全 文 ：第 19卷　第 3 期 茂名学院学报 Vol.19　No.3
2009年 6 月 JOURNAL OF MAOMING UNIVERSITY Jun.2009
生态因子对礁膜配子放散及黑暗时间对合子固着的影响
李德1 ,谢恩义2 ,林皑怡2 ,林东年3
(1.电白县水产养殖技术推广站 , 广东 电白 525400;2.广东海洋大学水产学院 , 广东 湛江 524025;
3.茂名市海洋科技创新中心 , 广东 茂名 525000)
摘要:采用单因子实验方法研究了湛江港礁膜配子的成熟放散与温度 、光照 、比重和 pH 值的关系 ,并对黑暗时间对配子接
合及合子附着的影响进行了初步研究。实验结果表明 ,在温度为 20℃、光照强度为 80.13μmol (m2·s)左右 、pH 值为 7.9、比
重为 1.018 的室内培养条件下 , 为礁膜配子体成熟和配子囊大量放散配子的最适宜生态条件。早期合子附着的适宜黑暗时
间为 5～ 6h。
关键词:礁膜;生态因子;配子放散;合子固着
中图分类号:S968.41+2 文献标识码:A 文章编号:1671-6590(2009)03-0020-04
礁膜(Monostroma nitidum)隶属于绿藻门(Chorophyta)、石莼目(Ulvales)、礁膜科(Monostromaceae)、礁膜属
(Monostroma)。该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] 。礁膜又称石菜 、蛇被
(福建)、大本青苔菜(台湾)、由菜 、绿苔(广东)、青菜 ,广泛分布于我国辽宁 、山东 、浙江 、福建 、台湾 、广东 、
海南等沿海各省沿岸[ 2] 。礁膜是一种具有栽培价值的经济海藻。对礁膜进行开发研究 ,可积累我国大型
海洋经济绿藻的基础资料 ,增加海藻栽培新品种 ,开发海洋绿色食品 。我国对礁膜属种类的研究资料很
少 ,国内外关于礁膜的生物学文献仅有零星的粗略报导。为给礁膜人工育苗及栽培提供科学的基础理论
依据 ,我们进行了生态因子对礁膜配子放散及黑暗时间对合子固着的影响试验 。
1　材料与方法
1.1　材料的来源及处理
材料于2007年 4月中旬采自湛江港沿海潮间带的中高潮区 ,选择完整 、健壮的黄绿色藻体 ,用砂滤消
毒海水清洗数遍 ,去除泥沙 、浒苔等杂质 ,用毛笔逐株洗刷干净 ,然后加入培养液(经消毒处理的自然海区
海水 ,比重 1.021 ,另加营养盐NO3-N:PO4 3--P=3×10-6:10×10-6),在自然温度和光照下培养 2 ～ 5d ,
待材料充分成熟后进行实验。
1.2　方法
1)温度 、光强 、比重 、pH 值对配子放散的影响。挑选颜色多为黄绿色 ,镜检边缘有一圈黄褐色成熟配
子囊的种藻 ,吸干藻体表面水分 ,精确称量 1g 种藻 ,放入 30mL过滤消毒海水中 ,置于光照培养箱中培养 。
恒定培养条件为:温度 20℃、光强 96.15μmol (m2·s)、比重 1.018 、pH值 7.9。每组有一个生态因子设定不
同梯度进行单因子梯度实验:温度梯度组 ,15 、20 、25℃;光强梯度组 , 16.03 、48.08 、80.13μmol (m2·s);比重
梯度组 ,1.015 、1.018 、1.021;pH 值梯度组 ,6.9 、7.9 、8.9。培养 2h ,每 1h镜检 ,取一滴配子液 ,放 1 ～ 2滴碘
液 ,血球计数板下任取 5个视野(40×10倍),分别计算上述温度 、光强 、比重 、pH 梯度下放散配子的均值。
2)黑暗时间对合子固着的影响。在 14个直径为 6cm的培养皿中 ,分别加入 2mL培养液 ,再用精密移
收稿日期:2009-03-18;修回日期:2009-04-25
基金项目:广东省科技计划项目(2008B022900012);广东省科技计划项目(2008B030303045);
作者简介:李德(1966-),男 ,广东茂名人 ,工程师 ,从事水产养殖技术研究与推广。
