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第 39 卷第 2 期
2015 年 2 月
水 产 学 报
JOUＲNAL OF FISHEＲIES OF CHINA
Vol． 39，No． 2
Feb．，2015
文章编号:1000 － 0615(2015)02 － 0193 － 10 DOI:10． 3724 /SP． J． 1231． 2015． 59512
收稿日期:2014-10-17 修回日期:2014-11-25
资助项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2012AA10A413)
通信作者:宫相忠，E-mail:gxzhw@ 163． com
五种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
洪丽珍1， 宫相忠1* ， 张文健1， 高 伟1， 张必达2
(1．中国海洋大学海洋生命学院，山东 青岛 266003;
2．长岛爱华海藻食品有限公司，山东 烟台 265800)
摘要:以实验室保存的萱藻丝状体为材料，采用实验生态学方法，探讨了 L1、PES、F1、f /2 以及
ESNW 5 种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响，并以去除氮或磷成分的 L1 培养液为基础，
研究了不同外加浓度氮和磷对萱藻丝状体生长发育的影响。结果显示:(1)5 种培养液中，L1
培养液最有利于萱藻丝状体的生长发育，经 L1 培养液培养的萱藻丝状体呈深褐色，细胞质充
盈，培养 28 d 后，丝状体生物量增重倍比可达(560． 48% ± 0． 73%)，孢子囊枝比例高达
(46． 88% ±0． 41%)，孢子囊直径为(18． 95 ± 0． 89)μm;(2)萱藻丝状体生长发育最适添加
NO －3 -N 浓度为 6． 00 mg /L，在此 NO
－
3 -N 浓度条件下，萱藻丝状体生长速度最快，丝状体呈深
褐色，培养 20 d 后，孢子囊枝比例高达(46． 78% ± 0． 14%)，孢子囊直径可达(18． 78 ± 2． 45)
μm。在添加 NO －3 -N 浓度为 0 mg /L 和高氮(96． 00、192． 00 mg /L)条件下，萱藻丝状体生长速
度均相对较慢，丝状体色素淡，培养 20 d 后，孢子囊枝比例分别仅为(0% ± 0%)、(9． 06% ±
0． 32%)和(7． 65% ±0． 45%)，孢子囊直径仅 9． 00 ～ 10． 00 μm;(3)萱藻丝状体生长发育的最
适外加 PO3 －4 -P浓度为 1． 32 mg /L，在此 PO
3 －
4 -P浓度条件下，萱藻丝状体生长速度最快且丝状
体呈深褐色，培养 20 d后，孢子囊枝比例高达(47． 12% ± 0． 26%)，孢子囊直径可达(18． 89 ±
0． 98)μm。外加 PO3 －4 -P为 0 mg /L 时，萱藻丝状体色素淡，培养 20 d 后，孢子囊枝比例仅为
(10． 12% ±0． 27%)，孢子囊直径仅有(9． 78 ± 1． 32)μm。外加 PO3 －4 -P高于15． 84 mg /L时，丝
状体出现“不良”生长状况———变绿、细胞解体、附着解体的丝状体碎屑且没有孢子囊枝的形
成。研究证明，在萱藻丝状体的生长发育过程中，应选择一种合适的培养液以及适时地控制硝
酸盐与磷酸盐的浓度，使其维持在一定范围内，从而促进萱藻丝状体的快速生长，提高其孢子
囊枝比例、增大孢子囊直径。
关键词:萱藻;丝状体;培养液;生长;发育
中图分类号:S 968． 4 文献标志码:A
萱藻(Scytosiphon lomentaria)隶属于褐藻门
(Phaeophyta)，褐子纲(Phaeosporeae)，萱藻科
(Scytosiphonaceae)，系泛温带性海藻，在我国北
起辽东半岛，南至广东省海陵岛之间的沿海海域
均有分布。萱藻具有异形世代交替的生活史，即
大型的配子体(叶状体)世代与微观的孢子体(丝
状体、垫状体、类垫状体)世代［1］。萱藻味道鲜
美，营养价值高，蛋白质含量高达 19． 71%，远高
于羊栖菜(Hizikia fusiformis)(14． 90%)及海带
(Laminaria japonica)(8． 70%)［2］，同时对疱疹病
毒(Herpes simplex)、辛德毕斯病毒(Sindbis)的抗
性强［3 － 4］，对 A-549 和 HL-60 两种肿瘤细胞的抑
制率均高达 80． 00%［5 － 6］，并且对亚油酸过氧化
有较强的抑制作用［7］。因此，萱藻是一种极具开
发潜力的经济海藻。
萱藻丝状体作为微观孢子体世代的存在形式
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之一，是萱藻工厂化育苗的种质，它能够形成单室
孢子囊并释放游孢子，进而形成叶状体。因此，是
否能获得数量充足且发育优良的萱藻丝状体是萱
藻工厂化育苗能否成功的关键之一。培养液能为
海藻种质的生长发育提供必需的氮、磷等大量营
养元素、铜、铁等微量金属元素以及维生素，从而
促进海藻种质快速生长，提高紫菜等海藻的丝状
体孢子囊枝比例，增加海带等海藻的配子体细胞
直径。据报道，PES 和 ESNW 培养液为改良版的
ES 培养液，L1 培养液为改良版的 f /2 培养液，这
3 种改良版的培养液不仅能促进海带、裙带菜配
子体及紫菜丝状体的快速生长，还能增加海带和
裙带菜配子体细胞直径，提高紫菜丝状体孢子囊
枝比例［8 － 12］。另外，f /2 培养液是一种普遍使用
的加富海水培养液［12］，它一方面能促进小球藻
(Chlorella)等绿藻的细胞分裂［13］，另一方面也能
