全 文 ：第 45卷 第 3期 海 洋 与 湖 沼 Vol.45, No.3
2 0 1 4 年 5 月 OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA May, 2014

* 国家高技术研究发展计划(863 计划), 2012AA10A411 号; 国家自然科学基金项目 , 31072208 号 ; 农业部公益性专项 ,
200903030号; 国家海洋局公益专项, 201105008号, 201105023号; 国家农业科技成果转化资金项目, 2011GB2C000005号; 上海
市科委重点科技攻关项目 , 10391901100 号 ; 上海高校水产学一流学科建设项目。檀应华 , 硕士研究生 , E-mail:
tanyinghua8631@163.com
① 通讯作者: 严兴洪, 教授, 博导, E-mail: xhyan@shou.edu.cn
收稿日期: 2013-04-13, 收修改稿日期: 2013-07-08
坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析*
檀应华1 黄林彬1, 2 严兴洪1, 2①
(1. 上海海洋大学水产与生命学院 上海 201306;
2. 上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室 上海 201306)
提要 本实验室采用人工诱变技术获得一个坛紫菜耐低盐品系(YZ-7), 为了验证该品系的耐低盐
性状能否遗传, 本文对其壳孢子和 F1 叶状体的低盐耐受性分别进行了测试, 并以坛紫菜野生品系
(WT)作为对照, 结果表明: 在不同盐度下培养 2周的 YZ-7和 WT的壳孢子, 在 26盐度组存活率无显
著差异; 在 15 盐度组, YZ-7 的壳孢子存活率和假根发生率分别比 WT 提高了 34%和 35%; 在 8 和 5
盐度组, YZ-7的壳孢子存活率、分裂率及假根发生率分别比WT提高了 65%、32%和 62%, 以及 137%、
80%和 154%; 在 3盐度组, YZ-7的壳孢子存活率和分裂率分别比 WT提高了 458%和 171%, 其中约
44.9%的 YZ-7壳孢子萌发体能形成假根, 而 WT的壳孢子萌发体基本上不长假根。在 26盐度中培养
35d 后的 F1叶状体再分别在 26、15、8、5 和 3 盐度下培养 30d, YZ-7 叶状体的特定生长率分别为
WT的 1.7、1.9、1.5、1.6和 1.6倍, 绝对生长率分别是 WT的 3.4、4.1、1.8、2.0和 1.6倍。此外, YZ-7
叶状体的叶绿素荧光活性(PSⅡ最大光量子产量、实际光量子产量)及三种主要光合色素(叶绿素 a、
藻红蛋白和藻蓝蛋白)的含量也明显高于 WT。上述结果证实, 坛紫菜选育品系 YZ-7是一个耐低盐且
生长快的优良品系, 其优良性状可稳定传递给下一代, 有望被培育成适宜栽培的新品种。
关键词 坛紫菜; 新品系; 耐低盐; 壳孢子; F1叶状体
中图分类号 S968.4 doi: 10.11693/hyhz20130400022
紫菜是经济价值很高的栽培海藻之一 , 其产品
深受中、日、韩等国人民的喜爱。我国主要栽培坛紫
菜和条斑紫菜, 其中坛紫菜是我国的特有种, 属暖温
性红藻, 被广泛栽培于浙、闽、粤三省的沿海, 其年
产量约占全国紫菜年总产量的 75%(马家海等, 1996)。
坛紫菜是一种广盐性海藻 , 适合在营养盐丰富的入
海河口附近栽培 , 但是目前人工栽培所用的种质基
本上为野生种 , 经过数十年的连续使用 , 未经选育 ,
对低盐、高温和病害等逆境的耐受性大大降低(游华,
1999; 严兴洪等 , 2008b; 宋武林 , 2009; 王长青等 ,
2011)。在栽培期间, 尤其是刚下海挂网的壳孢子苗,
如果遭遇强台风或者河流上游发生持续性的强降雨,
可使栽培海域表层的海水盐度急剧下降 , 造成壳孢
子苗生长变慢或脱苗, 影响产量。因此, 生产上亟需
低盐耐受性强的优良品系来替代野生品系。人工选育
的坛紫菜耐低盐品种(系)不仅能保证大规模栽培的顺
利进行 , 而且还有利于在近河口的低盐度海区栽培
紫菜, 拓宽栽培海域, 缓解传统紫菜栽培海区密度过
大的压力。另外, 如果能在靠近长江口等富营养化较
严重的低盐度海区栽培紫菜 , 对水域生态的修复具
有重要价值。
本实验室通过人工选育已获得一个耐低盐的坛
紫菜突变品系(YZ-7), 它的体细胞及再生叶状体均表
现出良好的耐低盐性能(严兴洪等, 2008a)。本文旨在
通过对该品系的后代和叶状体进行耐低盐性测试 ,
验证其耐低盐的性状是否能稳定遗传 , 以期选育出
3期 檀应华等: 坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析 505
可用于大规模栽培的耐低盐新品种 , 促进我国紫菜
产业的可持续发展。
1 材料与方法
1.1 实验材料
本实验所用坛紫菜野生品系(WT, PT-001), 从采
