全 文 ：第 31卷第 5期
2007年 9月 　　　　　　　　　　
水　产　学　报
JOURNALOF FISHERIES OF CH INA
　　　　　　　　　　　　Vo.l 31, No. 5　
Sep. , 2007　
文章编号:1000 - 0615(2007)05 - 0682 - 05
研究简报
收稿日期:2006-09-06
资助项目:浙江省科委资助项目(2001300001) ;上海市重点学科建设项目(Y1101)
作者简介:马家海(1940 -),男 ,博士生导师,教授 ,主要从事海洋植物种苗工程与增养殖研究。 Tel:021 - 65710020, E-mail:jhm a@
shfu. edu. cn
宽礁膜孢子体阶段的研究
马家海 , 　梁泽锋 , 　谢恩义
(上海水产大学农业部水产种质资源与养殖生态重点开放实验室 ,上海　200090)
关键词:宽礁膜;孢子体;配子;合子;孢子囊;游孢子
中图分类号:S 917. 3　　　　　　　文献标识码:A
The study on the sporophyte stage ofMonostroma latissimum
MA Jia-hai, LIANG Ze-feng, XIE En-y i
(Key Labora tory of Aquatic Genetic Resources and Aquacu ltural Ecology Certificated by theM in istry
of Agricu lture, Shanghai F isheriesUniversity, Shanghai　200090, Ch ina)
Abstract:Based on the observa tion and comparative ana lysis, overall and system atic deve lopm ent ofM.
latissimum in the stages from con jugation of gam ete to discharge of zoospore, on the sporophyte stage during
the life h istory ofM. latissimum is entire ly expatiated in th is article. M eanwh ile, on the basis of the results
of the experim en t, we divided the sporophyte stage ofM. latissimum into five periods :conjugation of
game tes(gam ete 7. 5μm ×2. 0μm), zygocyte (4 - 20μm), sporange (18 - 40μm), zoospore form a tion
(sporange 35 - 55 μm) and discharge of zoospore (zoospore 9. 4 μm ×3 μm). In th is paper itm ay be in
Ch ina to find the system ic acknow ledgem ent on the d iv ision of the sporange stage during the life h istory of
Monostroma as we ll as to the seedling cultivation in practice.
Key words:Monostroma latissimum;sporophyte;game te;zygocyte;sporange;zoospore
　　宽礁膜 (Monostroma latissimum )隶属于绿藻
门 、石莼目 、礁膜科 、礁膜属 。礁膜属的海藻俗称
塔膜菜 , 绿苔 , 全世界共有 40多种 , 我国有 6
种 [ 1] ,即礁膜 (M. n itidum W ittr. )、囊礁膜 (M.
angicava K je llm)、宽礁膜 (M. la tissimum W ittr. )、
厚礁膜 (M. crassifolia Tseng et C. F. Chang)、北
极礁膜 (M. arcticum W ittr. )、皱原礁膜 (M.
undu latum V inogradova)。宽礁膜属冷温性 、沿岸