促进条斑紫菜(Porphyra yezoensis)等红藻的自由
丝状体快速生长以及向孢子囊枝转化［14 － 15］。因
此，从众多培养液中选出一种既能促进萱藻丝状
体快速生长，又能提高其孢子囊枝比例、增大孢子
囊直径的培养液十分重要。
据高伟等［16］的研究报道，F1 培养液能够促进
萱藻丝状体快速生长发育。但至目前为止，国内外
尚未有比较 F1培养液与其他培养液对萱藻丝状体
生长发育影响的相关研究报道。本研究以萱藻丝
状体为材料，探讨了 L1、PES、F1、f /2 以及 ESNW 5
种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响，并以去除
氮或磷成分的 L1 培养液为基础，研究了不同外加
浓度氮和磷对萱藻丝状体生长发育的影响，以期为
萱藻丝状体生长发育和工厂化育苗过程中培养液
的选择与优化提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 实验材料
实验所用萱藻丝状体取自本实验室萱藻种质
库。在充气扩增培养条件下获取足量的萱藻丝状
体，扩增条件为温度(22 ± 0． 5)℃，光周期 L∶ D =
14∶ 10，光照强度 86． 4 ～ 97． 2 μmol /(m2·s)，培
养液为 F1培养液
［16］。
1． 2 实验方法
培养液实验 将生长良好的萱藻丝状体，
经高速打碎机点切 4 ～ 6 次，获得长度为 300 ～
400 μm 的丝状体藻段，用 200 目筛绢过滤并用消
毒海水冲洗两次以去除碎屑，分别加入 L1［12］、
PES［17］、F1［16］、f /2［12］和 ESNW［12］培养液配成密
度为(0． 60 ± 0． 05)mg /mL 的萱藻丝状体藻液，取
丝状体藻液 300 mL 置于 500 mL 的三角烧瓶中，
每种培养液设置 3 个平行样，静置培养。培养温
度、光周期及光照强度同“1． 1 实验材料”。每天
定时人工摇瓶 3 次，每隔 7 天全量更换培养液。
实验所用海水(盐度为 30)取自青岛栈桥附近海
域，经脱脂棉过滤，121 ℃高压蒸汽灭菌 30 min，
冷却至 22 ℃后备用。以萱藻丝状体生物量增重
倍比［18］、孢子囊枝比例［19］及孢子囊直径［18］作为
丝状体生长速度和发育质量的评价指标。实验周
期为 28 d，增重倍比 P的计算公式如下:
P(%)= ［(Nt － N0)/N0］× 100
式中，P表示萱藻丝状体的增重倍比，Nt表示第 t
天的萱藻丝状体鲜重(mg);N0表示初始鲜重
(mg)［12］。
氮浓度实验 以 L1 去氮培养液为基础，分
别配置 NO －3 -N(NaNO3)浓度梯度为 0、3． 00、6． 00、
12． 00、24． 00、48． 00、96． 00 和 192． 00 mg /L 的培养
液，每种梯度设置 3 个平行样。实验周期为 20 d。
实验及检测方法同“1． 2培养液实验”。
磷浓度实验 以 L1 去磷培养液为基础，
分别配置 PO3 －4 -P(NaH2 PO4)浓度梯度为 0、
0． 33、0． 66、1． 32、2． 64、5． 28、15． 84 和 95． 04
mg /L 的培养液，每种梯度设置 3 个平行样。实
验周期为 20 d。实验及检测方法同“1． 2 培养液
实验”。
1． 3 数据处理
应用 Microsoft Excel表格进行数据统计与标
准差分析，运用 IBM SPSS Statistics 19 进行数据
差异显著性分析，使用 Sigmaplot 10． 0、ACDSee
进行数据处理并作图。
2 结果
2． 1 培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
实验结果表明，PES、f /2、F1、ESNW 以及 L1
5 种培养液在萱藻丝状体的生长速度方面表现出
明显差异(表 1)。在实验周期内，随培养时间的
延续，各实验组丝状体生物量增重倍比均呈逐渐
增大的趋势。在培养后的第 28 天，5 种培养液条
件下生物量增重倍比依次为 (256． 39% ±
0． 83%)、(120． 95% ± 0． 64%)、(372． 33% ±
491
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2 期 洪丽珍，等:五种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
1． 08%)、(132． 21% ± 0． 49%)和(560． 48% ±
0． 73%)，特别在 L1 培养液中，萱藻丝状体生物
量增重倍比显著高于其他 4 种培养液(P ＜
0． 05)。
表 1 五种培养液对萱藻丝状体生物量增重倍比(%)的影响
Tab． 1 Effects of five culture media on increasing ratio of biomass of filaments of S． lomentaria
培养液
culture medium
时间 /d time
1 3 7 14 21 28
PES 9． 23 ± 0． 02a 15． 96 ± 0． 14a 41． 07 ± 0． 32a 100． 08 ± 0． 27a 189． 23 ± 0． 83a 256． 39 ± 0． 83a
f /2 3． 45 ± 0． 26ab 9． 37 ± 0． 30b 33． 89 ± 1． 13b 43． 11 ± 1． 53b 92． 10 ± 0． 78b 120． 95 ± 0． 64b
F1 9． 98 ± 1． 69abc 32． 45 ± 0． 59c 93． 21 ± 0． 88c 142． 20 ± 0． 78ac 258． 34 ± 0． 64ac 372． 33 ± 1． 08c