自福建省平潭岛岩礁上的一颗自然生长的叶状体中
分离所得; 坛紫菜突变品系(YZ-7)通过对 WT 叶状体
进行人工辐射诱变和低盐胁迫筛选获得(严兴洪等 ,
2005), 两个品系均以自由丝状体的形式保存于实验
室内, 保存方法同 Kato等(1984)。
1.2 实验方法
1.2.1 WT和 YZ-7叶状体圆盘的耐低盐性测试 坛
紫菜叶状体的室内培养方法同梁志强(2004)。用打孔
器(=4mm)分别从WT和 YZ-7的叶状体(日龄均为 40d)
上各取 10个圆盘体, 置于同一个培养瓶(500mL)中进
行充气培养(吕峰等, 2010), 培养液的盐度为 8, 由盐
卤海水、蒸馏水和 MES 培养基配制而成(王素娟等,
1986)。培养条件: 温度为 24°C, 光量子通量密度为
50µmol photons/(m2·s), 光周期为 10L︰14D, 每隔 5d
更换一次培养液, 并测量一次圆盘体的大小。
1.2.2 WT 和 YZ-7 壳孢子及叶状体的耐低盐性测试
壳孢子的耐低盐性测试: 将WT和 YZ-7刚放散的
壳孢子分别倒入五个小号培养皿(=6cm)中, 正常盐度
(26)下静置培养 24h 后统计每个培养皿中单个视野的
壳孢子平均数(30 个视野, 10×)(王华芝等, 2012), 然
后将附有壳孢子的培养皿分别换入五种盐度为 26、
15、8、5和 3的培养液中进行培养, 并将盛有壳孢子
的小号培养皿放入中号培养皿(=9cm), 再将两者一
起放入已盛有一定蒸馏水的大号培养皿(=12cm)中,
以减少因培养液水分蒸发而引起的盐度增加 , 光量
子通量密度为 40µmol photons/(m2·s), 其它培养条
件同 1.2.1, 每隔 3d 更换一次培养液 , 并观察壳孢
子的存活及分裂情况 , 培养 7d 后 , 统计壳孢子的
假根发生率。
叶状体的耐低盐性测试 : 随机选取在正常盐度
下(26)培养 35d 的 WT 和 YZ-7 叶状体各 50 棵(体长
4—7cm), 每 10 棵为一组置于培养瓶内, 分别在五种
不同盐度(26、15、8、5 和 3)培养液中充气培养, 每
隔 5d更换一次培养液, 并测量一次叶状体的长度。
1.2.3 WT 和 YZ-7 的 F1叶状体的特性分析 叶绿
素荧光活性的测定: 取正常盐度(26)下培养 35d 的
WT 和 YZ-7 叶状体(每个品系各 25 棵), 各分成 5 组,
分别在 26、15、8、5、3盐度下再培养 5d, 培养条件
同 1.2.1, 采用超便携式调制叶绿素荧光仪 Mini-
PAM(Walz, Effeltrich, Germany)测定叶绿素荧光参数,
包括 PSⅡ最大光量子产量(Fv/Fm)和实际光量子产量
(Yield), 测量时将光纤探头垂直置于藻体表面, Fv/Fm
和Yield值分别按以下公式计算求得(姚春燕等, 201l):
Fv/Fm=(FmF0)/Fm;
Yield=  F/Fm=(FmFt)/Fm;
公式中 F0是样品经暗适应 15min后, 提供约 0.3µmol
photons/(m2·s)的测量光测得的最小荧光值; Fm是获得
F0后再提供 0.8s、4000µmol photons/(m2·s)的饱和脉
冲后所测得的最大荧光值; Ft是使用 0.3µmol photons/
(m2·s)的红光和 40µmol photons/(m2·s)的活化光后测
得的样品当前稳态荧光值; Fm是达到稳态时再施加
0.8s、4000µmol photons/(m2·s)的饱和脉冲后测得的样
品最大荧光值(张守仁, 1999)。
光合色素及蛋白的测定: 取正常盐度(26)下培养
35d的WT和 YZ-7叶状体(每个品系各 25棵), 各分成
5 组, 分别放在不同盐度 26、15、8、5、3 下再培养
15d, 培养条件同 1.2.1, 测定叶状体的活体吸收光谱
和叶绿素 a(chl a)、藻红蛋白(phycoerythrin, PE)和藻
蓝蛋白(phycocyanin, PC)的含量。叶状体的活体吸收
光谱和 chl a含量的测定方法同Aruga等(1984), PE和
PC含量的测定方法同高洪峰(1993)。
2 结果
2.1 WT和 YZ-7叶状体圆盘体的耐低盐性测试
如图 2a 所示, 在盐度 8 条件下培养 15d 后, WT
圆盘体颜色加深, 变厚, 略有卷曲, 长轴和短轴的长
度之比接近 1︰1, 生长基本停滞; YZ-7圆盘体颜色略
有加深, 由浅红色转变为暗红色, 表面略有色泽, 无
卷曲, 长轴明显长于短轴, 生长较快。另外, YZ-7 圆
盘体的面积明显大于 WT。据此初步判定 YZ-7叶状体
具有一定的耐低盐特性。
2.2 WT和 YZ-7壳孢子及壳孢子萌发体的耐低盐性
壳孢子的存活、分裂及假根萌发等情况能反映壳
孢子和壳孢子萌发体的低盐耐受能力。在不同盐度下
培养 2周的 YZ-7和 WT的壳孢子, 在 26盐度组存活
率无显著差异; 在 15盐度组, YZ-7的壳孢子存活率和
假根发生率分别比 WT 提高了 34%和 35%; 在 8和 5
