全 文 ：第 25卷第 1期 大 连 水 产 学 院 学 报 Vol.25No.1
2 0 1 0年 2月 JOURNALOFDALIANFISHERIESUNIVERSITY Feb.2 01 0
文章编号:1000-9957(2010)01-0014-05
萱藻丝状体诱导培养及采苗研究
张泽宇 , 李晓丽 , 刘宏宇 , 曹淑青
(大连水产学院 农业部海洋水产增养殖学重点开放实验室 , 辽宁大连 116023)
摘要:对萱藻 Scytosiphonlomentaria丝状体诱导培养及采苗进行了研究。在室内培养条件下 , 从萱藻盘状
孢子体上获得了丝状体并游离培养成直径为 1 ～ 2 cm的藻团 , 采用将丝状体切碎的方法获得大量盘状孢子
体 , 盘状孢子体经生长后在 10 ℃和 15 ℃下形成单室孢子囊并放出游孢子 , 以维尼纶绳为附着基进行孢子
采集 , 置于 10 ℃下培养 35 d后获得藻体长度为 0.5 ～ 1.0 cm的萱藻幼苗。结果表明:盘状孢子体在藻体
直径达到 100 μm后开始形成丝状体 , 20 ℃下丝状体形成的时间早 、 数量多 , 生长速度快 , 切碎后的丝状
体在 20℃下 5 d后开始形成盘状体 , 20d后其形成率达到 100%;15℃下 10d后形成盘状体 , 20 d后其形
成率为 65%;10 ℃下 12 d后才形成盘状体 , 20 d后的形成率仅为 40%。
关键词:萱藻;丝状体;室内培养;采苗
中图分类号:S968.42　　　　文献标志码:A
　　萱藻 Scytosiphonlomentaria的经济价值较高 ,
属广温性褐藻 , 广泛分布于辽宁 、山东 、 江苏和浙
江等地沿海 。藻体呈单条丛生 , 长度为 15 ～ 70
cm, 幼时中实 , 成体中空 , 缢缩成节 , 往往在浅
海潮下带的礁石上形成大的藻场 , 是当地重要的海
藻资源 [ 1-2] , 其食用价值较高 , 在北方沿海地区消
费量较大 [ 3] 。国内有关萱藻的研究尚未见报道 ,
国外多为萱藻生物学方面的研究报道[ 4-6] 。有关萱
藻室内培育和人工育苗技术的研究 , 仅见久保 [ 7] 、
右田[ 8]等的报道。本研究中 , 作者采用将丝状体
切碎的方法 , 探讨了丝状体的形成 、 生长以及盘状
孢子体的形成和生长的适宜温度条件 , 并尝试以维
尼纶绳为附着基进行孢子采集及室内培育萱藻成
苗 , 旨在寻求新的育苗途径。
1　材料与方法
1.1　材料
萱藻于 2006年 4月采集于大连黑石礁沿海 ,
成熟种藻(图 1)在实验室内用消毒海水擦洗干净后
阴干 1h, 将种藻移到 300mL烧杯中 , 添加消毒海
水后置于窗前强光下刺激配子放散 , 放出的配子结
合成合子 , 经室内培育成盘状孢子体(直径 60 ～ 80
μm)。培养温度为 20℃, 光源为日光灯 , 光照强
度为 40μmol/(m2· s), 光时为 12h/d。
培养液:将自然海水过滤 , 加热至 80 ℃, 冷
却后取 1 L, 添加 NaNO3 100 mg、NaH2PO4· 12H2O
20 mg、微量元素 PI溶液[ 9] 1 mL。培养液每 3天全
量更换 1次。
图 1　成熟萱藻
Fig.1　MatureseeweedScytosiphonlomentaria
1.2　方法
1.2.1　温度对丝状体形成的影响　取同批采集的
合子 , 在培养皿内 (直径为 12 cm, 下同)培养为
盘状孢子体 (直径为 60 ～ 80μm)后 , 再移到不同
温度条件下培养 , 丝状体的形成率按形成丝状体的
盘状孢子体数与盘状孢子体总数的百分比计算。
1.2.2　温度对丝状体生长和盘状孢子体形成的影
响　取室内游离培养的丝状体 2g(湿重), 移到
　收稿日期:2009-02-19
　基金项目:国家 “十一五 ” 支撑计划项目 (2006BAD09A01)
　作者简介:张泽宇 (1950-), 男 , 教授。 E-mail:zyz@dlfu.edu.cn
DOI :10.16535/j.cnki.dlhyxb.2010.01.005
盛有 200 mL培养液的组织捣碎机 (SANYO.SM-
G321)中切碎 , 取丝状体液 0.5 mL移至铺有玻璃
片 (2 cm×2 cm)的培养皿中 , 添加培养液后移
至不同温度下培养。
