全 文 ：第 21卷第 3期 大 连 水 产 学 院 学 报 V o.l 21 No. 3
2 0 0 6年 9月 JOURNAL OF DALIAN FISHER IES UN IVERSITY S ep. 2 0 0 6
文章编号:1000 -9957(2006)03 - 0242 - 05
北极礁膜室内人工育苗的研究
李 晓丽 , 　张 泽 宇 , 　柴　宇 , 　韩 余香 , 　曹 淑 青
(大连水产学院农业部海洋水产增养殖学与生物技术重点开放实验室 ,辽宁 大连 116023)
摘要:于 2004年对大连地区北极礁膜 Monostroma arcticum 的生物学进行了初步研究 , 并在室内进行
了合子采苗 、 孢子体培养和孢子采苗及幼苗培养等人工育苗试验。 结果表明:水温为 3℃时 , 北极礁
膜的叶片长度达到 16 cm;水温为 5℃时 , 配子放散量达到 2.4×108个 /g;孢子体在水温低于 19℃时
生长较快 , 水温超过 22℃时生长几乎停止。孢子体在度过夏季高温期后 , 当水温降至 20℃以下时 ,
开始形成孢子囊;当水温降至 15℃时 , 孢子放散量达到 6. 1×105个 /cm2;孢子附着到苗绳上后经过
50 d的室内培养 , 培育出长度为 1 cm的北极礁膜幼苗。
关键词:北极礁膜;孢子体;人工育苗
中图分类号:S968.41　　　　文献标识码:A
北极礁膜Monostroma arcticum 是经济价值较高的大型绿藻 , 在中国主要分布于黄 、 渤海沿岸 , 生
长在潮间带的礁石或石块上。藻体出现的时间一般为 12月至翌年 5月 , 长度为 8 ～ 16 cm。礁膜体软 、
味美 , 蛋白质 、 碳水化合物含量较高 , 并含有多种维生素和人体必需的多种矿物质元素 , 还具有一定
的药用价值 , 自古以来被人们广泛食用 [ 1 -5] 。
陈昌生等[ 6]研究了盐度和营养盐对礁膜M.n itidum配子体发育的影响;谢恩义等 [ 7]报道了礁膜原
生质体分离及其培养的方法;花卫华等 [ 8]对宽礁膜M. la tissimum的生活史进行了研究;喜田和四郎[ 9]
报道了宽礁膜的人工育苗方法;Ohno等 [ 10]对礁膜人工栽培的方法进行了研究;Togash i等 [ 11]对袋礁
膜M.ang icava配子放散与潮汐的关系进行了研究 。而关于礁膜属中的冷水性种类 ———北极礁膜的研
究尚未见报道。为此 , 作者于 2004年对大连地区北极礁膜的生物学进行了初步的研究 , 并在室内进
行了合子采苗 、 孢子体培养和孢子采苗及幼苗培养等人工育苗试验 , 培育出叶片长度为 0.5 ～ 1.0 cm
的北极礁膜幼苗 。
1　材料与方法
1.1　材料
试验用北极礁膜采自大连市黑石礁海区 , 采集时将藻体在海水中洗净 , 然后带回实验室备用。
1.2　方法
1.2.1　叶状体消长　于 2004年 1月 10日至 4月 20日 (水温 1 ～ 8 ℃)期间 , 每隔 10 d在同一海区
采集北极礁膜藻体 , 测定 20株藻体的叶片长度 , 取其平均值 。
1.2.2　配子放散　在 2004年 2月 20日至 4月 20日 (水温 3 ～ 8℃)北极礁膜繁殖期内 , 每隔 5 d在
同一海区采回种藻 , 用纱布将藻体表面的水分吸干 , 然后称取 10 g放入盛有 100 mL灭菌海水的烧杯
中 , 在 5 000 lx光照下放散 30 m in, 经搅拌后 , 用吸管取 1滴配子液移至载玻片上 , 用碘液将配子杀
死 , 盖上盖玻片 , 测定一个视野内配子的数量。根据盖玻片与视野面积之比 , 求出盖玻片下的视野
数 , 计算出 1滴及 1mL配子液的配子数量 , 从而计算出 100mL中配子放散数量 。放散量按 1 g藻体
计算 , 每隔 5 d测定 1次 , 测定 5次后取其平均值。
1.2.3　合子的采集及孢子体培养　合子采集的时间为 3月中旬至 4月上旬 , 使用的附着基为 6 ～ 8个
　收稿日期:2005-06-27
　作者简介:李晓丽 (1980 -), 女 , 硕士。通讯作者:张泽宇 (1950 -), 男 , 教授 , E -m ail: zh angzeyu@ d lfu. edu. cn
DOI牶牨牥牣牨牰牭牫牭牤j牣cnki牣dlhyxb牣牪牥牥牰牣牥牫牣牥牥牴
穿为一串的虾夷扇贝贝壳 (D =8 ～ 16 cm ), 具体方法是将种藻阴干一夜 , 第二天上午移入玻璃钢水