盐度组, YZ-7的壳孢子存活率、分裂率及假根发生率
分别比WT提高了 65%、32%和 62%, 以及 137%、80%
和 154%; 在 3盐度组, YZ-7的壳孢子存活率和分裂率
506 海 洋 与 湖 沼 45卷
分别比 WT提高了 458%和 171%。具体结果如表 1所
示: YZ-7 壳孢子在 26、15、8、5 和 3 盐度下培养 2
周, 其存活率分别为 89.0%、87.0%、75.2%、38.6%
和 29.0%, 而 WT 壳孢子的存活率非常低 , 分别为
79.9%、64.9%、45.5%、16.3%和 5.2%, 各盐度组 YZ-7
壳孢子的存活率分别为 WT 的 1.1、1.3、1.7、2.4 和
5.6倍, 尤其是 8、5和 3这三个低盐度组, YZ-7壳孢
子的存活率极显著地高于 WT(P<0.01)。培养 2 周后,
这三个低盐度组中 WT 壳孢子的分裂率也很低, 分别
只有 72.6%、50.9%和 32.8%; 而 YZ-7 壳孢子的分裂
率则分别为 95.7%、91.6%和 89.0%, 两者差异为极显
著(P<0.01); 在 26和 15盐度组中, YZ-7和 WT壳孢子
的分裂率都很高, 分别为 100%、100%和 100%、95.9%,
两者没有差异。WT壳孢子在 15、8、5和 3盐度下培
养 1周时的假根萌发率分别为 67.4%、45.7%、21.6%
和 0%, 远低于正常盐度(26)组的假根萌发率(85.3%),
而 YZ-7 壳孢子在各盐度下的假根萌发率则分别为
90.7%、74.1%、54.9%和 44.9%, 也低于正常盐度组
(90.9%), 但均高于 WT 且降低的幅度小于 WT。在低
盐条件下, 二者之间呈现显著性差异。在盐度 3这个
极端低盐度下 , WT 壳孢子的假根基本不萌发 , 而
YZ-7仍有 44.9%的壳孢子能萌发出假根。
从图 1a—e 可以看出, 培养 1 周的 WT 壳孢子及
萌发体, 与正常 26盐度组相比, 15盐度组的细胞分裂
表 1 不同盐度下坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)的壳孢子成活率和分裂率(14d)以及壳孢子苗的假根发生率(7d)
Tab.1 Survival anddivision rates of conchospores (14d) and rhizoid germination rates of conchosporegermlings(7d) of the wild-type
strain (WT) and the improvedstrain (YZ-7) in P. haitanensiscultured at different salinities
存活率(%) 分裂率(%) 假根发生率(%)
盐度
WT YZ-7 WT YZ-7 WT YZ-7
26 79.9±1.5 89.0±1.9*(1.1) 100 100(1.0) 85.3±1.9 90.9±2.4(1.1)
15 64.9±2.5 87.0±1.5*(1.3) 95.9±1.8 100(1.0) 67.4±1.2 90.7±4.3*(1.3)
8 45.5±3.6 75.2±2.3**(1.7) 72.6±2.7 95.7±1.1**(1.3) 45.7±1.9 74.1±4.9**(1.6)
5 16.3±1.7 38.6±3.0**(2.4) 50.9±3.1 91.6±0.6**(1.8) 21.6±1.2 54.9±1.9**(2.5)
3 5.2±1.2 29.0±2.1**(5.6) 32.8±2.8 89.0±1.0**(2.7) 0 44.9±1.9**
括号中的数字表示 YZ-7各值与对应 WT值的比值, *表示差异显著(P<0.05, t-test), **表示差异极显著(P<0.01, t-test)。


图 1 不同盐度下培养的坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)的壳孢子萌发体
Fig.1 The conchospore germlings of the wild-type strain (WT) and the improved strain (YZ-7) in Pyropia haitanensis cultured at
different salinities
a—e分别为在 26、15、8、5和 3盐度下培养 1周的 WT壳孢子萌发体; f—j分别为在 26、15、8、5和 3盐度下培养 1周的 YZ-7壳孢子
萌发体; k—o分别为在 26、15、8、5和 3盐度下培养 2周的 WT壳孢子萌发体; p—t分别为在 26、15、8、5和 3盐度下培养 2周的 YZ-7
壳孢子萌发体。图中标尺: a—o为 25μm, p—t为 50μm。
3期 檀应华等: 坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析 507
变慢, 8 盐度组的细胞分裂速度显著下降, 色素体颜