性半咸水种类 ,分布于太平洋中南部沿岸内湾 ,我
国 、韩国 、日本等均有分布 ,我国见于台湾 、香港 、
福建 、浙江等沿海内湾 。藻体绿色 ,成熟后为黄绿
色 ,干后暗绿色 ,个体有或无裂片 ,稍粘滑 ,有光
泽 。叶边缘有壁褶 ,个体较大 (最大体高可至 20
cm以上 ),营养丰富 ,既可鲜食 ,也可晒干作调味
品 ,是日本制作紫菜酱的主要原料 。宽礁膜为一
种重要的食物资源 ,含有较多的糖类 、脂肪酸 、维
生素 、氨基酸 、无机盐和微量元素 [ 2] ,食用价值
高 ,是绿藻中食用价值最高的一种 。且该属种类
含有较多的硫酸多聚糖等药用活性物质[ 3 - 5] ,对
多种疾病具有治疗和预防作用 [ 6] , 是一种很有开
发潜力的海洋药物资源。
从生产和经济性能看 ,宽礁膜在该属中最具
有栽培前景 ,但我国目前对宽礁膜的研究资料很
少 [ 1, 2, 7] ,尚未进行人工栽培 ,需要进行深入研究
和开发 。本文通过对宽礁膜孢子体阶段的研究 ,
为宽礁膜生活史中孢子体阶段的划分提供理论依
据进行补充 ,这也对发展我国礁膜人工育苗栽培
业具有现实的指导意义[ 8] 。
1　材料和方法
1. 1　材料
4月份采集浙江沿海的宽礁膜 ,藻体边缘乃
至藻体大部分变成黄褐色或黄绿色的成熟配子
体 。
1. 2　方法
将采集的藻体边缘乃至藻体大部分变成黄绿
色的成熟配子体 ,清洗干净 ,阴干至含水量70% ～
75%,放入消毒过滤海水中 ,刺激其放散雌雄配
子 ,并辅以强光照刺激 ,以达到集中放散的目的。
雌 、雄配子接合发育成合子 ,合子质膜外分泌一层
胶质 ,使合子固着在附着基上。将固着有合子的
附着基转移至消毒海水中进行培养 ,光强为 18 ～
24 μmo l m -2 s-1 , 温度为室温培养保存 。合
子培养至 6月转变成孢子囊 , 9月上旬孢子囊成
熟 , 10月初放散游孢子 ,萌发为宽礁膜配子体幼
苗 。采用石蜡切片 H. E染色方法 ,并用配有 DPR
型的显微数码相机的 OLYMPUS BH-2型光学显
微镜对切片进行观察 、摄影 [ 9 -11] 。
2　结果
2. 1　镜检
配子结合　　配子体在 3月上旬即可成熟。
由边缘部分开始成熟 ,成熟的边缘部分变成淡黄
色 ,未成熟部分仍为绿色 ,充分成熟的雌 、雄配子
呈黄褐色。配子放散时 , 光强控制在 30 ～ 50
μmol m -2 s- 1 ,在配子放散时需要强光刺激 ,
使得配子放散达到最佳 [ 12 -13] 。放散出来的配子
(图版Ⅰ -1)分为雌 、雄配子 ,其配子形态相似 ,呈
椭圆形 , 2根等长鞭毛位于配子前端 。配子可分
雌 、雄 ,雌雄配子平均大小为 7. 5 μm ×2. 0 μm。
配子多为推进式运动 ,也有原地快速旋转推进运
动 。雌 、雄配子的运动方式也不尽相同 ,雌配子游
动缓慢 ,运动方向改变频繁 ,雄配子游动迅速 ,方
向变化不大 。雌 、雄配子混合放散后 ,可见到许多
雌 、雄配子形成配偶对 ,它们之间首先通过鞭毛的
末端连结在一起 ,然后配偶对的前端互相靠近 ,形
成 “ ”形(图版Ⅰ -2),配子结合时需要避光 ,否
则结合成合子的机率会显著下降。
合子的形成　　在雌 、雄配子细胞质融合过
程中 ,雌 、雄配子的核也融合在一起 ,形成圆球形
的合子 ,形成单细胞的受精卵 (图版 Ⅰ-3 ～ 4),此
时的合子大小 4. 2 ～ 4. 5 μm ,初期未形成细胞壁 ,
可以运动 ,随后合子质膜外分泌一层胶质 ,使合子
固着在附着基上 ,并在合子质膜外形成细胞壁 ,使
合子保持圆球形状态 。
合子在培养前期 (4 - 6月),水温较低时(17 ～
26℃),生长较快 ,从 4 μm增长至 20 μm(图版
Ⅰ -5 ～ 6),其间光照应较强 ,以 32. 1 ～ 80. 1μmol
m
- 2 s- 1为宜;如果光强小于 16 μmo l m - 2 s- 1 ,
合子不仅生长慢 ,而且逐渐死亡 [ 14] 。这一阶段合
子的细胞核仍不分裂 ,甚至有可能保持到第 2年。
孢子囊　　6月上旬 ,合子的细胞核进行分
裂 ,此后合子转为孢子囊。镜检观察此时的孢子
囊已不是合子阶段内部有一个大而明显的细胞
核 ,而是游孢子囊内部由于细胞核发生减数分裂 ,
内部的细胞质也发生分化 ,因此 ,镜检观察孢子囊
内部出现颗粒状结构 (图版 Ⅰ -7 ～ 8)。颜色淡绿
或翠绿色 ,孢子囊生长较为缓慢 ,大小为 18 ～ 40
