全 文 ：孔石莼广泛分布于我国海洋沿岸,是我国
野生藻类资源中极为丰富的一种[1]。近年来随
着海洋污染日趋加重,其在营养盐丰富的河
口、海湾等浅水水域中大量繁殖,形成绿潮,破
坏了海洋沿岸生态系统,引发一系列生态问
题,如生物多样性降低等[2]。在其大量繁生季
节,随着潮水涨落,大量孔石莼搁浅于沿岸,经
数小时曝晒,部分藻体死亡,当潮水再次袭来,
孔石莼水溶性抽提液抑制海洋浮游植物生长
南春容 1,张海智 2,林少珍 3
(1.温州医学院 海洋科学系,浙江 温州325035;2.潍坊学院 生物工程学院生物系,山东 潍坊261061;
3.浙江省海洋水产养殖研究所,浙江 温州325000)
摘 要:研究了不同浓度和不同光照条件等处理下孔石莼水溶性抽提液对5种海洋浮游植物生长的影
响,以揭示孔石莼泛滥,藻体死亡分解释放出的内含物对其周围环境中浮游植物类群所产生的生态影
响。结果表明:孔石莼体内含有克藻物质,其对实验的五种藻类全部表现出抑制效应,不同强度光照处
理对孔石莼体内抑藻物质的含量影响不明显。该抑藻物质不耐高温。
关键词:孔石莼;水溶性抽提液;海洋浮游植物;生长抑制
中图分类号:Q948.8 文献标识码:A 文章编号:1001-7119(2007)05-0658-06
AqueousExtractsofUlvapertusaInhibittheGrowthofPhytoplankton
NanChun-rong1,ZhangHai-zhi2,LinShao-zhen3
(1.DepartmentofMarineScience,WenzhouMedicalColege,Wenzhou325035,China;2.DepartmentofBiology,
WeifangUniversity,Weifang261043,China;3.ZhejiangMaricultureResearchInstitute,Wenzhou325000,China)
Abstract: Ulvapertusaalwaysgrowsexcessivelyatseashoreduetoeutrophication.Alargequantityofsubstanceis
releasedatitsdeath.AqueousextractsofUlvapertusaatvariousconcentrationsandunderdiferentiluminationswere
testedforalelopathicactivityagainstfivespeciesofmicroalgaeinordertorevealtheecologicalefectatthe
decompositionofUlvapertusa.Thegrowthsoffivespeciesofmicroalgaewerealinhibitedbytheaqueousextractsof
Ulvapertusa. DiferentiluminationsexhibitednosignificantefectonthequantityofalelopathicsubstanceinUlva
pertusa.However,theinhibitoryefectsoftheextractswerecompletelydismissedafteritbeingautoclavedfor20minutes
at120℃.