1)丝状体的生长 　在测定丝状体切断长度
后 , 定期测定游离丝状体的长度以确定其生长 。
2)盘状孢子体的形成　按形成盘状孢子体的
丝状体数与观察丝状体总数的百分比计算盘状孢子
体形成率。
1.2.3　温度对盘状孢子体生长与孢子囊形成的影
响　丝状体切碎方法与 “ 1.2.2” 相同 。
1)盘状体的生长　将同一培养皿内形成盘状
孢子体的玻璃片分别移至数个培养皿中 , 添加培养
液后移至不同温度下培养 , 定期测定盘状孢子体的
直径并计算其生长。
2)孢子囊的形成　将同一培养皿内形成盘状
体 (直径为 2 mm±0.5mm)的玻璃片移至数个培
养皿内 , 添加培养液后移至不同温度下培养 , 以表
面形成孢子囊的盘状体数与观察盘状体总数的百分
计算形成率 。
1.2.4　孢子采集与幼苗培育　
1)孢子放散　将已形成孢子囊的盘状孢子体
阴干刺激 30 min, 添加培养液后移至窗前强光下
(6 000 ～ 8 000 lx)诱导孢子放散 。
2)幼苗培育　当观察到大量孢子放出后 , 将
孢子水移至烧杯内 , 再放入附着基 (将直径为 3
mm的维尼纶绳缠绕在载玻片上)采集孢子 , 在显
微镜 (×100)下观察维尼纶绳上有一定数量孢子
(30 ～ 50个 /视野)附着后 , 将载玻片移至 300 mL
烧杯中 , 添加培养液 , 培养至幼苗肉眼可见。
在各光照生物培养箱内 , 分别设定 3个不同温
度 (10、 15、 20 ℃)。光照条件 、 培养液配方与
“ 1.1” 相同 , 每 3天全量更换 1次培养液。不同
温度下丝状体的形成 、生长 , 盘状体的形成 、 生
长 , 以及孢子囊形成率的数据 , 每 5天测定一次 ,
测定 50个个体 , 取其平均值 。
2　结果
2.1　丝状体的形成
合子 (图 2-A)在 20 ℃下培养 24 h后萌发
形成 3 ～ 5个细胞的盘状孢子体;培养 1个月后 ,
盘状孢子体直径达到 100 μm左右 (图 2-B), 此
时可见部分盘状孢子体周缘的部分细胞开始膨大并
向外突出 , 细胞内色素体增加呈褐色;随后 , 细胞
拉长并延伸出盘状孢子体表面 , 分裂形成 3 ～ 5个
棒状细胞的单列细胞丝状体 (图 2-C), 经多次细
胞分裂后形成多细胞的单条丝状体;在继续培养
中 , 单条丝状体产生少数分枝成为分枝丝状体。
丝状体细胞呈长圆形 , 长 30 ～ 40μm, 宽为 12
～ 15 μm。刚形成的细胞内含 1个小的盘状色素
体 , 细胞整体呈透明状 。在继续培养中 , 随着细胞
内盘状色素体体积的增大和数量的增多 , 丝状体呈
黄褐色。丝状体在 20 ℃下生长很快 , 培养一个月
后 , 丝状体藻团直径可达 5 mm以上 , 已肉眼可
见。此时将藻团从盘状孢子体上剥下游离培养 2个
月后 , 可观察到多个藻团缠绕在一起 , 形成直径超
过 2 cm的大藻团 (图 2-D)。
从表 1可见:20℃是丝状体形成的适宜温度 ,
培养 5d后开始形成丝状体 , 培养 10d后形成率达
到 25%, 培养 30 d后达到 100%, 且每个盘状孢
子体上有多个丝状体形成;15 ℃下培养 10 d后开
始形成丝状体 , 培养 30d后为 72%;而 10℃下培
养 20 d后才开始形成丝状体 , 培养 30 d后仅为
12%, 每个盘状孢子体上形成的丝状体数量也明显
少于 20℃和 15 ℃条件下的 。
表 1　温度对丝状体形成率的影响
Tab.1　Effectoftemperatureontheformationofthefilaments %
温度 /℃
temperature
培养时间 /dcultureperiod
5 10 15 20 25 30
20 8±0.8 25±1.1＊＊ 46±1.5＊＊ 68±2.1＊＊ 82±1.8＊＊ 100＊＊
15 0 6±0.5＊＊ 20±1.1＊＊ 36±0.9＊＊ 58±1.3＊＊ 72±1.7＊＊
10 0 0＊＊ 0＊＊ 2±0.2＊＊ 8±0.5＊＊ 12±1.0＊＊
注:同列数据中＊＊表示试验组之间差异极显著 (P<0.01), 下同。
Note:＊＊showsverysignificantdiferenceinonecolumncomparedamongthegroupsP<0.01), etsequentia.