色变淡, 5 盐度组的细胞分裂十分缓慢, 大部分壳孢
子的假根无法形成, 3 盐度组的壳孢子细胞基本不分
裂, 也无法形成假根。但是, 在各盐度下培养 1 周的
YZ-7 壳孢子及萌发体, 细胞分裂及其色素体颜色正
常, 假根能正常形成和固着(图 1f—j)。
从图 1k—o可以看出, 培养 2周后, 26盐度组的
WT 壳孢子萌发体颜色鲜艳、有光泽、形状规则、细
胞排列均匀、星状色素体清晰可见; 15盐度组的壳孢
子苗的假根处细胞色素体收缩、部分细胞排列不均匀;
8盐度组的壳孢子苗颜色加深、光泽差、苗体畸形、
大部分细胞变小且色素体明显收缩、部分假根细胞死
亡; 5和 3盐度组的壳孢子苗颜色更深, 无光泽、无假
根、基部细胞全部死亡、只剩少量稍部细胞、苗体畸
形。同样的培养条件和时间下, 各盐度组 YZ-7 壳孢
子萌发体的生长明显优于 WT, 其中 5 盐度组的壳孢
子萌发体颜色逐渐加深、部分细胞堆叠; 3 盐度组的
壳孢子苗颜色更深、色素体收缩、假根腐烂且基部细
胞部分死亡(图 1p—t)。
2.3 WT和 YZ-7叶状体对低盐的耐受性比较
将正常盐度下培养 35d 的 WT 和 YZ-7 叶状体转
入 26、15、8、5、3 等五种盐度下继续培养 30d, 结
果发现: 在各个盐度条件下, YZ-7叶状体的特定生长
率和绝对生长率均大于 WT 叶状体(表 2)。YZ-7 叶状
体 30d 内的特定生长率分别为 9.65%/d、9.65%/d、
6.80%/d、5.80%/d 和 5.08%/d, 而 WT 叶状体的为
5.60%/d、4.98 %/d、4.59%/d、3.57%/d和 3.23%/d, YZ-7
叶状体的特定生长率分别为 WT的 1.7、1.9、1.5、1.6
和 1.6 倍。YZ-7 叶状体 30d 内的绝对生长率分别为
2.11 cm/d、2.01 cm/d、0.78 cm/d、0.55 cm/d和 0.37
cm/d, 而 WT叶状体的为 0.62 cm/d、0.49 cm/d、0.43
cm/d、0.28 cm/d和 0.23 cm/d, YZ-7叶状体的绝对生
长率分别是 WT的 3.4、4.1、1.8、2.0和 1.6倍。另外,
两个品系叶状体的特定生长率随盐度的下降而下降,
其中 WT 的下降幅度较 YZ-7 明显(表 2), 说明盐度降
低对于 YZ-7 的影响要小于 WT 的叶状体。YZ-7 叶状
体在各盐度组的生长均明显快于 WT, 其平均体长分
别为 WT的 2.9、3.4、1.6、1.7和 1.4倍。在不同盐度
下培养 15d 后, 15 盐度组 YZ-7 叶状体的生长率开始
高于 26盐度组; 培养 30d后, 两组叶状体的平均体长
接近, 35d 后 15 盐度组开始长于 26 盐度组并一直保
持; 而同样条件下 26盐度组的WT叶状体 30d时的长
度是 15盐度组的 1.2倍。培养 5d后, 各盐度组的 WT
叶状体开始成熟; 从图 2b—c可以看出, 培养 25d后,
26 和 15 盐度组的 WT 叶状体稍部成熟细胞脱落, 藻
体发白, 基部细胞仍呈浅绿色, 藻体色泽好, 有弹性;
而在盐度 8、5和 3三个低盐组中, 从图 2d—f可以看
出, 藻体颜色加深、发黄、变厚、无光泽、无弹性。
从图 2g—k可以看出, 随着盐度的降低, YZ-7叶状体
的颜色也会加深, 8、5和 3三个低盐组下培养 25d, 藻
体颜色仍鲜艳, 有光泽, 仍具有较好的弹性。
2.4 不同盐度条件对叶状体叶绿素荧光活性的影响
WT 和 YZ-7 幼苗在 26 盐度下培养 35d 后, 再在
26、15、8、5 和 3 盐度下培养 5d, 叶绿素荧光参数
表 2 不同盐度下坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)叶状体的生长率
Tab.2 The blades growth rates of the wild-type strain (WT) and the improved strain (YZ-7) in P. haitanensis cultured at different
salinities
WT YZ-7 生长率 培养时间
(d) 26 15 8 5 3 26 15 8 5 3
35—40 13.51 12.56 11.73 8.52 8.27 16.06 14.26 13.34 11.04 10.59
41—45 7.26 6.59 6.17 5.39 5.23 9.21 8.93 6.67 6.43 5.91
46—50 3.77 3.19 3.11 3.02 2.98 10.98 9.73 8.57 6.27 4.46
51—55 3.86 2.91 2.84 2.11 1.22 7.51 10.06 5.26 5.12 3.93
56—60 3.04 2.58 2.49 1.58 1.01 8.63 9.60 3.55 2.82 2.90
特定生长率
(%/d)
61—65 2.14 2.02 1.21 0.77 0.69 5.51 5.31 3.38 3.12 2.70