Keywords:Ulvapertusa;aqueousextracts;growthinhibition;phytoplankton
收稿日期:2006-05-14
基金项目:中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室开放基金;温州医学院科研发展基金(QTJ05020);浙
江省教育厅科研基金(20061795)。
作者简介:南春容(1966-),女,博士,近年主要从事海洋生态学方面的研究。E-mail:nanchunrong@163.com
Vol.23 No.5
Sep.2007
科 技 通 报
BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGY
第23卷 第5期
2007年9月
DOI:10.13774/j.cnki.kjtb.2007.05.005
第5期
死亡藻体在海水中分解,释放出大量内含物。
另外,在孔石莼繁殖季节,藻体在释放孢子后,
分解死亡,释放出大量藻体内含物。这些物质
必然会对同一生境中的其它生物,如浮游藻类
等,产生影响。基于这样一个生态现象,本文选
取近岸水域常见的隐藻门、绿藻门、金藻门和
硅藻门等不同门类的代表性浮游藻类,在实验
室条件下研究了孔石莼水溶性抽提液对它们
生长的影响,以期揭示孔石莼藻体死亡分解
时,藻体内含物对其周围环境中浮游植物类群
所产生的生态影响。
1 材料和方法
1.1 藻种及预培养
实验所用 5种海洋微藻-亚心形扁藻
(Platymonassubcordiformis(Wile)Hazen)、小新
月菱形藻 (Nitzschiaclosteriumf.minutissima)、
纤 细 角 毛 藻 (Chaetocerosgracile)、 隐 藻
(ChroomonasplacoideaButhcher1967)、球等鞭
金藻 (Isochrysisgalbanaparke8701)由中国海
洋大学微藻室提供。以上各藻种皆单种培养于
f/2[3]介质中。实验前,将各藻种培养至对数生
长期备用。
1.2 孔石莼水溶性抽提液的制备
孔石莼 (Ulvapertusa)采自温州洞头。新鲜
孔石莼采回实验室后,以自来水洗净泥沙等杂
物,沥去多余水分。取新鲜孔石莼 10g,加少许
蒸馏水研磨成浆,用煮沸消毒过的海水离心 3
次,得上清液 100mL。以此液为母液(相当于
每升海水含 100g孔石莼,计为 w/v=10g/
L),用煮沸消毒过的海水作不同稀释倍率,得
系列浓度梯度(0~2.0g/L)溶液。
1.3 不同浓度的孔石莼水溶性抽提液对海洋
微藻生长的影响
实验所用孔石莼水溶液浓度系列为 0.0,
0.25、0.5、1.0、1.5、2.0g/L。将上述各液按 f/2
加富,取处于对数生长期的各微藻接种于 100
mL三角瓶内(含 40mL培养液),实验重复数
n=3。
各藻种起始密度为:隐藻 10.5×104cels/
mL;亚心形扁藻 4.5×104cels/mL;等鞭藻 38×
104cels/mL;小新月菱形藻 42.5×104cels/mL;
纤细角毛藻 9.75×104cels/mL。实验在光照培养
箱内进行,培养条件为 20℃,60μmol·m-2·s-1;
L:D=12:12h。实验所用海水盐度为 30PPt,pH
8.3。每日定时摇动各培养瓶两次,采样 1mL,
鲁哥氏液固定保存。各微藻计数均使用血球计
数板,在 Olympus显微镜下进行。
1.4 不同处理的孔石莼水溶性抽提液对海洋
微藻生长的影响
实验开始前一周,在 20℃,L∶D=12∶12h条
件下,将孔石莼预培养于自然海水中(不加营
养盐),作 A、B两种不同强度光照培养处理。A
处理光照强度为 100μmol·m-2·s-1,B处理光
照强度为 6μmol·m-2·s-1。
孔石莼水溶性抽提液制备方法同上,取不
同光照强度处理的孔石莼各 10g制得上清液
A、B各 100mL(A液 100μmol·m-2·s-1组、B
液 6μmol·m-2·s-1组)。另取 A液 50mL置压