ESNW 2． 12 ± 0． 40abd 6． 97 ± 0． 19bd 16． 42 ± 0． 74d 66． 98 ± 0． 66bd 100． 01 ± 0． 55bd 132． 21 ± 0． 49bd
L1 22． 33 ± 0． 60e 43． 56 ± 1． 06e 156． 45 ± 0． 79e 200． 31 ± 0． 58e 345． 39 ± 0． 55ce 560． 48 ± 0． 73e
注:同列中具有不同字母的表示差异显著(P ＜ 0． 05)，具有相同字母的表示差异不显著(P ＞ 0． 05) ，下同
Notes:The different letters in each column mean significant differences(P ＜ 0． 05)，the same letters mean no significant differences(P ＞ 0． 05) ，
the same as the following
培养液不仅影响萱藻丝状体的生物量增重倍
比，而且影响丝状体的发育质量。在培养后的第
28 天，通过显微镜观察，在 L1、F1 和 PES 培养液
中，萱藻丝状体呈深褐色，细胞质充盈，念珠状孢
子囊细胞比例高(图版-1，2，3)，孢子囊直径分别
可达(18． 95 ± 0． 89)、(16． 78 ± 1． 12)和(17． 45 ±
1． 21)μm，同 时 孢 子 囊 枝 比 例 依 次 高 达
(46． 88% ± 0． 41%)、(41． 38% ± 0． 67%)和
(40． 50% ±0． 45%)(图 1) ，然而在 f /2 和 ESNW
培养液中，萱藻丝状体的长势与其他培养液相比
相差甚远，不仅丝状体色泽较淡，而且细胞质缢
缩，细胞长筒状(图版-4，5)，孢子囊直径仅为
8． 00 ～ 10． 00 μm，孢子囊枝比例分别仅有
(10． 15% ± 0． 32%)和(8． 05% ± 0． 78%) (图
1) ，各实验组孢子囊直径差异显著(P ＜ 0． 05)。
综合考虑萱藻丝状体的生物量增重倍比及丝
状体的发育质量，L1 培养液最有利于萱藻丝状体
的生长发育，f /2 和 ESNW 培养液不适合萱藻丝
状体的生长发育。
2． 2 氮浓度对萱藻丝状体生长发育的影响
通过实验得出不同外加 NO －3 -N 浓度对萱藻
丝状体生物量增重倍比的影响(表 2)。在实验周
期内，随培养时间的延续，外加 NO －3 -N 浓度为 0
mg /L 时，丝状体生物量增重倍比在培养后的第
15 ～ 20 天呈下降的趋势;外加 NO －3 -N 浓度为
3． 00 ～ 96． 00 mg /L，各实验组丝状体生物量增重
倍比均呈逐渐增大的趋势;外加 NO －3 -N 浓度为
192． 00 mg /L 时，生物量增重倍比在培养后的第
15 ～ 20 天开始降低。在培养后的第 20 天，随外
加 NO －3 -N 浓度的逐渐增大，不同外加 NO
－
3 -N 浓
度实验组丝状体生物量增重倍比依次为
(83． 25% ± 0． 14%)、(288． 67% ± 0． 32%)、
(378． 13% ± 0． 28%)、(311． 88% ± 0． 35%)、
(235． 32% ± 0． 24%)、(124． 41% ± 0． 21%)、
(100． 00% ± 0． 29%)和(87． 44% ± 0． 13%)。尤
其是外加 NO －3 -N 浓度为 6． 00 mg /L 时，生物量
最终增重倍比分别为外加 NO －3 -N 浓度为 0、
192． 00 mg /L 的 4． 54 和 4． 32 倍，与其他各实验
组差异显著(P ＜ 0． 05)。
图 1 培养 28 d后五种培养液对萱藻丝状
体孢子囊枝比例及孢子囊直径的影响
a表示的是孢子囊枝比例，b 表示的是孢子囊直径，上标不同
大写字母表示存在显著性差异(P ＜ 0． 05)，下同
Fig． 1 Effects of five culture media on sporangial
branchlets ratio and sporangium diameter of
filaments of S． lomentaria after being
cultured for 28 days
a indicates the sporangial branchlets ratio，b indicates the
sporangium diameter，the different capital letters mean significant
differences(P ＜ 0． 05)，the same as the following
591
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水 产 学 报 39 卷
表 2 不同外加 NO －3 -N浓度对萱藻丝状体生物量增重倍比(%)的影响
Tab． 2 Effects of adding different concentrations of NO －3 -N on
increasing ratio of biomass of filaments of S． lomentaria
浓度 /(mg /L)
concentration
时间 /d time
1 3 5 10 15 20
0 7． 12 ± 0． 65a 16． 00 ± 0． 36a 47． 23 ± 0． 17a 85． 08 ± 0． 45a 90． 29 ± 0． 28a 83． 25 ± 0． 14a
3． 00 17． 24 ± 0． 39b 24． 33 ± 0． 23b 78． 10 ± 0． 21b 111． 42 ± 0． 26b 234． 43 ± 0． 55b 288． 67 ± 0． 32b
