全 文 ：第35卷第2期
2014年6月
淮北师范大学学报（自然科学版）
Journal of Huaibei Normal University (Natural Science)
Vol. 35 No. 2
Jun. 2014
铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长生殖的影响
李 芳，邓道贵，张晓莉，黄青飞
（淮北师范大学 生命科学学院，安徽 淮北 235000）
摘 要：文章研究单细胞的产毒铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长生殖的影响. 结果表明：拟同形
溞不能在纯铜绿微囊藻下生长生殖. 随着斜生栅藻浓度的升高，拟同形溞的首次怀卵时间逐渐减少，而成熟体
长逐渐增大. 拟同形溞的首次产幼溞数、最大种群密度及最大种群增长率随着斜生栅藻浓度的增大而增大. 最
大种群密度和最大种群增长率均出现在 2×106 cells/mL的斜生栅藻浓度组，分别为 302.7 ind.（200 mL）-1和
0.213 d-1. 在低的斜生栅藻浓度（1×105 cells/mL）下，拟同形溞不产生卵鞍. 在2×105～2×106 cells/mL的斜生栅藻
浓度下，拟同形溞产出较多的卵鞍，最大值（77.3 ind.）出现在1×106 cells/mL的斜生栅藻浓度组. 在较高的斜生栅
藻浓度（1×106 cells/mL和2×106 cells/mL）下，含休眠卵的卵鞍数占总休眠卵数的比例明显高于较低的斜生栅藻
浓度组（2×105 cells/mL和4×105 cells/mL）. 研究暗示，斜生栅藻浓度的增大可以减缓产毒单细胞铜绿微囊藻对拟
同形溞的生长生殖的抑制作用，而卵鞍的产生和休眠卵的形成受其种群密度和铜绿微囊藻的共同影响.
关键词：拟同形溞；铜绿微囊藻；斜生栅藻；生殖
中图分类号：X 52 文献标识码：A 文章编号：2095-0691（2014）02-0056-05
水体富营养化所引发的一系列环境问题已经成为水环境研究领域的热点. 由于水体富营养化的日
益加剧，一些湖泊蓝藻水华的发生越来越频繁，且微囊藻通常是蓝藻水华发生的优势类群［1-2］. 微囊藻毒
素的产生和释放已成为蓝藻水华的重要危害之一［3］. 微囊藻毒素对水生生物如鱼类和浮游动物具有明显
的毒害作用［4-6］.
枝角类是水体食物链的重要组成部分，一方面它们能够有效滤食细菌和藻类；另一方面它们又是鱼
类的重要饵料来源. 一些研究表明，无毒小型绿藻的添加能够缓解有毒微囊藻对枝角类的毒害作用［8-9］.
有关单细胞微囊藻和小型绿藻的组合对枝角类的卵鞍产生和休眠卵形成的影响尚未见报道. 拟同型溞
（Daphnia similoides）是一种大型枝角类浮游动物，在富营养湖泊中较常见. 本文研究有毒单细胞铜绿微
囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长发育、种群动态及卵鞍产生和休眠卵形成的影响，探讨在斜生栅
藻浓度增加下拟同形溞对产毒铜绿微囊藻的响应机制，为深入了解蓝藻和枝角类的相互作用关系提供
参考.
1 实验材料与方法
1.1 材料
实验用铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa FACHB526和斜生栅藻 Scenedesmus obliquus均购自中国科
学院水生生物研究所藻种库. 实验室中，用BG-11培养基进行培养，培养温度为（25 ±1）℃，光暗比12 h∶
12 h，光强2 500 lx左右. 两种藻类达到指数增长期时收集，浓缩后在冰箱中4 ℃下保存.
拟同形溞来自巢湖底泥休眠卵的孵化，在实验室中已经过多代培养. 实验用的培养液为经曝气充氧
并静置24 h以上的自来水，高温煮沸、冷却后过滤备用. 实验幼溞来自同一母溞克隆的第三代幼溞（出生
收稿日期：2014-03-13
基金项目：国家自然科学基金项目（31070387）
作者简介：李 芳（1987- ），女，安徽宿州人，硕士生，研究方向为水生生态学. 通讯作者：邓道贵（1969- ），男，安徽巢湖人，博士，教授.