μm。 7 - 8月水温较高 ,孢子囊内部的孢子开始
显现(图版Ⅰ -9),但是还未发育成熟 。到 8 - 9月
孢子囊内部的细胞质发生明显的分化 ,镜检下清
晰可见一粒粒孢子(图版Ⅰ -10)。
游孢子形成　　9月中旬 ,孢子囊大小为 35 ～
55μm ,孢子囊壁厚 2 ～ 4 μm ,较透明 ,日渐成熟
的孢子囊其颜色逐渐由绿色变成黄绿色或黄褐
色 。高倍下镜检 ,孢子囊内游孢子形成 (16 ～ 32
个 )清晰可见 ,淡绿色或草绿色 ,球形 ,聚集在孢
子囊内部 ,无法分辨鞭毛 ,在孢子囊壁有一处明显
突出呈穹窿状(图版Ⅰ -11),这是游孢子形成的明
显标志 。
游孢子放散　　10月中上旬 , 在光照刺激
下 ,孢子囊内壁穹窿处打开 ,形成的圆形开口 ,游
孢子由圆孔放散出来 (图版 Ⅰ -12)。游孢子从孢
子囊的开口处涌出在开口外部聚成一个集合体 ,
然后以极快的速度向四散游开 ,还有少数孢子囊
放散不同于前一种 ,而是游孢子一个个游离出孢
子囊(图版Ⅰ -13 ～ 20),在孢子囊内还会有个别未
放散出的游孢子 ,在孢子囊内可以一直运动 6 h
以上 ,且因活动空间加大 ,运动速度加快。游孢子
完全放散后的孢子囊的囊壁或空壳在附着基质上
6835期　　　　　　　　　　　　　　　　　马家海 , 等:宽礁膜孢子体阶段的研究
长久不消失 。刚放散出的游孢子呈瓜子形 ,平均
大小为 9. 4 μm ×3 μm ,位于游孢子中的块状叶
绿体占据游孢子的大部分体积 ,游孢子具强向光
性 ,大量游孢子在光亮处可集结成肉眼可见的云
雾状。游孢子顶生鞭毛(图版Ⅰ -21),长度为体长
的 1. 4 ～ 1. 5倍 ,游动速度较快 ,无确定的运动方
向 , 1 ～ 1. 5 h后游动速度减慢 , 2 ～ 3 h内大多固
着 。固着前 ,常旋转于一个地方达 2 m in或更久 ,
静止前由摆动逐渐变为颤动。处于黑暗的个别游
孢子 ,运动时间可超过 10 h。游孢子用其鞭毛将
自身附着于固着基上 ,静止不动的游孢子渐渐变
成球状 ,直径 5 ～ 5. 4μm ,随后在游孢子的周围分
泌胶质 ,使游孢子牢固地固着于基质上 (图版 Ⅰ -
22)。固着后 2 ～ 3 d,游孢子即萌发分裂形成多
细胞幼苗(图版Ⅰ -23), 9 ～ 10 d后发育成 32 ～ 64
个细胞 , 20 d的苗肉眼可见 ,大小为 1 mm左右 ,
已有成百上千个细胞 ,为一层细胞构成的多细胞
叶状体 ,其假根常有分枝(图版 Ⅰ-24)。
2. 2　H. E染色切片观察
合子　　当雌雄配子结合后形成圆球形的合
子形成单细胞的受精卵 ,通过染色可以清晰的观
察到合子质膜外分泌一层胶质 ,内部的细胞核与
细胞质对比明显 ,清晰可见 (图版Ⅱ-1 ～ 2)。
孢子囊　　在经过单细胞的合子阶段后 ,细
胞核发生减数分裂 ,形成孢子囊 ,经过染色观察可
以清晰看到孢子囊内部出现多个细胞核 (图版Ⅱ-
3 ～ 4),色泽浅灰色 。
游孢子形成　　此时的孢子囊内部的细胞质
已经发生明显的分化 ,已经发育成游孢子 。 9月
上旬 ,孢子囊大小为 35 ～ 55 μm ,孢子囊壁厚 2 ～
4 μm ,透明 、成熟的孢子囊经过 H. E染色 ,细胞
核被苏木精染成紫黑色 ,多数细胞质及非细胞成
分被伊红染成粉红色 ,孢子囊内部的游孢子清晰
(图版Ⅱ-5)。
游孢子放散　　孢子囊内壁穹窿处打开 ,形
成的圆形开口 ,游孢子由圆孔放散出来 ,游孢子从
孢子囊的开口处涌出 (图版 Ⅱ-6 ～ 7)留下空囊。
刚放散出的游孢子呈瓜子形(图版Ⅱ-8)。
3　讨论
本文根据宽礁膜孢子体各个阶段的形态 、构
造和生长发育 ,系统地阐述了宽礁膜生活史中的
孢子体阶段即从配子体放散雌雄配子 ,两者相互
结合成为合子 ,进一步发育成为孢子囊 ,直至形
成 、放散游孢子发育成为配子体幼期的全过程 。
经过多年的观察研究与实践积累的经验 ,并
参照条斑紫菜生活史中丝状体的生长发育阶
段 [ 15] ,将宽礁膜生活史中的孢子体阶段分 5个时
期:配子结合(配子平均 7. 5μm ×2. 0 μm)、合子
(4 ～ 20 μm)、孢子囊 (18 ～ 40 μm)、游孢子形成
(孢子囊 35 ～ 55 μm)、游孢子放散 (游孢子平均
9. 4 μm ×3 μm)。陈昌生 [ 14]曾提出将礁膜合子
阶段划分为 3个时期:初期合子 (合子刚附着 ,大
小为 5 ～ 10μm)、中期合子 (30 ～ 40 μm )、后期