35—40 0.82 0.74 0.68 0.46 0.43 0.91 0.73 0.66 0.52 0.50
41—45 0.73 0.62 0.56 0.41 0.38 0.97 0.81 0.54 0.47 0.42
46—50 0.50 0.38 0.35 0.28 0.26 1.92 1.41 1.02 0.62 0.41
51—55 0.62 0.41 0.38 0.23 0.12 2.07 2.39 0.88 0.68 0.38
56—60 0.58 0.41 0.38 0.19 0.11 3.56 3.72 0.74 0.45 0.25
绝对生长率
(cm/d)
61—65 0.47 0.36 0.20 0.10 0.08 3.22 2.97 0.83 0.58 0.23
508 海 洋 与 湖 沼 45卷

图 2 不同盐度下坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)叶状体圆盘及叶状体幼苗的生长情况
Fig.2 Growth of blade discs from the 40d aged blades of the wild-type strain (WT) and the improved strain (YZ-7) in P. haitanensis and
the 35d aged F1 gametophytic blades cultured at different salinities
a. 在正常盐度 26下培养 40d后取圆盘在 8盐度下培养 15d的情况: 1、2为 WT, 3、4为 YZ-7; b—k. 正常盐度下培养 35d的幼苗分别在
26、15、8、5和 3盐度下培养 25d的叶状体: b-f为 WT; g-k为 YZ-7。

的测定结果表明: 两个品系的 Yield 值均随盐度的降
低而下降, YZ-7分别降至初始值的 96%、94%、84%、
75%和 60%, WT的下降幅度大于 YZ-7, 分别降为初始
值的 91%、67%、64%、59%和 50%(表 3); 与 Yield
值变化规律不同的是, YZ-7和 WT的 Fv/Fm值在 26、
15和 8盐度组下无显著下降, 而在 5和 3盐度组中下
降明显, 分别为初始值的 89%、76%和 83%、60%(表
4)。不论是 Yield还是 Fv/Fm, YZ-7的值均大于对应组
的 WT, 且在不同盐度下胁迫 5d后, YZ-7各参数值的
下降幅度均小于 WT。
表 3 坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)在正常盐度 26下培养 35d的幼苗再在不同盐度下培养
5d后的实际光量子产量
Tab.3 Actual quantum yield of photosystem of the Ⅱ blades of wild-type strain (WT) and improved strain (YZ-7) in P. haitanensis
cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days
实际光量子产量 Yield
WT YZ-7 盐度
初始值 胁迫值 初始值 胁迫值
26 0.316±0.008 0.286±0.012(91) 0.347±0.003 0.334±0.012(96)
15 0.315±0.008 0.212±0.011(67) 0.347±0.002 0.326±0.008(94)
8 0.312±0.010 0.200±0.007(64) 0.347±0.006 0.293±0.013(84)
5 0.313±0.006 0.185±0.007(59) 0.346±0.009 0.261±0.006(75)
3 0.314±0.012 0.156±0.013(50) 0.344±0.011 0.205±0.004(60)
括号中的值表示各品系的胁迫值与初始值的百分比
3期 檀应华等: 坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析 509
表 4 坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)在正常盐度 26下培养 35d的幼苗再在不同盐度下培养
5d后的最大光量子产量
Tab.4 Maximum quantum yield of photosystem ofⅡ the blades of wild-type strain (WT) and improved strain (YZ-7) in P. haitanensis
cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days
最大光量子产量 Fv/Fm
WT YZ-7 盐度
初始值 胁迫值 初始值 胁迫值
26 0.641±0.015 0.633±0.002(99) 0.657±0.004 0.657±0.003(100)