6． 00 20． 98 ± 0． 57bc 43． 48 ± 0． 36c 86． 24 ± 0． 14c 156． 22 ± 0． 39c 278． 41 ± 0． 27bc 378． 13 ± 0． 28c
12． 00 18． 45 ± 0． 17bcd 35． 49 ± 0． 10d 81． 96 ± 0． 23cd 134． 49 ± 0． 23bd 220． 13 ± 0． 28d 311． 88 ± 0． 35bd
24． 00 15． 34 ± 0． 50bde 21． 41 ± 0． 20e 65． 31 ± 0． 19e 93． 21 ± 0． 30ae 156． 24 ± 0． 16e 235． 32 ± 0． 24e
48． 00 9． 97 ± 0． 33aef 18． 92 ± 0． 26ef 56． 34 ± 0． 40f 87． 00 ± 0． 23aef 98． 18 ± 0． 32af 124． 41 ± 0． 21af
96． 00 8． 03 ± 0． 13aeg 17． 32 ± 0． 18afg 47． 12 ± 0． 35ag 76． 30 ± 0． 22aefg 91． 06 ± 0． 17afg 100． 00 ± 0． 29afg
192． 00 7． 19 ± 0． 20aegh 18． 00 ± 0． 05afgh 49． 56 ± 0． 27agh 82． 01 ± 0． 17aefgh 92． 38 ± 0． 35afgh 87． 44 ± 0． 13afgh
外加 NO －3 -N 浓度为 3． 00 ～48． 00 mg /L，萱藻
丝状体保持大致相同的生长状态，在培养后的第20
天，萱藻丝状体呈深褐色，细胞质充盈，念珠状孢子
囊细胞比例高，孢子囊直径可达 15． 00 ～ 20． 00
μm，孢子囊枝比例依次为(41． 25% ± 0． 15%)、
(46． 78% ± 0． 14%)、(42． 23% ± 0． 21% )、
(40． 05% ±0． 36%)和(41． 12% ±0． 26%)(图 2) ，
尤其以外加氮浓度为 6． 00 mg /L 时，丝状体长势最
佳(图版-6)，与其他各实验组在孢子囊枝比例、孢子
囊直径方面差异显著(P ＜ 0． 05)。在外加 NO －3 -N
浓度为 0 mg /L 条件下，萱藻丝状体不仅色素极淡，
细胞长筒状，且没有孢子囊枝的形成(图版-7)。同
时外加 NO －3 -N浓度高于 96． 00 mg /L 时，萱藻丝状
体的 长 势 差，丝 状 体 色 素 淡，细 胞 质 缢
缩，细胞长筒状，直径仅为9． 00 ～ 10． 00 μm(图版-
图 2 培养 20 d后不同外加 NO －3 -N浓度对
萱藻丝状体孢子囊枝比例及孢子囊直径的影响
Fig． 2 Effects of adding different concentrations of
NO －3 -N on sporangial branchlets ratio
and sporangium diameter of filaments of
S． lomentaria after being cultured for 20 days
8，9)，孢子囊枝比例低，分别仅有(9． 06% ±
0． 32%)和(7． 65% ±0． 45%)(图 2)。
综合考虑萱藻丝状体的生物量增重倍比及丝
状体的发育质量，NO －3 -N 浓度为 6． 00 mg /L 最适
于萱藻丝状体生长发育。
2． 3 磷浓度对萱藻丝状体生长发育的影响
在 0 ～ 5． 28 mg /L 外加 PO3 －4 -P 浓度范围内，
各实验组萱藻丝状体生物量增重倍比随培养时间
的延续均呈逐渐增大的趋势，然而外加 PO3 －4 -P
浓度高于 15． 84 mg /L 时，在培养后期第 15 ～ 20
天，生物量增重倍比却呈降低的趋势(表 3)。在
培养后的第 20 天，随外加 PO3 －4 -P 浓度的逐渐增
大，各实验组生物量增重倍比分别为(121． 29% ±
0． 34%)、(212． 33% ± 0． 37%)、(289． 16% ±
0． 23%)、(378． 34% ± 0． 17%)、(298． 06% ±
0． 14%)、(205． 00% ± 0． 23%)、(134． 34% ±
0． 08%)和(127． 31% ±0． 33%)，其中外加 PO3 －4 -
P浓度为 1． 32 mg /L 时，对萱藻丝状体的生长促
进效果最好，生物量最终增重倍比显著高于其他
各实验组(P ＜ 0． 05)。
通过实验结果分析不同外加 PO3 －4 -P 浓度对
萱藻丝状体孢子囊枝比例和孢子囊直径的影响
(图 3)。外加 PO3 －4 -P浓度为 0． 33 ～ 5． 28 mg /L，
培养 20 d后，萱藻丝状体呈深褐色，细胞质充盈，
念珠状孢子囊细胞比例高，孢子囊直径高达
16． 00 ～ 19． 00 μm，孢子囊枝比例分别可达
(45． 45% ± 0． 35%)、(45． 78% ± 0． 45%)、
(47． 12% ± 0． 26%)、(46． 45% ± 0． 23%)和
(38． 88% ±0． 20%)，特别是外加 PO3 －4 -P 浓度为
1． 32 mg /L 时，萱藻丝状体长势最佳(图版-11)，
与其他各实验组在孢子囊直径、孢子囊枝比例差
异显著(P ＜ 0． 05)。外加 PO3 －4 -P浓度为 0 mg /L
691
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2 期 洪丽珍，等:五种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