合子(大小为 65 ～ 70 μm) ,当合子大小达到 65 ～
70μm后 ,合子的生长不明显 ,开始转化形成游孢
子囊。此阶段划分是以大小为依据 ,没有从形态
和内部构造上加以区分。合子在绿藻中专指雌雄
配子在结合后形成短暂的单个细胞的时期 ,随着
礁膜合子进一步生长发育 ,合子内部已不是单个
细胞 ,因此按照大小划分初期 、中期 、后期合子 ,并
将孢子囊阶段也划入后期合子显然是不妥的。游
孢子形成到游孢子成熟放散有一个成熟期 ,要历
时 1个月左右 ,游孢子形成与游孢子放散是有明
显区分的 。为此 ,作者对宽礁膜的孢子体阶段
(每年 4 - 10月)从形态结构和生长发育角度进
行了上述划分。
Bo ld和Wynne[ 16]以及其他学者认为 , 礁膜
生活史中只有独立生活的配子体世代 ,二倍体的
合子阶段时间很短暂 ,因而礁膜生活史是单倍体
单世代型。但本实验观察结果表明孢子体阶段存
在时间很长 ,每年 4月至 10月从配子体放散的配
子结合为合子 ,进而发育成孢子囊以及成熟的孢
子囊形成放散游孢子 ,再萌发为配子体 ,整个过程
历时超过半年 ,同时就其栽培生活史而言 ,有约半
年时间生长发育在海洋的宏观配子体世代 ,以及
约半年多时间生长发育在育苗阶段的微观孢子体
世代 ,证明了宽礁膜的生活史中是存在着明显的
异形世代交替现象[ 8, 17] 。而且从室内实验和育苗
实践中发现有一部分孢子囊当年没有发育成熟 ,
而是持续到第 2年才成熟放散 ,形成二年生孢子
囊 ,这种现象还有待于进一步深入研究。
参考文献:
[ 1] 　黄宗国. 中国海洋生物种类与分布 [ M ] . 北京:海
洋出版社 , 1994:222 - 223.
684 水　产　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　31卷
[ 2] 　谢恩义 ,马家海 , 陈扬建.宽礁膜营养成分分析及
营养学评价 [ J] . 上海水产大学学报 , 2002, 11
(2):129 - 133.
[ 3] 　H iraoka A, H arada N , Uehara T, et al. C ap illary
isotachophoretic ana lyses of a lga l
ac id icpolysacchar ides and the ir application to a
survey[ J] . Chem Pharm Bull Tokyo, 1992, 40
(3):783 - 785.
[ 4] 　MaedaM , U ehara T, H aradaN , et al. H eparinoid-
ac tive sulpha ted polysachar ides from Monostroma
nitidum and the ir distribution in the Ch lorophyta
[ J] . Phy tochem istry, 1991, 30(11):3611 -3614.
[ 5] 　 Harada N , M aeda M. Chem ical struc ture of
antithromb in-active rhamnan sulfate from
Monostroma nitidum [ J ] . B iosc i B iotechno l
B iochem, 1998, 62(9):1647 - 1652.
[ 6] 　中国人民解放军海军后勤部卫生部 , 上海医药工
业研究. 中国药用海洋生物 [M ] . 上海:上海人民
出版社 , 1977:4.
[ 7] 　Chen Y C, Chang Y M. Isolation and regeneration
of protoplasts of Monostroma la tissimum W ittrock
(Monostromataceae, Chlorophyta)[ J] . Bot Bull
A cad S in, 1994, 35:45 - 51.
[ 8] 　 Hua W H , X ie E Y , M a J H. L ift history of
Monostroma latissim um [ J] . Ac ta Bo tanica S in ica,
2004, 46(4):457 -462.
[ 9] 　吴佩琴 , 吴春霖.细针吸取物石蜡切片的制作 [ J] .