15 0.641±0.013 0.624±0.007(98) 0.660±0.003 0.654±0.004(100)
8 0.639±0.005 0.620±0.007(97) 0.665±0.008 0.664±0.009(100)
5 0.639±0.009 0.531±0.007(83) 0.654±0.001 0.584±0.007(89)
3 0.641±0.008 0.382±0.006(60) 0.652±0.002 0.498±0.006(76)
括号中的值表示各品系的胁迫值与初始值的百分比

2.5 不同盐度条件对叶状体活体吸收光谱和主要光
合色素含量的影响
WT 和 YZ-7 幼苗在正常盐度(26)下培养 35d 后,
再在 26、15、8、5和 3盐度下培养 15d, 各组叶状体
的活体吸收光谱在波长 350—750nm均存在五个明显
的吸收高峰, 与在正常盐度下培养的叶状体一样; 另
外, 各峰值所处的波长也与正常盐度下相同, 但是五
个吸收峰的峰值均为低盐组高于高盐组 , 而且随着
盐度的降低, 各吸收峰的峰值均呈上升趋势。如图 3a
所示: WT叶状体在 26和 15盐度组的吸收峰值较低, 8
盐度组峰值开始急剧上升, 5、3两个低盐组的峰值依
次上升, 无任何杂峰; 如图 3b所示: YZ-7叶状体在 26
和 15盐度组的峰值较高, 8盐度组的峰值有一定的上
升, 但不明显; 与 WT不同的是, 15盐度组下 YZ-7的
峰值略低于 26盐度组。
WT 和 YZ-7 的 PE 和 PC 含量均随盐度的下降而
升高, 而 chl a含量随盐度的下降而下降; YZ-7各盐度
组的 chl a、PE和 PC含量均高于 WT, 且总藻胆蛋白
含量与 WT 相比均呈显著性差异。另外, 与 WT 不同
的是, 15盐度组 YZ-7的总藻胆蛋白含量低于 26盐度
组, 但差异不显著(表 5)。
3 讨论
3.1 WT与 YZ-7壳孢子低盐耐受性的比较
坛紫菜是一种生活在潮间带的海藻 , 在有淡水
流入的海域生长较好 (黄海水产研究所紫菜组 ,
1979; 福建省水产局 , 1979)。但是 , 对于野生坛紫
菜的耐低盐性没有一个定量和定性的观察和分析。
本研究发现坛紫菜野生品系对盐度变化表现较为
敏感 , 当培养盐度降至 8 及以下时 , 其壳孢子存活


图 3 坛紫菜野生品系(WT, a)和选育品系(YZ-7, b)叶状体在正常盐度 26下培养 35d后再在不同盐度下培养 15d后的活体吸
收光谱
Fig.3 In vivo absorption spectra of gametophytic blades of wild-type strain (WT, a) and improved strain (YZ-7, b) in P. haitanensis
cultured at 26 for 35 days and cultured at different salinities for another 15 days
510 海 洋 与 湖 沼 45卷
表 5 坛紫菜野生品系(WT)和选育品系(YZ-7)在正常盐度 26下培养 35d的幼苗再在不同盐度下培养 5d后的主要光合色
素含量变化
Tab.5 Contents of major photosynthetic pigments of the blades of wild-type strain (WT) and improved strain (YZ-7) in P. haitanensis
cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days
藻红蛋白(mg/g) 藻蓝蛋白(mg/g) 叶绿素 a(mg/g) 总藻胆蛋白(mg/g)
盐度
WT YZ-7 WT YZ-7 WT YZ-7 WT YZ-7
26 17.5±1.7 24.4±5.3 9.2±1.4 22.4±2.9 6.7±0.3 6.8±0.2 33.4 53.6**
15 19.9±0.5 23.9±3.1 12.9±0.7 19.2±1.6 6.4±0.5 6.5±0.2 39.2 49.6**
8 23.4±1.3 28.9±5.3 15.7±1.0 26.3±4.7 6.2±0.2 6.3±0.3 45.4 61.5*
5 25.2±1.2 28.8±0.5 16.6±0.5 26.4±0.5 5.7±0.2 5.9±0.2 47.5 61.1*
3 27.2±1.7 31.5±1.3 16.7±0.5 28.0±2.1 4.8±0.1 4.9±0.1 48.7 64.4*
*表示 YZ-7总藻胆蛋白含量与 WT相比差异显著(P<0.05, t-test), **表示差异极显著(P<0.01, t-test)

率显著下降。严兴洪等(1993a)研究发现 , 当盐度低
于 19.6时条斑紫菜野生品系叶状体的营养细胞存活
率显著降低。低盐下存活的壳孢子萌发体中大部分
只有 1—2 个细胞, 且无极性的分化, 可能是低盐导