力锅中,加热至 120℃,维持 20min,制成 C液。
实验共设 A、B、C、D四个系列。取 A、B、C
三液各 50mL,分别加入 450mL海水中,按 f/2
加富,制成 A、B、C三系列培养液,系列 D为 f/2
培养液(对照)。取处于对数生长期的各藻种接
种于 100mL三角瓶内 (内含 40mL培养液),
实验重复数 n=3。实验条件同上。
实验数据采用单因子方差分析并结合多
重比较方法进行统计分析。
2 结果
2.1 不同浓度的孔石莼水溶性抽提液对海洋
赤潮藻生长的影响
图 1所示为不同浓度系列孔石莼水溶性
抽提液对各藻种生长的作用结果。
图中显示:在 0.125g/L浓度处理下,实验
第二天开始,隐藻生长即受到显著抑制 (P<
0.01);在 0.5g/L浓度处理下,在实验 48h内
完全致死;在 1.0g/L以上浓度处理下,在实验
24h内完全致死。
各浓度孔石莼水溶性抽提液对小新月菱
形藻的生长皆表现出抑制作用。在孔石莼水溶
性抽提液浓度为 2.0g/L处理下,在实验 48h
内,小新月菱形藻完全致死。随着孔石莼水溶
性抽提液浓度升高,其对小新月菱形藻生长的
南春容等.孔石莼水溶性抽提液抑制海洋浮游植物生长 659
科 技 通 报 第23卷
抑制作用加强。
各浓度孔石莼水溶性抽提液对亚心形扁
藻的生长皆表现出抑制作用,抑制作用随孔石
莼水溶性抽提液浓度增高而增大。
浓度低于 0.5g/L的孔石莼水溶性抽提液
对纤细角毛藻生长无明显抑制作用,但在 1.0
g/L以上浓度处理下,纤细角毛藻的生长受到
显著抑制(P<0.01)。
在浓度低于 1.0g/L孔石莼水溶性抽提液
处理下,球等鞭金藻生长几乎不受影响;但在
1.5g/L以上浓度处理下,球等鞭金藻生长受
到显著抑制(P<0.01)。
不同效应浓度的孔石莼水溶性抽提液对
各藻种抑制作用一般表现在接种后 48h之
内。图 2所示为实验进行至 48h时(表现出抑
制效应的最短时间),孔石莼水溶性抽提液对
各藻种生长抑制量与其浓度之间的关系 (隐
藻由于在 0.5g/L以上浓度处理下,在 48h内
图1不同浓度的孔石莼水溶性抽提液处理下各藻种的种群生长动态
Fig.1 PopulationdynamicsoffivespeciesofmicroalgaeundervariousconcentrationsofaqueousextractsofU.
pertusa.Dataarethemeansfromthreeindependentassays.
◆0.0g/L;□0.125g/L;△0.25g/L;○0.5g/L;*1.0g/L;●1.5g/L.▲2.0g/L
时间/d
细
胞
密
度
/1
×1
04
ce
lls
/m
L
6543210
80
60
40
20
0
a
6543210
1000
800
600
400
200
0
细
胞
密
度
/1
×1
04
ce
lls
/m
L
时间/d
b
800
600
400
200
0
6543210
时间/d
c
细
胞
密
度
/1
×1
04
ce
lls
/m
L
细
胞
密
度
/1
×1
04
ce
lls
/m
L
1000
800
600
400
200
0
6543210
时间/d
d
120
100
80
60
40
20
0
6543210
细
胞
密
度
/1
×1
04
ce
lls
/m
L
时间/d
e
660
第5期
完全致死,故略去)。
各藻种生长受抑制量的计算方法为:
生长抑制量 =(对照组的藻种密度-处理
组藻种密度)/对照组藻种密度
图 2a、b显示,孔石莼水溶性抽提液在低
浓度下对球等鞭金藻和纤细角毛藻的生长无
影响,只有在高浓度下才产生明显的抑制作
用,其关系不符合米氏方程。
图 2c、d显示,孔石莼水溶性抽提液的初
始浓度与其对小新月菱形藻和亚心形扁藻的
生长抑制量之间的关系基本符合米氏方程。
其关系式分别为:亚心形扁藻 y=0.9x/(0.4+
x),r2=0.96;小新月菱形藻 y=3.4x/(31.5+
x),r2=0.99。
2.2 不同处理的孔石莼水溶性抽提液对海