临床与实验病理学杂志 , 2002, 18(3):343.
[ 10] 　苏　庆 ,陈　钢 , 陈　华 , 等. 石蜡切片制作细胞
株免疫组化检测的研究 [ J] .中国组织化学与细胞
化学杂志 , 2003, 12(3):335 - 337.
[ 11] 　郭　群 , 张品南. H. E染色切片质量欠佳的原因
及处理 [ J] . 中华今日医学杂志 , 2003, 3(24):52
- 53.
[ 12] 　陈昌生. 礁膜配子放散条件的研究 [ J] . 台湾海
峡 , 1996, 6:154 -158.
[ 13] 　陈昌生.盐度和营养盐对礁膜配子体发育的影响
[ J] .水产学报 , 1992, 16(4):388 - 391.
[ 14] 　陈昌生.光照对礁膜合子生长发育的影响 [ J] .水
产学报 , 1996, 20(1):30 - 35.
[ 15] 　马家海 ,蔡守清. 条斑紫菜的栽培与加工 [M ] .北
京:科学出版社 , 1996:18 - 20.
[ 16] 　 Bo ld H C, Wynne M J. Introduction to the algae
[ M ] . P ren tice-H a ll, Inc. Englewood C liffs, N J,
1978:244 - 246.
[ 17] 　K ida W. D evelopm en t and life-cyc le of parthe-
nogame tes in Monostrom a la tissimum [ J] . F ish
Multipl, 1989, 37:83 - 86.
图版说明　Explanation of P lates
图版Ⅰ 　
1. 雌雄配子 , ×400;2. 配子结合 , ×500;3. 5月份固着的合子 , ×400;4. 5月份固着的合子 , ×1000;5. 6月份固着的合子 , ×800;6. 6
月份固着的合子 , ×800;7. 6月份孢子囊 , ×800;8. 7月份孢子囊 , ×500;9.开始形成游孢子的孢子囊 , ×400;10. 10月份游孢子成熟的孢
子囊 , ×400;11. 放散前的孢子囊 , ×1000;12.已经开口的孢子囊 , ×400;13. 游孢子放散 , ×400;14. 游孢子放散 , ×400;15. 游孢子放
散 , ×400;16. 游孢子放散 , ×400;17. 游孢子放散 , ×400;18. 游孢子放散 , ×1000;19. 游孢子放散, ×1000;20. 游孢子放散 , ×1000;
21. 游孢子 , ×1000;22. 游孢子固着 , ×1000;23. 多细胞苗 , ×400;24. 幼苗 , ×200
图版Ⅱ
1. 5月份合子 , ×1000;2. 6月份合子 , ×1000;3. 7月份孢子囊;×500;4. 8月份孢子囊 ,开始形成孢子;×500;5. 9月份游孢子成熟
的孢子囊 , ×1000;6. 10月份即将放散游孢子的孢子囊 , ×1000;7. 孢子囊放散 , ×400;8. 放散的游孢子 , ×1000
P late Ⅰ
1. male and fem ale gametes, ×400;2. Con jugation of gam etes, ×500;3. set tled zygotes inM ay, ×400;4. settled zygo tes inMay, ×1000;
5. settled zygo tes in June, ×800;6. settled zygo tes in June, ×800;7. sporange in June, ×800;8. spo range in Ju ly, ×500;9. imm ature
sporan ge, ×400;10. a m ature sporange in O ctober, ×400;11. the spo range b efo re lib erate zoospo res, ×1000;12. ringen t sporange, ×
400;13. zoospo res liberation, ×400;14. zoospores l iberation, ×400;15. zoospores l iberation, ×400;16. zoospo res liberation, ×400;17.
zoospores l iberation, ×400;18. zoospo res liberation, ×1000;19. zoospores liberat ion, ×1000;20. zoospo res liberation, ×1000;21. zoospo res,
×1000;22. zoospores adhered to the net ×1000;23. cellu lous germ ling ×400;24. spo reling ×200
P lateⅡ
1. zygotes inM ay, ×1000;2. zygo tes in June, ×1000;3. spo range in Ju ly, ×500;4. immatu re sporange in A ugus t, ×500;5. am ature
sporan ge in Sep tember, ×1000;6. the sporange before lib erate zoospores in October, ×1000;7. zoospores liberation, ×400;8. zoospo res,
×1000
6855期　　　　　　　　　　　　　　　　　马家海 , 等:宽礁膜孢子体阶段的研究
图版Ⅰ 　P late Ⅰ
图版Ⅱ　P lateⅡ
686 水　产　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　31卷