第2期 李 芳等：铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长生殖的影响
后<12 h）.
1.2 方法
实验设6个实验组，每个实验组设3个平行，共18个组合. 实验在250 mL烧杯中进行，每个烧杯中加
入200 mL培养液. 每个组合中加入的铜绿微囊藻526的浓度均为2×104 cells/mL. 斜生栅藻的浓度设置为
6个浓度，即A：0×105 cells/mL，B：1×105 cells/mL，C：2×105 cells/mL，D：4×105 cells/mL，E：10×105 cells/mL，
F：20×105 cells/mL. 取来自同一母溞克隆产生的第三代雌性幼溞（出生时间<12 h）放入上述培养液中，每
个实验组合中均放入10只幼溞. 实验在QHZ-98B全温光照振荡培养箱中进行，光照强度为2 200 lx，光
暗比为12 h：12 h，温度为（25 ±1）°C. 抱卵前，每隔一天更换培养液，抱卵后每天更换培养液. 记录拟同形
溞的首次怀卵时间、成熟体长（首次怀卵体长）、首次产幼溞数. 从实验开始起，每4 d记录拟同形溞的种
群数. 每2 d记录卵鞍数，并在显微镜下检查各卵鞍中所含的休眠卵数. 实验持续时间为32 d.
1.3 最大种群增长率和数据处理
最大种群增长率：g=（lnNt- lnN0）/t，g为最大种群增长率，Nt为种群达到的最大值，N0为实验开始时的
种群数，t为达到种群最大值时所需的天数. 种群最大值取第一次达到的峰值. 数据分析使用SPSS20.0 软
件进行统计. One-way ANOVA分析在相同的铜绿微囊藻下增加的斜生栅藻浓度对拟同形溞各种群参数
的影响. 用post-hoc LSD检验各实验组间的显著性差异.
2 结果
2.1 铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长发育的影响
在纯铜绿微囊藻526的A组中，实验开始的第2 d，实验溞开始死亡，第6 d后实验溞全部死亡，且没
有出现怀卵的现象. 实验B组中，拟同形溞仅有部分母溞存活且怀卵，第16 d后种群全部死亡. 其他实验
组（C、D、E、F组）中的拟同形溞母溞均全部怀卵，并产生后代. 拟同形溞的首次怀卵时间随着斜生栅藻浓
度的增加而缩短，而成熟体长随着斜生栅藻浓度的增大而增大（表1）. One-way ANOVA分析显示，在产
毒铜绿微囊藻存在下，斜生栅藻的浓度对拟同形溞的成熟体长和首次怀卵时间有极显著影响（P<0.001）.
post-hoc LSD检验显示，就首次怀卵时间而言，实验E和F组分别与其他实验组间均具有显著差异；就成
熟体长而言，实验F组与B、C、D组间均具有显著差异（表1）.
表1 在铜绿微囊藻和斜生栅藻组合下拟同形溞的种群参数
Table 1 Population parameters of D.similoides under the combination of M.aeruginosa and S.obliquus
斜生栅藻浓度
S.obliquus concentrations
首次怀卵时间
Time to maturation (h)
成熟体长
Body length at maturity (mm)
首次产幼溞数No.offspring at first
reproduction (ind./per female)
最大种群增长率Maximal
population growth rate (d-1)
最大种群密度Maximal
population density (ind./(200mL))
卵鞍累计数
Cumulative ephipium number (ind.)
A
__
__
0±0 c
0±0c
10.0±0 e
0±0 b
B
161.6±29.5 a
1.45±0.04 b
2.3±1.7 bc
0.062±0.07 bc
25.3±22.4 e
0±0 b
C
186.1±5.3 a
1.47±0.01 b
4.7±0.8 ab
0.136±0.03 ab
102.0±19.3 d
47.0±32.0 ab
D
158.3±17.0 a
1.48±0.03 b
4.9±0.5 a
0.142±0 ab
170.7±14.2 c
54.3±22.1ab
E
124.8±17.6 b
1.49±0.02 ab
5.6±0.4 a
0.204±0.06 a
225.3±29.4 b
77.3±49.7 a
F
94.4±9.1 c
1.53±0.03 a
6.1±0.7 a
0.213±0 a
302.7±10.7 a
53.7±8.4 ab
注：同行不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）Different small letters in the same line mean significant difference among treatments at
0.05 level
2.2 铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞种群动态和休眠卵形成的影响
除实验A组无幼溞产出外，其他各组的首次产幼溞数随着斜生栅藻浓度的增加而显著增加（P<
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淮北师范大学学报（自然科学版） 2014年
0.001）. Post-hoc LSD检验显示，实验D、E、F组分别与A、B组间具有显著差异，实验C组和A组组间也具
有显著差异（表1）. 实验B组首次产幼溞数最少，仅为2.3±1.7 ind.，且首次怀卵前有部分母溞出现死亡.
