v e t i a C a n a l i e u l a t a
.
J
o u r n a l o f E e o l o g y
,
6 7
,
6 87一 69 6 .
〔4〕 刘力等 , ( 1 98 7 ) , 干燥失水对几种海藻的影响 。 水产学报 , V ol · 1 1 ,沁 3 23 一 2 40 .
〔5〕 E d w a r d s , P . , ( 19 77 ) . A n i n v e s t i g a t i o n o f t h e v e r t i e a l d i s t r i b u t i o n o f S e l e e t e d
b e t h i e m a r i n e a lg a e w i t h a t id e
一 s i m u l a t i n g a p p a r a t u s
.
J
.
p h y e o l
.
13
,
62一 6 8 .
〔6〕 S t r o m g r e n , T . , ( 19 83 ) . T e m p e r a t u r e 一 l e n g t h g r o w t h S t r a t e g i e s i n t h e l i t t o r a l a l g a
A s e OP hy l l
o m n o d o s o m ( L
.
)
·
L i m n o l O e e a n o g r
.
28
,
5 15一 52 1 .
〔7〕 L e v i t t , J . , ( 19 72 ) . R e s p o n s e s o f p l a n t s t o E n v i r o n m e n t a l S t r e s s e s . A e s d e m i e
P r e s s
.
N e w Y o r k
.
6 87
.
〔8〕 G e s s n e r , F . , ( 197 1 ) . W a s s e r p e r m e a b i l i t a t u n d p h o t o s y n t h e s e b e i m a r i n e n A l g e n
B o t
.
M a r
.
14
,
2 9一 3 1 .
〔9〕 D r i n g , M . J . , & F . A . B r o w n . ( 1982 ) . P h o t o s y n t h e s i s o f i n t e r t i d a l b r o w n a l g a e
d u r i n g a n d a f t e r p e r i o d s o f e n z e r s i o n : a r e n e w e d s e a r e h f o r p h y s i o l o g e a l e a u s e s
o f Z o n a t i o n
.
M
a r
.
E e o l
.
P r o g r
.
S e r
.
8
,
3 0 1一 3 08 .
〔10〕 J o h n s o n , W . 5 . e t a l . ( 1 974 ) . C o m p a r a t i v e p h o t o s y n t h e t i e C a p a e i t i e s o f i n t e r -
t i d a l a lg a e u n d e r e x p o s e d a n d S u b m e r g e d C o n d i t i o n
.
E e o l o g y
.
5 5
,
4 50一4 5 3 .
〔11〕 B r i n k h u i s , B . H . , e t a l , ( 19 76 ) , p h o t o s y n t h e s i s a n d r i s p i r a t i o n o f e x p o s e d S a l t -
m a r s h f u e o id s M a r
.
B i o l
. ,
3 4
,
3 4 9一 3 59 .
〔12〕 B e e r , 5 . , & 5 . E s h e l , ( 19 8 3 ) , p h o t o s y n t h e s i s o f UI ” a S p · I · E f f e e t s o f d e s i e e a -
t i o n w h e n e x p o s e d t o a i r
.
J
.
E x p
.
M
a r B i o l
.
E e o l
.
7 0
,
9 1一9 7 .
〔13〕 K r e m e r , B . P . , ( 198 1 ) . C a r b o n m e t a b o l i s m , i n C . 5 . L o bb a n & M . J . W y n n e
(
e d s
.
)
,
T h e B i o l o g y o f S e a w e e d s
. ,
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.
4 93一 53 3 , B l a e k w e l l S e i e n t i f i e p u b l i e a -
t i o n s
,
O x f o r d
.
〔14 〕 W i l t e n s , J· , e t a l , ( 19 78 ) . C h l o r o p h y l l f l u o r e s e e n e e i n d u e t i o n : a n i n d i e a t o r o f
p h o t o s y n t h e s i s a e t i v i t y i n xn a r i n e a l g a e u n d e r g o i n g d e s i c e a t i o n
.
C a n
.
J
.
B o t
’
56
,
278 7一 2 794 .
〔1 5〕 S a t o h , K . , & D . C . F o r k 1 9 83 . A n e w xn e e h a n i s m f a r a d a p t a t i o n t o e h a n g e s i n
L i g h t i n t e n s i t y a n d Q u a l i t y i n t h e r e d a l g a p o r p h y r a p e r f o r a t a
·
111
·
F l u o r e s e e
-
n e e t r a n s i e n t s i n t h e p r e s e n e e o f 3 ( 3
.
4 d i e h l o r o p h e n y l )
一
1
,
l 一 d i m e t h y l u r e a , p l a n t
p h y s i o l
. ,
71
,
6 73一 6 76 .
”2 期 干燥胁迫对几种单胞藻的影响
T H F E EF C T EOF D S IC EC T 1 A0 NS T R S S O EN
T HR E E M!C R O一 AL G A E
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A f t e r 6一 g h e x p o s u r e , w h e n
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a t l y d i f f e r e n t f r o m t h e a b o v e t w o g r e e n a l g a e
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e f f e e t a n d f o r 6一 9 h a d a s l i g h t lv i n h i b i t o r y e f f e e t . A s a r e s u l t , t h e d e s i e e a t i o n
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伪m a l i e l l eT o d o r e s c o , a n d t h e l a s t w a s C h l o r e l l a SP .
K e y w or d s : iN t
z s c h i a C l
o s t e r i “ m . D “ m a l i e l l eT o d o r e s c o
.
C h l o r e l l a SP
.
D e s i e e a t i o n
S t f e S S