槽中 , 光照强度为 6 000 ～ 8 000 lx, 加入过滤海水搅拌 , 待有大量配子放出海水呈浅绿色后 , 捞出种
藻 , 放入贝壳。为防止合子附着不均 , 可将玻璃钢水槽用黑布遮盖 , 待 2 h后 , 镜检贝壳上合子附着
变圆 , 再移入培育水槽中培养 。
孢子体培养在裙带菜育苗室内的玻璃钢水槽中进行 , 水容积为 2 m3 , 培养方式为垂挂。培养期
间 , 每隔 5 d测定 1次孢子体的直径 , 每次测量 50个孢子体 , 取其平均值 。
1.2.4　孢子放散　在 2004年 10月 20日 (水温 18℃)至 11月 25日 (水温 12℃)北极礁膜孢子体
成熟期内 , 测定贝壳的面积 (内 、外表面积之和 )后 , 将贝壳放入 1 000 mL的烧杯中 , 在 5 000 lx
光照下放散 30m in后 , 测定孢子的放散数量 。放散量按 1 cm2贝壳计算 , 每隔 5 d测定 1次 , 测定 5
次后取其平均值 。
1.2.5　孢子采苗及幼苗培育　孢子采苗使用的附着基为维尼纶绳 (D =3.0mm)编成 30 cm ×20 cm
的苗帘 。采孢子时 , 将生长北极礁膜孢子体的贝壳移入盛有过滤海水的玻璃钢水槽内 (光照强度为
5 000 ～ 8 000 lx), 经搅拌后有大量孢子放出 。当水色为浅绿色时捞出贝壳 , 放入苗帘并用黑布遮光 ,
当孢子附着变圆后移至培育水槽内培养 , 水容积为 2 m3。每隔 5 d测定 1次幼苗长度 , 每次测量 50
个个体 , 取其平均值 。
培育中光源为自然光 , 培养用水为经沉淀过滤的自然海水 , 海水每隔 3 d全量交换 1次 。营养盐
的添加量为:N aNO 3为 10 g /m3 , Na2HPO 4 12H2O为 2 g /m3。
2　结果
2.1　叶状体消长
从图 1可见 , 大连地区北极礁膜叶状体大量出现在 1月上旬 (水温 2 ℃)至 4月下旬 (水温 8
图 1　叶状体消长与水温的变化
　 Fig.1　 Effec t of wa ter tem perature on thallus
grow th
℃), 其中繁盛时期为 1月末至 3月上旬 (水温 1.0 ～
4.4℃), 藻体的平均叶片长度超过了 12 cm , 2月中
旬时 (水温 3 ℃), 叶片长度的最大值为 16 cm (图 2
-A)。随着水温的上升 , 叶状体开始大量形成配子
囊 , 并放出配子 (图 2 - B), 其藻体长度逐渐下降 ,
到了 3月末 (6 ℃), 叶状体长度已降至 8 cm以下 , 4
月下旬 (8 ℃)时 , 残余藻体的叶片长度仅为 3 cm。
2.2　配子放散
从图 3可见 , 在 2月中旬至 4月下旬 (水温 3 ～ 8
℃)期间 , 配子都能够放散 。配子的放散高峰出现在
水温 4 ～ 6℃的 3月份 , 放散量超过 1.5×108个 /g;水
温 5℃时 , 配子的放散量最大 (2.4×108个 /g)。 4月
中下旬 , 配子的放散量急剧下降 , 4月 20日 (水温 8℃)测得配子的放散量仅为 0.3×108个 /g。
2.3　孢子体的生长
北极礁膜放出的雌 、 雄配子在海水中游动一段时间后就结合为合子 (图 2 -C), 并附着在基质
上 , 然后萌发形成孢子体 。从图 4可见 , 孢子体在水温较低的培育前期生长较快 , 6月末 (水温
19℃)孢子体的直径已达到 42 μm。此后 , 随着水温的上升 , 孢子体的生长速度下降 , 当水温超过
22℃以后 , 孢子体的生长几乎停止。进入 9月份后 , 水温开始下降 , 孢子体缓慢地恢复生长 , 在 10
月初水温降至 21℃时 , 孢子体直径达到 48μm , 此时孢子体明显变圆 , 逐渐形成孢子囊 (图 2 -D),
显微镜下可见囊内有孢子形成 。
2.4　孢子放散
秋季水温下降后 , 孢子体开始大量形成孢子囊 , 并放出游孢子。从图 5可见 , 在 10月 20日 ～ 11
243第 3期　　　　　　　　　李晓丽 ,等:北极礁膜室内人工育苗的研究
月 25日 (水温 18 ～ 12℃)期间内 , 都有孢子放散 , 水温 15℃时 , 孢子的放散量最大 , 为 6.1×105
个 /cm 2。当水温降至 12℃时 , 贝壳上的大部分孢子囊已经排空 , 放散量仅为 0.6×105个 /cm2。
图 2　北极礁膜的生活史