时，丝状体发育较差(图版-10)，在培养后的第 20
天，孢子囊枝比例仅为(10． 12% ± 0． 27%)，孢子
囊直径仅(9． 78 ± 1． 32)μm(图 3)。同时外加
PO3 －4 -P浓度过高，达 15． 84 mg /L 和 95． 04 mg /L
时，丝状体出现“不良”生长状况———变绿、细胞
解体、附着解体的丝状体碎屑并且没有孢子囊枝
的形成(图版-12，13)。
表 3 外加不同 PO3 －4 -P浓度对萱藻丝状体生物量增重倍比(%)的影响
Tab． 3 Effects of adding different concentrations of PO3 －4 -P on
increasing ratio of biomass of filaments of S． lomentaria
浓度 /(mg /L)
concentration
时间 /d time
1 3 5 10 15 20
0 10． 23 ± 0． 22a 25． 07 ± 0． 16a 46． 23 ± 0． 17a 62． 09 ± 0． 18a 89． 11 ± 0． 23a 121． 29 ± 0． 34a
0． 33 12． 32 ± 0． 27ab 33． 95 ± 0． 18b 51． 41 ± 0． 19ab 78． 13 ± 0． 17b 181． 45 ± 0． 24b 212． 33 ± 0． 37b
0． 66 18． 09 ± 0． 16c 46． 18 ± 0． 11c 67． 25 ± 0． 23c 89． 21 ± 0． 54c 200． 23 ± 0． 13c 289． 16 ± 0． 23c
1． 32 21． 41 ± 0． 28d 50． 43 ± 0． 44d 74． 31 ± 0． 17d 94． 45 ± 0． 32cd 256． 31 ± 0． 15d 378． 34 ± 0． 17d
2． 64 16． 89 ± 0． 07e 44． 00 ± 0． 42ce 67． 98 ± 0． 31ce 76． 31 ± 0． 11be 234． 42 ± 0． 16e 298． 06 ± 0． 14ce
5． 28 13． 00 ± 0． 18bf 38． 25 ± 0． 43f 59． 43 ± 0． 33f 63． 97 ± 0． 23af 185． 91 ± 0． 32bf 205． 00 ± 0． 23bf
15． 84 7． 21 ± 0． 17g 37． 97 ± 0． 36fg 52． 33 ± 0． 10bg 58． 22 ± 0． 08ag 156． 02 ± 0． 21g 134． 34 ± 0． 08ag
95． 04 5． 12 ± 0． 17gh 28． 32 ± 0． 09h 46． 21 ± 0． 16abh 50． 34 ± 0． 66h 132． 13 ± 0． 48h 127． 31 ± 0． 33agh
图 3 培养 20 d后不同外加 PO3 －4 -P浓度对
萱藻丝状体孢子囊枝比例及孢子囊直径的影响
Fig． 3 Effects of adding different concentrations of
PO3 －4 -P on sporangial branchlets ratio and
sporangium diameter of filaments of
S． lomentaria after being cultured for 20 days
综合考虑萱藻丝状体的生物量增重倍比及丝
状体的发育质量，PO3 －4 -P浓度为 1． 32 mg /L 最有
利于萱藻丝状体的生长发育。
3 讨论
培养液促进海藻的生长发育并不是单一营养
元素调节作用的结果，而是由多种营养盐、维生素
及微量金属元素共同作用的结果。不同培养液中
营养盐、维生素以及微量金属元素的种类及含量不
尽相同，因此选择一种合适的培养液，是萱藻丝状
体快速生长发育的前提。本研究结果表明，L1 培
养液最有利于萱藻丝状体的生长发育，f /2 和
ESNW 培养液不适合萱藻丝状体的生长发育。这
可能与 f /2培养液中磷浓度过高以及 ESNW 培养
液中氮和磷浓度相对过低有关。在 f /2 培养液中，
磷浓度高达 13． 33 mg /L，该浓度远高于本研究所
获得的萱藻丝状体生长发育的最适磷浓度 1． 32
mg /L，这可能使萱藻丝状体出现高磷限制的现象。
此外，f /2 培养液中氮磷比为 1∶ 1，氮磷营养盐比例
偏低，据 Berges等［20］关于氮磷营养盐对海藻细胞
生长发育的研究报道，氮磷营养盐比例偏低将导致
海藻细胞等出现磷限制的现象。因此，经 f /2 培养
液培养的萱藻丝状体也发生了磷限制的现象，表现
为丝状体发育不良、色泽较淡、细胞质缢缩及细胞
长筒状。在 ESNW 培养液磷浓度为0． 71 mg /L，磷
的浓度相对较低，我们认为这将会破坏营养盐体系
的平衡，继而不能满足萱藻丝状体对营养盐的需
求。因此，f /2和 ESNW 培养液不利于萱藻丝状体
的生长发育。而据 Hafting［14］和王萍等［15］的报道，
裙带菜配子体和条斑紫菜自由丝状体在 f /2 培养
液中能够快速生长，这可能是由于相比于裙带菜配
子体和条斑紫菜丝状体而言，萱藻丝状体对磷的需
求量相对较低，适合在低磷浓度的条件下生长。所
以不同藻类必须选择不同培养液，从而高效地促进
其生长［21］。
氮和磷是影响海藻生长的主要因子［22］。本
研究结果表明，NO －3 -N 浓度为 6． 00 mg /L，PO
3 －
4 -
P浓度为 1． 32 mg /L 最有利于萱藻丝状体生长发
791
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水 产 学 报 39 卷