拟同形溞的种群密度随着斜生栅藻浓度的增加而增加. 实验E和F组在实验12 d内即达到较高的种
群密度（图1）. 拟同形溞的最大种群密度和最大种群增长率也呈现随斜生栅藻浓度的增加而增加，最大
值均出现在实验F组，分别为302.7±10.7 ind./（200 mL）和0.213 d-1. One-way ANOVA分析显示，斜生栅藻
的浓度变化对拟同形溞的最大种群密度和最大种群增长率均具有极显著影响（P<0.001）. Post-hoc LSD
检验显示，对最大种群密度来说，除实验A和B组间无显著差异外，其他各实验组间均具有显著差异；对
最大种群增长率来说，实验E和F组分别与A、B组间均具有显著差异，实验C、D组与A组间也具有显著
差异（表1）.
图1 在铜绿微囊藻和斜生栅藻组合下拟同形溞的种群动态
Figure1 Population dynamics of D.similoides under food combinations of M.aeruginosa and S.obliquus
实验B组中，未出现休眠卵（表1）. 斜生栅藻浓度从2×105 cells/mL（C组）～1×106 cells/mL（E组）时，拟
同形溞产生了较多数量的卵鞍. 斜生栅藻浓度上升到2×106 cells/mL（F组）时，拟同形溞的卵鞍累积数也
呈上升趋势. 而当斜生栅藻浓度达到最高值2×106 cells/mL时，尽管拟同形溞的最大种群密度最高，但其
卵鞍累积数下降（表1，图2）. 实验E和F组中，拟同形溞含休眠卵的卵鞍数占总卵鞍数的比例明显高于实
验C和D组. 在实验E组中，含休眠卵的卵鞍数占总卵鞍数的比例可达82.7%（图2）. 在相同的产毒铜绿
微囊藻浓度下，斜生栅藻的浓度变化对拟同形溞的卵鞍累积数具有显著的影响（P<0.05）. Post-hoc LSD
检验显示，实验E组分别与A、B组间均具有显著差异（表1）.
图2 在铜绿微囊藻和斜生栅藻组合下拟同形溞的卵鞍累积数和含休眠卵比例
Figure 2 The cumulative ephippia number and the percent of ephippia containing resting eggs of D.similoides under food combinations of M.
aeruginosa and S.obliquus3 讨论
微囊藻对枝角类的生长生殖有抑制作用，主要表现在阻碍摄食，缺乏必须的营养物质和毒性效应等
方面［10-12］. 微囊藻毒素（MC）是藻细胞内毒素，当藻细胞腐败裂解后，毒素被释放入水，导致许多水体生物
中毒死亡［13-14］，即微囊藻只有被浮游动物摄食，经消化吸收后才能产生毒害作用. Mohamed发现，水体中
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第2期 李 芳等：铜绿微囊藻和斜生栅藻的组合对拟同形溞生长生殖的影响
始终没有检出蓝藻毒素的存在，而在Daphnia体内检测出了一定浓度的蓝藻毒素［15］. 文［12］观察到，有毒
微囊藻能明显延缓大型溞的生长，减少其怀卵量，并造成幼体产出困难，死亡率升高. 与微囊藻水华共存
于同一水体中的多刺裸腹溞在以微囊藻为唯一食物来源时，也表现出生长和生殖的抑制现象［16］. 本研究
中，在纯微囊藻的A组中，拟同形溞在实验开始时1-2 d能蜕皮生长，而在后续的时间内却逐渐死亡. 镜
检发现，实验溞的肠道前部有蓝绿色的铜绿微囊藻细胞，肠道的后部呈黄色，暗示微囊藻细胞已被拟同形
溞消化. 文献［17］也观察到，在大型溞摄食铜绿微囊藻的24 h内，微囊藻毒素MC-LR的平均含量不断变
化，大型溞表现出积极的毒素累积效应.