洋赤潮藻生长的影响
图 3所示为不同处理的孔石莼水溶性抽提
液对5种海洋微藻生长的作用结果。
该图显示,不同光照强度下培养的孔石莼水
溶性抽提液在实验48h内将隐藻完全致死,经高
温处理后孔石莼水溶性抽提液对隐藻的生长几乎
没有任何影响;
实验24h内,不同光照强度下培养的孔石莼
水溶性抽提液对小新月菱形藻生长没有显著影
响,实验 48h开始,则表现出显著抑制作用(P<
0.05),但不同光照度处理之间差异不明显;经高温
处理后孔石莼水溶性抽提液对小新月菱形藻生长
有轻微促进作用,但未达显著性水平(P>0.05)。
实验24h内,不同光照强度下培养的孔石莼
水溶性抽提液对亚心形扁藻和纤细角毛藻生长
没有显著影响,实验48h开始,则表现出显著抑
制作用(P<0.05),但不同光照度处理之间差异不
明显;经高温处理后孔石莼水溶性抽提液对亚
心形扁藻生长没有影响,对小新月菱形藻生长
有轻微促进作用,但未达显著性水平(P>0.05)。
不同光照强度下培养的孔石莼水溶性抽
提液对球等鞭金藻生长有轻微抑制作用,经高
温处理后孔石莼水溶性抽提液对球等鞭金藻
的生长有轻微促进作用,但各处理间差异不显
著(P>0.05)。
南春容等.孔石莼水溶性抽提液抑制海洋浮游植物生长 661
科 技 通 报 第23卷
图 3 不同处理的孔石莼水溶性抽提液对三种赤潮藻种群生长动态的影响
Fig.3 EfectsofaqueousextractsofU.pertusasubjectedtovarioustreatmentsonthepopulationdynamicsofthemicroalgae
tested.Dataarethemeansfromthreeindependentassays.*control;
●100μmolm-2s-1;○6μmolm-2s-1ilumination;△beingautoclaved.
3 讨论及结语
本研究显示,孔石莼体内含有克藻物质,
其对本实验五种浮游藻类全部表现出抑制效
应,只是表现抑制效应的浓度不同。隐藻表现
出的效应浓度最低,小新月菱形藻次之,亚心
形扁藻居中,纤细角毛藻和等鞭金藻的效应浓
度较高。这主要与藻类种群间差异,以及实验
中微藻种群的培养密度有关。
高温处理后孔石莼水溶性抽提液对各藻
种生长皆无抑制效应,说明孔石莼水溶性抽提
662
第5期
液中的抑藻物质不耐高温,化学性质不稳定。
其失活后对纤细角毛藻和小新月菱形藻的生
长具有轻微促进作用,可能是抑藻物质化学性
质改变后转变为营养物质,促进了两者生长。
在自然界中,随着潮水涨落,孔石莼或是
飘浮于海面,受到较强光照,或是沉于浑浊的
水下,长时间处于近乎黑暗状态下。本实验结
果显示,不同强度光照处理对孔石莼体内抑藻
物质含量影响不明显。
对于赤潮的危害,人们已有深刻认识。但
大型绿藻泛滥的生态后果,尚未引起足够重
视。Nelson和 Lee报道[4],大型海藻 Ulvafenes-
trata和 Ulvariaobscura的水溶性抽提液能够
抑制大型海藻 Fucusgardneri合子萌发以及牡
蛎幼体发育。本研究显示,孔石莼藻体内含物
亦可抑制浮游植物生长繁殖。可见,大型绿藻
泛滥过后的死亡解体对周围环境中其它生物
群落的影响是显著的,其直接生态后果就是多
种生物生长受到抑制,物种多样性指数降低。
尽管孔石莼藻体内含物的释放会对环境
造成不良影响,但孔石莼体内克藻物质为可降
解的天然产物,利用植物体内产生的天然克生
物质进行生态调控,在陆生杂草防治及淡水生
态系统中藻类水华控制方面早有研究,并取得
很好进展[5-7]。但在海洋生态系统中,关于该方
面的研究刚刚起步,报道很少[8,9]。本研究结果
可为孔石莼的开发利用以及赤潮防治提供新
思路,一方面,可以直接从孔石莼体内提取天
然除藻剂,达到以废治废、变害为利的效果;另
一方面,深入研究孔石莼体内克藻物质的化学
结构和性质,将为进一步合成新型、高效、专一
且能生物降解的杀藻剂提供依据。
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