液器取 2mL 配子液分别加入培养皿内 ,混合液(温度为 20℃、比重为 1.018 、pH 为 7.9)置于黑暗处连续培
养24h。前8h内每隔1h取出1个培养皿观察 ,以后间隔4h或 8h观察。血球计数板任取5个视野(40×10
倍)镜检并计数合子 ,取均值。
2　结果
2.1　温度 、光强 、比重 、pH值对配子放散的影响
1)温度对配子放散的影响 。温度对配子放散的影响见图 1。由图1可知 ,培养2h后 ,温度对配子的放
散量影响较大。15 ～ 25℃均能放散配子 ,其中放散量以 20℃时最多 ,平均每视野(40×10 倍)为 39个 ,第
2h时增长率为 290%;25℃时每视野放散19个 ,第 2h时增长率为 210%;15℃时放散量最少 ,为 11个 ,仅
为20℃时的 28.2%,第 2h增长率为 230%。
2)光强对配子放散的影响。光强对配子放散的影响见图 2。由图 2 可知 ,培养 2h后 ,在弱光和强光
下 ,礁膜成熟配子体均能放散配子 ,且放散的配子数随光强的增大而增加 ,第 2h时平均增长率均为 20%。
光强为 16.03μmol (m2·s)时放散配子数平均每视野 11个;光强为 80.13μmol (m2·s)时 ,放散配子数增多 ,
达到平均每视野 43个 ,是前者的 2.15倍;光强为 48.08μmol (m2·s)下的放散配子数平均每视野 20个 。
图 1　温度对礁膜配子放散的影响 图 2　光照强度对礁膜配子体放散的影响
3)比重对配子放散的影响 。海水比重对配子放散的影响见图 3。由图3可知 ,培养2h后观察得知 ,在
不同的比重下礁膜种藻都可以放散配子 ,但配子放散的量明显不同 ,比重过高或过低均使放散的配子数大
大减少。比重 1.018时 ,配子放散最多 ,平均每视野 26个 ,第 2h时增长率为 270%;比重 1.021时 ,平均每
视野 18个 , 第 2h 时增长率为 130%;比重 1.015 时 ,配子放散最少 ,平均每视野 6 个 , 第 2h 增长率为
230%,增长率较比重 1.021时高 。
4)pH对配子放散的影响。pH对配子放散的影响见图 4。由图 4可知 ,培养 2h后 ,不同 pH值配子放
散量明显不同 ,第 1h 相差不大 , 第 2h 较第 1h 配子放散明显增多 , pH 为 7.9时较 1h 放散量增长率为
390%,pH 为8.9时增长率为 50%,前者是后者的 7.8倍 ,而 pH为 6.9时增长率为 160%。第 2h配子放散
量与增长率成正比 , pH为 7.9时最大 ,平均每视野 34个;pH 为 6.9时次之 ,平均每视野 18个;pH为 8.9
时放散率较低 ,平均每视野 6个 。
图 3　比重对礁膜配子体放散的影响 图 4　pH 对礁膜配子体放散的影响
21第 3期　　　　　　李德等:生态因子对礁膜配子放散及黑暗时间对合子固着的影响
2.2　黑暗时间对合子固着的影响
黑暗时间对早期合子固着的影响见表 1。由表 1可知 ,不同黑暗处理时间对附着率有明显的影响 。
黑暗时间 1 ～ 24h均有合子附着 ,但黑暗时间短(1 ～ 3h),附着率较低且不稳定 ,仅有 28.9%～ 37.8%;随着
黑暗时间延长 ,合子附着量增多 ,附着率提高;黑暗 5 h ,附着率达 95.6%,黑暗 6 h ,附着率达到最大;之后
两小时 ,附着量基本不变;黑暗处理继续延长 ,合子附着量逐渐下降 ,早期合子附着的适宜黑暗时间为 5 ～
6h 。
表 1　黑暗时间对礁膜早期合子固着的影响
黑暗时间 h 1 2 3 4 5 6 7 8 12 16 24
附着量 (个 视野) 13 23 17 26 43 45 42 42 31 32 30
附着率 % 28.9 51.1 37.8 57.8 95.6 100 93.3 93.3 68.9 71.1 66.7
3　讨论与小结
1)温度对礁膜配子放散的影响。从礁膜配子放散与温度的关系来看 ,在 20℃时配子的放散量最多 ,
低温组(15℃)次之 ,高温组(25℃)最低 ,但就第 2h增长率来看 ,低温组比高温组高。其原因可能为:温度