致已经分裂的一部分细胞因吸水膨胀而破裂 , 造成
分裂率急剧下降。严兴洪等(2008a)研究也发现坛紫
菜野生品系的体细胞在 8盐度下培养 6d后开始吸水
膨胀 , 细胞内色素体以外的空隙明显增大。本研究
发现突变品系 YZ-7的壳孢子在 8盐度下仍有 75.2%
能正常生长 , 其中 95.7%的壳孢子能正常分裂 , 可
能是藻体通过改变液泡内的离子浓度进行渗透压调
节 , 以适应外界环境的变化 , 具体原因有待进一步
研究。
紫菜的假根来源于壳孢子第一次细胞分裂时产
生的两个极性细胞之一 , 假根的发生和发育直接决
定了藻体能否牢固附着, 生活下去。汪文俊等(2009)
研究海带假根发育时发现只有孢子体尽快分化出发
达假根, 才能附着牢固, 使植株不在风浪和水流等外
力的冲击下脱离基质; 严兴洪等(1993b)研究也发现
当盐度低于 26.8 时坛紫菜体细胞苗的假根形成受到
抑制。本实验结果也表明, 低盐会直接抑制坛紫菜壳
孢子的假根形成, 在 5盐度组, WT壳孢子的正常假根
发生率只有正常盐度组的 25.3%, 3 盐度组下假根基
本不萌发。如果在刚下过暴雨或在低盐度的海区进行
坛紫菜野生品系壳孢子的海上采苗工作 , 有可能导
致壳孢子因假根无法正常萌发, 附网不牢而流失, 影
响产量。选育品系 YZ-7 壳孢子在 5 盐度下的正常假
根发生率高, 是 WT 的 2.5 倍, 在 3 盐度组, 仍有
44.9%的壳孢子假根正常发育, 说明它有较强的耐低
盐特性。
3.2 WT与 YZ-7叶状体低盐耐受性的比较及特性差异
Fv/Fm是 PSⅡ最大光化学量子产量的值, 反映了
PSⅡ原初光能转化效率 , 非胁迫条件下该参数的变
化极小; Yield 反映了当 PSⅡ反应中心部分关闭情况
下的实际原初光能捕获效率 , 由叶片不经过暗适应
在光下直接测得(张守仁, 1999)。本研究发现, 在正常
盐度下 YZ-7品系的Fv/Fm和Yield均高于WT品系, 说
明该 YZ-7 叶状体在正常盐度下光合效率更高, 生长
更快。而随着盐度的下降, WT叶状体的 Fv/Fm和 Yield
均逐渐下降, 特别是在 3 盐度组, 分别只有初始值的
60%和 50%, 说明低盐胁迫可能对 PSⅡ产生了伤害,
使 PSⅡ的光化学活性及能量转换率下降。饶本强等
(2010)发现盐胁迫导致集球藻的生物量和光合活性明
显下降; 陈兰周等(2003)也发现盐胁迫显著抑制了爪
哇伪枝藻(Scytonema javanicum)的生长和光合活性 ,
梁英等(2006)研究发现盐胁迫能对塔胞藻 PSⅡ产生
伤害。与 WT不同, YZ-7叶状体在 8盐度条件下胁迫
处理 5d后, Fv/Fm保持不变, 说明 YZ-7品系在 8盐度
下基本不受胁迫或受胁迫较小。由于藻类对盐度变化
响应的机制十分复杂 , 仅从某一个方面去研究是远
远不够的, 还有待于进一步研究。
Chl a、PE 和 PC 是坛紫菜的主要光合色素和色
素蛋白 , 其含量高低是衡量商品干紫菜品质的重要
指标(董宏坡等, 2004)。在正常盐度下, YZ-7活体吸收
光谱吸收峰值以及 chl a、PE和 PC的含量均高于 WT,
这应该是 YZ-7 在正常盐度下生长更快的原因之一。
但随着盐度降低, WT叶状体的 PE和 PC含量都逐渐
升高 , 而 chl a 含量却逐渐下降 , 说明低盐胁迫使
chl a 的合成受到抑制(张志刚等, 2010), 也可能是低
盐胁迫下捕光色素蛋白复合体和反应中心复合体受
损伤或部分降解而导致的(梁英等, 2006)。与WT不同,
YZ-7 叶状体在 15 盐度组下其 PE 和 PC 含量低于 26
盐度组, 可能是因为 YZ-7经 γ射线诱变后最适盐度发
生了改变, 其详细的机理还有待于进一步的研究。
3期 檀应华等: 坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析 511
从叶状体的低盐耐受性结果来看 , 野生品系的
幼叶状体(35d)在三个低盐组下生长缓慢, 在 8 盐度
培养 30d, 体长只增加了 4 倍, 藻体的颜色变黄、变
厚、无光泽, 在 5和 3盐度下没有出现腐烂、卷曲现
象, 说明低盐对叶状体细胞分裂的影响较大, 但是壳
孢子在极低盐度下死亡率较高 , 可能是因为叶状体
外面有胶质层的保护, 而壳孢子外没有胶质层, 容易
受到低渗的影响而吸水涨破。相同条件下, YZ-7叶状
体增长了 7.6倍, 生长优势与WT相比极为明显, 藻体
颜色鲜艳、有光泽, 显示出很强的耐低盐性。本研究
结果说明 YZ-7 品系在耐低盐性、藻体的颜色、光合
色素含量、生长速度等方面均明显优于 WT 品系, 有
望应用于栽培并被培育成耐低盐的紫菜良种。
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512 海 洋 与 湖 沼 45卷
SELECTION AND CHARACTERIZATION OF A LOW-SALINITY TOLERANT STRAIN