F ig. 2　The life cycle ofMonostroma arc ticum
注:A北极礁膜的藻体 , ×0. 2, Gametophytes ofMonostroma arcticum , ×0. 2;B配子囊与放散配子 , ×200, Gam etangia and released
gam etes, ×200;C雌雄配子的结合 , ×400, Con jugation of fem a le andm ale gam etes, ×400;D贝壳上的成熟孢子体 , ×100, Mature zy-
go tes on the shel ls, ×100;E游孢子 , ×400, Zoospores, ×400;F胚孢子 , ×200, Germ ina l spores, ×200;G培养皿中的盘状体, ×
200, D iscal sporelings in the cu lture d isc, ×200;H培养皿中的囊状幼苗 , ×100, Cystiform spore lings in the cu ltu re d isc, ×100;I培养皿
中的叶状体幼苗 , ×4, Thalli in the culture d isc, ×4; J苗绳上的叶状体幼苗 , ×4, Thalli adh ered to the net, ×4;K贝壳上匍匐状生
长的孢子体 , ×200, C reep ing zygotes on the shell, ×200;L贝壳上的多角形孢子体 , ×200, Polygonal zygotes on the shell, ×200.
2.5　幼苗生长
放散出的游孢子呈梨形 , 长 8.2μm , 宽 4.8μm , 有 4条鞭毛 , 顶生 (图 2 -E), 游动一段时间
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后附着形成胚孢子 (图 2 -F), 胚孢子萌发后生长为北极礁膜幼苗。经观察发现 , 北极礁膜胚孢子萌
发后先形成匍匐生长的盘状体 (图 2 -G), 然后从盘状体上生长出多细胞的囊状藻体 (图 2 -H),
囊状体在生长到 0.3 cm左右时裂开成为叶状体幼苗 (图 2 - I、 J)。
从图 6可见 , 从孢子采集至 11月下旬 (水温 18 ～ 12℃)的 1个月期间内 , 北极礁膜幼苗生长缓
慢 , 平均长度只有 0.3 cm , 以后随着水温的下降 , 幼苗生长明显加快 , 至 12月 15日 (水温 9 ℃)
幼苗的长度已达到 1.0 cm , 完成了室内幼苗培育阶段 。
图 3　配子放散量与水温的变化 图 4　孢子体生长与水温的变化
　F ig. 3　E ffect of w ater temperature on numbers of
re leased gam etes
F ig.4　Grow th of sporophyte and changes in natura l wa-
ter tem perature
图 5　孢子放散量与水温的变化 图 6　幼苗生长与水温的变化
　F ig. 5　Changes in num bers of re leased spores w ith
natura lw ater tem perature
F ig.6　G row th of spore lings and changes in na tura lwater
temperature
3　讨论
3.1　北极礁膜的生活史
有关礁膜属种类的生活史已有许多报道 [ 8 - 11] , 均认为雌 、雄配子结合形成的合子萌发后 , 经多
次细胞分裂形成球状的孢子体 , 孢子体生长至直径为 60 ～ 80 μm后 , 形成孢子囊并放出游孢子。作
者在北极礁膜的培养中发现 , 合子萌发后先形成一个由 4 ～ 5个细胞组成的匍匐状生长的孢子体 (图
2 -K), 经水平方向的多次细胞分裂后 , 成为不规则的多角形孢子体形态附着在基质上 (图 2 - L)。
水温升至 18 ℃以上时 , 多角形孢子体向上隆起 , 形成椭圆状的孢子体。因此 , 在北极礁膜的生活史
中存在着一个由合子萌发形成的多角形孢子体阶段 , 关于这一点 , 在礁膜属种类的生活史研究中尚未
见报道 。
多角形孢子体沿着基质的水平方向进行细胞分裂 , 因此 , 在贝壳上的附着非常牢固 。在孢子体的