过低 ,代谢酶活性低 ,产生 ATP 量也少 ,配子囊内配子的运动减慢 ,不容易冲破细胞壁 ,导致配子放散量
低 ,此时放散出的配子虽然活力弱 ,但死亡率较低;而在高温下 ,成熟藻体放散的配子活力强 ,表现出明显
趋光性 ,但随着高温时间持续延长 ,配子活力逐渐减弱 ,成活率降低 ,配子结合成合子数量少[ 3] 。根据笔者
长期观察 ,礁膜配子放散量阴雨天大于晴天 ,此现象可能与温度对礁膜配子放散的影响有直接关系 。
2)光照强度对礁膜配子放散的影响。本实验结果表明 ,礁膜配子放散时给予一定的光照强度 ,有利于
配子的大量放散 。据观察 ,配子有明显趋光性 。在适宜的光强范围内 ,提高光照强度 ,配子囊中的配子活
性随之增大 ,有利于其破壁放散 ,导致放散量和每小时增长率不断上升 ,光强为 80.13μmol (m2·s)时配子
的放散量最大。笔者将成熟的礁膜放在 122.18 ～ 400.64μmol (m2·s)的自然光下 ,配子虽能正常放散 ,但放
散量与80.13μmol (m2·s)组相差不大。由此可知当光强超过一定值时 ,配子放散量不再增加 ,光强继续增
大 ,会导致配子放散数量下降[ 4] 。喜田和四郎认为宽礁膜光强为 128 ～ 160μmol (m2·s)时配子放散较适
宜[ 5] ;国内有报道认为礁膜生长的适宜光强为 48 ～ 80μmol (m2·s),高于 112μmol (m2·s)是没有必要的[ 6] 。
光照不仅有利于配子的放散 ,还有利于筛选好的 、活力强的配子 。这是因为配子具有鞭毛而可游动 ,在光
照下具有明显的趋光性 ,适宜的光强能使大量活力好的配子游至水面聚集成团 ,而一些活力较差的配子则
下沉到水体的中下层 。室内人工育苗时汲取上层的配子液进行采苗 ,就能起到优选劣汰的作用。
3)比重对礁膜配子放散的影响。从比重组的实验得知 ,比重 1.018为配子放散的最适比重。刘思俭
等在湛江港研究礁膜生态时认为比重为 1.009 ～ 1.019时 ,是其配子体成熟和放散的适宜比重[ 7] 。礁膜对
较大幅度的海水盐度变化有较强的适应能力 ,在低比重的雨季里通常不会引起藻体死亡。但若海水盐度
过低 ,放散到低盐水体的配子因未形成细胞壁 ,细胞质膜易吸水膨胀破裂 ,存活率下降。相反 ,因为配子外
层只有细胞膜 ,在高盐度的海水中容易引起配子失水而受损 ,甚至死亡 。另外 ,礁膜配子体在过低盐度水
体中无法发育形成配子囊 ,也不能长期存活[ 8] 。而从第 2h增长率来看 ,低比重组较高比重组更有利于配
子的放散 。
4)pH值对礁膜配子放散的影响。本实验在礁膜适应的pH范围(pH为 6～ 9)内 ,选择pH值为6.9、7.9和
8.9三个梯度进行实验 ,结果表明礁膜配子放散量在 pH 值为 7.9时最大。其原因作者认为是 pH 值对礁
膜酶活性有影响 ,pH 值可能影响酶分子的荷电性从而影响酶的稳定性 ,或影响底物分子的解离状态以及
酶活性部位有关基团的解离 ,从而影响其与底物的结合和催化作用。根据实验结果分析可得 ,礁膜藻体内
的代谢酶在pH 值为 7.9时表现出最高的酶活性 ,配子囊内配子剧烈运动 ,容易冲破细胞壁 ,故配子放散量
高。若 pH过高或过低都会引起藻体配子放散量下降 。
5)黑暗时间对合子固着的影响 。礁膜雌雄异体 ,放散的雌雄配子大小相差不大 ,配子均顶生 2根鞭
毛 ,雌 、雄配子游动一定时间后接合成合子 ,合子遇到适宜的基质后附着 。本实验结果表明 ,黑暗处理 5 ～
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6h ,大部分合子已附着 ,且分布较均匀;而经过黑暗处理 1 ～ 3h ,配子液中仍有大量配子游动 ,大部分配子
尚未接合成合子 ,或部分刚接合的合子尚未牢固附着于基质 ,经光照和水流刺激下又重新游动起来 ,导致
附着率低。如果把黑暗时间延长到 6h以上 ,附着率没有提高并开始呈现下降趋势 。这是因为合子充分附
着后 ,若继续黑暗处理 ,高密度的合子长期得不到光照 ,光合作用严重受阻 ,导致生长逐渐受抑制而死亡 ,