IN PYROPIA HAITANENSIS (BANGIALES, RHODOPHYTA)
TAN Ying-Hua1, HUANG Lin-Bin1, 2, YAN Xing-Hong1, 2
(1. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Key Laboratory of Exploration and
Utilization of Aquatic Genetic Resources, Shanghai Ocean University, Ministry of Education, Shanghai 201306, China)
Abstract Alow-salinity tolerant strain (YZ-7) was selected by artificial mutagenesis in our laboratory. The tolerance of
YZ-7 conchospores and F1 gametophytic blades to low-salinities was studied against the wild-type (WT) as the control in
salinities of 26, 15, 8, 5, and 3 for 2 weeks. The results show no significant difference in survival rate between YZ-7 and
WT at normal salinity 26. In the 15 salinity group, the survival rates and the rhizoid germination rates of YZ-7conchospore
germlings were 34% and 35% higher than those of control, respectively. In 8 and 5 salinity groups, the survival rates and
division rates of conchospores, and the rhizoid germination rates were 65% and137%, 32% and 80%, 62% and 154%
higher than those of the control, respectively. In the group of lowest salinity at 3, the survival rates and division rates of
YZ-7 conchospores were 458% and 171% higher than those of control, respectively, and 44.9% of YZ-7 but zero WT
conchospore germlings had rhizoid germinated. In addition, we took YZ-7 blades that cultured in normal salinity 26 for 35
d and then transferred them into different salinities for another 30 days in the same salinity spectra mentioned above. The
results show that the absolute growth rates of YZ-7 blades were 6.85, 8.24, 4.15, 5.80, and 2.88 times higher; specific
growth rates were 2.57, 2.63, 2.79, 4.05, and 3.90 higher than those of WT, respectively to the salinities. In chlorophyll
fluorescence activities (Fv/Fm and Yield) and contents of three main photosynthetic pigments (chl a, PE, and PC), those of
YZ-7 blades were significantly higher than those of WT. Therefore, YZ-7 were proved as a low-salinity- tolerant
fast-growing strain whose traits could be passed onto the next generation, and be a potential new cultivar.
Key words Pyropia haitanensis; new strain; low-salinity tolerant; F1 gametophytic blade; conchospore