培养中多次用软毛刷对附着在贝壳上的硅藻 、 蓝藻及浮泥进行洗刷 , 未见对孢子体的生长有任何不良
245第 3期　　　　　　　　　李晓丽 ,等:北极礁膜室内人工育苗的研究
影响。另外 , 本试验中还发现 , 北极礁膜孢子体在直径为 30 ～ 40 μm时便开始形成孢子囊 , 并有游
孢子放出 , 成熟孢子体的直径明显小于所报道的宽礁膜 [ 9] 、礁膜 [ 10]的孢子体直径 , 是否因在室内培
养过程中没有满足其生长发育的营养条件 , 影响了其生长 , 有待于进一步的研究。
3.2　关于孢子体的培养问题
在北极礁膜人工育苗过程中 , 孢子体的培养阶段近半年 , 因此 , 北极礁膜人工育苗的关键是孢子
体的培育 , 其培育效果直接影响到室内人工育苗的成败 。作者在北极礁膜室内育苗中发现 , 当水温超
过 23℃时 (8月上旬至 9月上旬 ), 孢子体出现了不同程度的死亡现象 , 而且在黑暗 、 弱光 、 强光条
件下都有发生 , 尤其在强光下死亡率较高 。部分贝壳上的孢子体几乎全部死亡 , 导致贝壳上孢子体的
密度大幅度降低 , 孢子最大放散量仅为 60万个 /cm2 , 低于所报道的宽礁膜 [ 9] 、 礁膜[ 10]孢子放散量。
本试验中还发现 , 在 7月中旬水温升至 18℃左右时 , 在较强光照强度下 (>3 000 lx)培养的孢子体
部分出现了原生质缢缩现象 , 细胞的周边出现了空白 , 此时若将孢子体移至黑暗的条件下培养 , 孢子
体仍然会大量死亡 , 而此时将正常的孢子体移至弱光 (<1 000 lx)或黑暗的条件下 , 则死亡率降低
或不死亡。表明高温期前细胞受到了伤害是造成孢子体大量死亡的主要原因。因此 , 适时地降低光照
强度 , 使孢子体度过高温期 , 这是孢子体室内培养成功与否的关键。本试验中 , 作者虽然对北极礁膜
孢子体在高温期前的光照强度 、光照时间的控制积累了一些数据 , 但在大规模人工育苗生产中 , 从根
本上解决孢子体大量死亡的问题有待于进一步的研究。
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Indoor artificial seed ing of sea weedMonostroma arcticum W ittrock
LIX iao-li, 　ZHANG Zhe-yu, 　CHA IYu, 　HAN Yu-x iang, 　CAO Shu-qing
(K ey Laboratory ofM aricu ltu re＆ B iotechnology Agricu ltu reM in istry, PRC, Dalian F isheriesUn iv. , Dalian 116023, C h ina )
Abstract:Indoor artificial seed ing of sea w eedMonostroma arcticum W ittrock w as conduc ted through gamete
co llec tion, zygo te culture, zoo spore co llection and spo re ling rearing. The resu lts show ed that the length o f
thallusw as up to 16 cm a t 3℃. The re leased game tes arrived 2.4×108 cells /g at 5 ℃. Sporophy tes did no t
grow over 22℃, bu t grew quick ly under 20℃. Sporophy tes grew into cy sts when w ate r temperature w as down
to 20℃ after summer. The re leased spores reached 6.1×105 cells /cm2 at 15 ℃. The sporelings adhe red to
net reached 1.0 cm after 50 days’ indoo r cultivation.
Key words:Monostroma arcticum;sporophyte;artificial seed ing
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