育。据报道，条斑紫菜自由丝状体生长的最适
NO －3 -N 浓度范围为 20． 00 ～ 60． 00 mg /L，PO
3 －
4 -P
浓度范围为 1． 50 ～ 5． 00 mg /L［23］;海带配子体快
速生长的 NO －3 -N 浓度为 6． 00 mg /L，PO
3 －
4 -P 浓
度为 0． 50 mg /L［24］。以上 3 种海藻最适生长的
氮、磷浓度不同，可能是与海藻本身的生理状态
(如海藻的形态、不同部位、年龄、营养史及内部
营养库等)以及各种环境条件(如光照、温度及海
水 pH值等)有关，从而表现出复杂的吸收动力学
特征［25］，其作用机理有待进一步研究。
外加 NO －3 -N 浓度为 0 mg /L 和 NO
－
3 -N 浓度
过高(96． 00 mg /L 及 192． 00 mg /L)时，萱藻丝状
体长势差，色泽淡;外加 NO －3 -N 浓度在 3． 00 ～
48． 00 mg /L 范围内，丝状体长势良好，色泽加深。
该实验结果与 Harries［26］的氮浓度对海带配子体
生长发育的实验结果相似，即低浓度氮的条件下
促进海带配子体的生长，色泽正常，当氮的含量过
低或过高时，配子体的色泽淡，生长延缓，发育推
迟。外加 NO －3 -N 浓度为 0 mg /L 时，依靠海水中
的本底硝酸盐(本实验所用海水，NO －3 -N 浓度约
0． 96 mg /L)，萱藻丝状体也能维持一定的生长，
但由于丝状体生物量的增加，仅靠海水中的本底
硝酸盐不足以满足丝状体对氮的需求，氮源供应
不足，最终导致藻体细胞的叶绿素含量降低，藻体
细胞光合作用受到限制，从而影响丝状体的生长。
同时外加 NO －3 -N 浓度超过 96． 00 mg /L 时，萱藻
丝状体生物量的增重倍比在培养后期反而降低，
丝状体色素淡，细胞质缢缩，细胞长筒状，作者认
为这可能是高氮限制造成的结果。在高氮条件
下，藻体细胞壁较薄，抵抗力减弱，易受细菌感
染［27］，因此出现“不良”生长状况。同时在高氮条
件下，不仅会影响光合磷酸化解偶联作用的 ATP
酶复合体亲水性蛋白偶联因子的形成，抑制光合
作用，同时氮浓度过高，在细胞内会转化成铵离
子，铵离子大量积累时会造成 NADH 的大量消
耗，使能量供应受阻［17］，最终导致萱藻丝状体因
能量供应不足而发育不良，生长缓慢。
外加 PO3 －4 -P 浓度为 0 mg /L 时，萱藻丝状体
生长速度相对较慢，培养 20 d 后，孢子囊枝比例仅
为 10． 12%，孢子囊直径仅有 9． 78 μm;外加 PO3 －4 -
P浓度在 0． 33 ～5． 28 mg /L 范围内，萱藻丝状体生
长速度相对较快，培养 20 d 后，孢子囊直径可达
16． 00 ～ 19． 00 μm，孢子囊枝比例高达 38． 00% ～
48． 00%;外加 PO3 －4 -P浓度超过 15． 84 mg /L 时，均
没有孢子囊枝的形成。由此可见，磷浓度对萱藻丝
状体的生长发育具有重要影响。磷是能量调节者，
能够促进糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢的正常
进行与海藻生殖细胞的形成［27］。当缺磷时，蛋白
质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成较少，从而
影响细胞分裂，生长缓慢。而当磷浓度过高时，又
会抑制 ATP反应的进行，使能量供应受阻［28］。因
此，当磷浓度过低时，不利于萱藻丝状体营养细胞
的分裂与生殖细胞的形成，同时磷浓度过高时，又
会因能量供应不足而抑制其营养细胞的分裂。因
此在实际应用中，一方面在萱藻丝状体的营养生长
阶段，适时地控制磷酸盐浓度，使其维持在一定范
围内，另一方面在萱藻丝状体的生殖生长阶段，适
时、适量地增加磷酸盐的浓度，这样才最有利于萱
藻丝状体的生长发育。
综上所述，L1 培养液最有利于萱藻丝状体的
生长发育，外加 NO －3 -N、PO
3 －
4 -P浓度分别为 6． 00
和 1． 32 mg /L 时，对萱藻丝状体的生长发育有最
佳的促进效果。因此，在萱藻丝状体生长发育过
程中，要适时地控制硝酸盐与磷酸盐的浓度，使其
维持在一定范围内，从而促进萱藻丝状体快速生
长，提高其孢子囊枝比例、增大孢子囊直径。此
外，本研究是在 L1 培养液基础上，探讨了氮浓度
和磷浓度对萱藻丝状体生长发育的影响，而实际
上，影响丝状体生长发育的因素不仅只有这些。
除需对氮、磷的浓度进行调控之外，氮磷比在海藻
的生长发育过程中也有着重要影响［29 － 32］。再者，
据 Martha 等［33］的报道，金属元素对海带配子体
的生长发育具有重要影响。氮磷比以及金属元素
对萱藻丝状体生长发育的具体影响程度有待进一
步研究。
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．
图版说明 Explanation of Plate
图版
1． L1培养液中的萱藻丝状体;2． F1培养液中的萱藻丝状体;3． PES 培养液中的萱藻丝状体;4． f /2培养液中的萱藻丝状体;5． ESNW 培养
液中的萱藻丝状体;6．氮浓度为6． 00 mg /L 培养的萱藻丝状体;7．氮浓度为0 mg /L 培养的萱藻丝状体;8．氮浓度为96． 00 mg /L 培养的萱
藻丝状体;9．氮浓度为 192． 00 mg /L 培养的萱藻丝状体;10．磷浓度为 0 mg /L 培养的萱藻丝状体;11．磷浓度为 1． 32 mg /L 培养的萱藻
丝状体;12．磷浓度为 15． 84 mg /L 培养的萱藻丝状体，箭头所指为附着在藻丝表面的分解的丝状体碎屑;13．磷浓度为 95． 04 mg /L 培养