导致附着率下降 。喜田和四郎报道宽礁膜黑暗处理以 0.5 ～ 1h为宜[ 9] ,但笔者实验认为对礁膜进行 0.5 ～
1h黑暗处理时间太短 ,不仅合子附着不均匀 ,而且仍有大量配子聚集成团 ,不符合生产需求 ,可见不同种
之间合子附着的黑暗处理时间也应不同 。陈昌生则认为 ,礁膜配子接合及合子的附着以 10 ～ 12h的黑暗
时间为宜[ 10] ,而本实验认为礁膜合子附着的黑暗处理适宜时间为 5 ～ 6h ,造成结果差异的原因 ,笔者推测
可能是不同地理种群表现的差异。
综上所述 ,温度为 20℃、光照强度为 80.13μmol(m2·s)左右 、比重为 1.018和 pH值为 7.9的室内培养
条件 ,为礁膜(Monostroma Nitidum)配子体成熟和配子囊大量放散配子的最适生态条件 。而雌 、雄配子接合
成合子及幼合子附着的适宜黑暗处理时间为 5 ～ 6h 。弄清不同环境因子对礁膜配子成熟放散的影响 ,就
能有效地通过人工控制放散条件 ,促使成熟藻体放散出数量多 、质量好的配子 ,为室内人工育苗提供良好
的“种子” ,这是保证室内人工育苗成功的首要条件 。
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Effects of Ecological Factors on Gametes Discharge and Dark
Time on Adherence of Zygote of Monostroma Nitidum
LI De
1 , XIE En-yi2 , LIN Ai-yi2 , LIN Dong-nian3
(1.Dianbai Aquaculture Technique Promotion Center , Dianbai 525400 , China;2.Guangdong Ocean University , Zhanjiang 524088 , China;
3.Marine Technology Innovation Center of Maoming City , Maoming 525000, China)
Abstract:This article has conducted the research of relationship between discharge of the gamete of Monostroma nitidum collected in Zhan-
jiang harbor and temperature , light intensity , specific gravity and pH value respectively by the measure of single factor experiment.And the
effects of dark time on its early zygote adherence were also studied.The results showed the optimum indoor culture conditions for the ga-
metophyte maturity and the gamete liberation were that the temperature was 20℃, light intensity was about 80.13μmol (m2·s), pH value
was 7.9 and specific gravity was 1.018 respectively.The optimum dark time for early zygote adherence was 5 ～ 6h.
Key words:Monostroma nitidum;ecological factor;gamete liberation;zygote adherence
23第 3期　　　　　　李德等:生态因子对礁膜配子放散及黑暗时间对合子固着的影响