较多的研究显示，无毒小型绿藻（如栅藻和小球藻）密度的增加能够缓解产毒微囊藻对枝角类生长生
殖的毒害作用［8-9，18］. Chen和Xie曾报道，随着斜生栅藻浓度的增加，隆线溞的种群增长率得到了相应的提
高［19］. Liu发现，随着铜绿微囊藻密度的增加，大型溞的种群增长被抑制，首次怀卵数降低，发育迟缓，寿命
减短. 但当加入小球藻后，铜绿微囊藻的毒性效应明显降低［20］. DeMott通过对5种枝角类的研究发现，随
着混合食物中栅藻浓度的增加明显缓解了微囊藻对枝角类的毒害作用［8］. Liu也观察到，栅藻能够降低微
囊藻对蚤状溞的毒害效应，且栅藻的比例越大，微囊藻对蚤状溞的致毒效应就越低［9］. 本研究中，在有毒
单细胞铜绿微囊藻浓度一定下，随着斜生栅藻浓度的升高，拟同型溞的首次怀卵时间减少，而首次怀卵体
长增大. 拟同形溞的首次产幼溞数、种群密度和最大种群增长率也随着斜生栅藻浓度的增加而增大. 斜
生栅藻浓度的变化对拟同型溞的卵鞍累积数有显著影响（P<0.05）. 在较低的斜生栅藻浓度下（C组），拟
同形溞的种群密度较低，产出的卵鞍数较少，不含休眠卵的空卵鞍数约占卵鞍总数的62.5%. 而含2个休
眠卵的卵鞍数随着斜生栅藻浓度的增加而增加. 不管怎样，实验F组的种群密度明显大于E组，而实验F
组的卵鞍累积数却低于E组. 研究结果暗示，斜生栅藻浓度的增加能够明显缓解产毒铜绿微囊藻对拟同
形溞生长生殖，而拟同形溞的卵鞍产生和休眠卵形成是受产毒铜绿微囊藻和其种群密度的共同制约.
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Combined Effects of Microcystis Aeruginosa and Scenedesmus Obliquus on
the Growth and Reproduction of Daphnia Similoides
LI Fang，DENG Dao-gui，ZHANG Xiao-li,HUANG Qing-fei
（School of Life Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China）
Abstract：This paper studied the combined effects of single-cell toxic M.aeruginosa and S.obliquus on the
growth and reproduction of D.similoides.The results showed D.similoides could not grow and reproduce under
only M.aeruginosa as food.Time to maturation of D.similoides decreased with the increase of S.obliquus con⁃
centrations，while body length at maturity increased.No.offspring at first reproduction，maximal population den⁃
sity and maximal population growth rate increased with the increase of S.obliquus concentrations.Both maxi⁃
mal population density and maximal population growth rate appeared in the 2×106 cells/mL of S.obliquus con⁃
centration group，302.7 ind.（200mL）-1 and 0.213 d-1，respectively.D.similoides did not produce the ephippium
under the low S.obliquus concentration（1×105cells/mL）.There were more ephippia produced under the high⁃
er S.obliquus concentrations（1×106 cells/mL），and the peak（77.3 ind.）occurred in the 1×106 cells/mL of S.
obliquus concentration group.The percent of ephippia containing one and two resting eggs among total ephip⁃
pia were obviously higher under the higher S.obliquus concentration groups（1×106 cells/mL and 2×106 cells/
mL）than under the lower S.obliquus concentration groups（2×105 cells/mL and 4×105 cells/mL）.It suggested
that increasing S.obliquus concentrations might relive the inhibition of single-cell toxic M.aeruginosa on the
growth and reproduction of D.similoides，while the ephippium production resting-egg formation of D.similoides
were influenced by population density and M.aeruginosa together.
Key words：Daphnia similoides；Microcystis aeruginosa；Scenedesmus obliquus；reproduction
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