的萱藻丝状体;图版-1，2，3，4，5 为培养 28 天的萱藻丝状体，图版-6，7，8，9，10，11，12，13 为培养 20 天的萱藻丝状体
Plate
1． The filaments of S． lomentaria in L1 culture medium;2． The filaments of S． lomentaria in F1 culture medium;3． The filaments of S．
lomentaria in PES culture medium;4． The filaments of S． lomentaria in f /2 culture medium;5． The filamets of S． lomentaria in ESNW culture
medium;6． The filaments of S． lomentaria in the concentration of NO －3 -N 6． 00 mg /L;7． The filaments of S． lomentaria in the concentration of
NO －3 -N 0 mg /L;8． The filaments of S． lomentaria in the concentration of NO －3 -N 96． 00 mg /L;9． The filaments of S． lomentaria in the
concentration of NO －3 -N 192． 00 mg /L;10． The filaments of S． lomentaria in the concentration of PO3 －4 -P 0 mg /L;11． The filaments of S．
lomentaria in the concentration of PO3 －4 -P 1． 32 mg /L;12． The filaments of S． lomentaria in the concentration of PO3 －4 -P 95． 04 mg /L，
attaching on the surface of the filaments were the decomposition of the filaments，Arrowed;13． The filaments of S． lomentaria in the
concentration of PO3 －4 -P 95． 04 mg /L． Plate-1，2，3，4，5 were the filaments of S． lomentaria that cultured for 28 days，plate-6，7，8，9，10，11，12，
13 were the filaments of S． lomentaria that cultured for 20 days
002
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2 期 洪丽珍，等:五种培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
Effects of five culture media on the growth and development of
the filaments of Scytosiphon lomentaria
HONG Lizhen1，GONG Xiangzhong1* ，ZHANG Wenjian1，GAO Wei1，ZHANG Bida2
(1． College of Marine Life Sciences，Ocean University of China，Qingdao 266003，China;
2． Changdao Aihua Seaweed Foodstuff Co．，Ltd．，Yantai 265800，China)
Abstract:The filaments of Scytosiphon lomentaria preserved in our laboratory were used as the experimental
material，and the effects of five culture media L1，PES，F1，f /2 and ESNW on the growth and development of
filaments of S． lomentaria were studied，meanwhile，the effects of the different concentrations of nitrate and
phosphate based on NO －3 -N and PO
3 －
4 -P free of L1 culture medium on the growth and development of
filaments of S． lomentaria were also studied by the experimental ecology methods in this paper． Ｒesults
showed as follows:(1)L1 was the optimal culture medium for the growth and development of filaments of
S． lomentaria in the five culture media． The filaments of S． lomentaria were dark brown and the cytoplasm
was plentiful cultured in L1 medium，the increasing ratio of filament biomass was(560． 48% ±0． 73%) ，the
sporangial branchlets ratio and the sporangium diameter could reach up to(46． 88% ±0． 41%)and(18． 95 ±
0． 89)μm，respectively，after being cultured for 28 days in L1 culture medium;(2)The optimal concentration
of NO －3 -N for the growth and development of filaments of S． lomentaria was 6． 00 mg /L． Under this
concentration，the filaments could grow rapidly and the filaments of S． lomentaria were dark brown，moreover
the sporangial branchlets ratio could achieve(46． 78% ±0． 14%)and the sporangium diameter could increase
to(18． 78 ± 2． 45)μm after being cultured for 20 days． Whereas，the filaments grew slowly and pigment of
the filaments of S． lomentaria was light with the addition of NO －3 -N at the concentrations of 0，96． 00 and
192． 00 mg /L，the sporangial branchlets ratio were(0% ± 0%)，(9． 06% ± 0． 32%)and(7． 65% ±
0． 45%) ，respectively，and the sporangium diameter were only about 9． 00 － 10． 00 μm after being cultured
for 20 days;(3)The optimal addition concentration of PO3 －4 -P for the growth and development of filaments
of S． lomentaria was 1． 32 mg /L． Under the concentration，the filaments could grow rapidly，moreover，the
filaments of S． lomentaria were dark brown，the sporangial branchlets ratio could achieve(47． 12% ±
0． 26%)，the sporangium diameter was 18． 89 μm after being cultured for 20 days． However，the sporangial
branchlets ratio was only(18． 89 ± 0． 98)μm and the sporangium diameter was just(9． 78 ± 1． 32)μm after
being cultured for 20 days with the addition of PO3 －4 -P at 0 mg /L，and the filaments of S． lomentaria were
turned virescent，the cells were cytoclasis and there was no formation of the sporangial branchlets with the
addition of PO3 －4 -P exceeding 15． 84 mg /L． The results mentioned above revealed that it was good for the
filaments of S． lomentaria to grow rapidly，enhance the sporangial branchlets ratio and magnify sporangium
diameter based on selecting a suitable culture medium and controlling the concentration of nitrate and
phosphate within limits in the stage of growth and development of filaments of S． lomentaria．
Key words:Scytosiphon lomentaria;filaments;culture medium;growth;development
Corresponding author:GONG Xiangzhong． E-mail:gxzhw@ 163． com
102
http:∥www． scxuebao． cn
水 产 学 报 39 卷
图版 培养液对萱藻丝状体生长发育的影响
Plate Effects of culture medium on the growth and
development of the filaments of S． lomentaria
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