2.2　温度对丝状体生长和盘状孢子体形成的影响
切碎后丝状体藻段长度为 80 ～ 250 μm, 平均
为 180 μm。切碎 2 d后 , 大部分藻段依靠破碎细
胞溢出的原生质黏附在基质上 , 少数两端未与基质
接触的藻段仍处于游离状态 。
15第 1期　　　　　　　　　　张泽宇 ,等:萱藻丝状体诱导培养及采苗研究
从表 2可见:培养 30 d后 , 20 ℃下丝状体生
长最快 , 长度达到 5.54 mm;15 ℃下次之 (4.25
mm), 10 ℃下生长最慢 (3.10mm)。
与基质接触的丝状体细胞在 20 ℃下培养 3 d
后 , 细胞形态由圆柱状逐渐变为扁平状 , 细胞内的
原生质向外溢出并沿着基质表面向周边呈放射状细
胞分裂 , 形成了多细胞的盘状孢子体 (图 2 -E)。
培养 20d后观察 , 几乎所有丝状体藻段都有盘状
孢子体形成 , 部分丝状体藻段上形成的盘状体数量
可达 4 ～ 5个。未与基质接触的丝状体细胞不形成
盘状孢子体 , 仍处于生长状态。
表 2　温度对丝状体生长的影响
Tab.2　Effectoftemperatureongrowthofthefilaments mm
温度 /℃
temperature
培养时间 /dcultureperiod
5 10 15 20 25 30
20 0.54±0.13＊＊ 1.45±0.25＊＊ 2.30±0.30＊＊ 3.50±0.55＊＊ 4.45±0.52＊＊ 5.54±0.80＊＊
15 0.41±0.12＊＊ 1.12±0.28＊＊ 2.05±0.47＊＊ 3.12±0.38＊＊ 4.10±0.45＊＊ 4.25±0.68＊＊
10 0.36±0.08＊＊ 0.85±0.14＊＊ 1.48±0.24＊＊ 2.05±0.34＊＊ 2.71±0.38＊＊ 3.10±0.42＊＊
　　从表 3可见:20℃下将丝状体切碎 5d后便有
盘状体形成 , 培养 20 d后 , 盘状孢子体的形成率
达到 100%;15 ℃下培养 10 d后才形成盘状孢子
体 , 20 d后的形成率为 65%;10 ℃下培养 15 d后
才形成盘状孢子体 , 20d后的形成率仅为 40%。
表 3　温度对盘状体形成率的影响
　Tab.3　Effectoftemperatureontheformationrateof
basalcrusts %
温度 /℃
temperature
培养时间 /dcultureperiod
5 10 15 20
20 10±0.9 30±1.5＊＊ 75±2.2＊＊ 100＊＊
15 0 12±1.1＊＊ 36±1.9＊＊ 65±2.1＊＊
10 0 0＊＊ 8±0.5＊＊ 40±1.4＊＊
2.3　盘状孢子体生长与孢子囊的形成
刚形成的盘状孢子体为圆形或椭圆形 , 由 4 ～
5个细胞组成 , 细胞内色素体较小呈透明状 , 显微
镜下可见盘状孢子体上残留着丝状体藻段。随后 ,
盘状孢子体向周边细胞分裂 , 在 20 ℃下培养 20d
后 , 盘状孢子体的直径达到 100 μm左右 , 细胞内
色素体逐渐变大使盘状孢子体呈浅褐色。盘状孢子
体在细胞水平分裂增加藻体直径的同时 , 以中央部
为中心的细胞垂直分裂加快 , 盘状孢子体厚度增
加 , 中央部逐渐凸出 。培养一个月后 , 盘状孢子体
的直径达到 2 mm, 已肉眼清楚可见;培养两个月
后 , 盘状孢子体的直径已达到 5 mm以上 , 肉眼可
见多个盘状体相互重叠形成直径为 1 ～ 2cm的大盘
状体 (图 2-F)。
在 15℃下培养的盘状孢子体在进行细胞分裂
增加体积的同时开始发育 , 肉眼可见其中央部及其
周围区域由浅黄色变为褐色。经切片观察 , 可见该
区域同化丝顶端细胞延伸出盘状体表面 , 形成褐色
棒状隔丝细胞 , 在两个隔丝细胞间的隔丝腔内形成
了单室孢子囊 。随着培养时间的延长 , 孢子囊发育
成熟变为椭圆形并延伸出隔丝细胞表面 , 显微镜下
可见盘状孢子体表面有多个成熟的孢子囊 (图 2 -
G)。
2.4　孢子放散与幼苗培育
孢子囊经阴干刺激后失水收缩 , 添加培养液后
吸水膨胀为圆形 , 在强光刺激下囊内孢子开始游
动 , 随后孢子囊膜破裂放出游孢子。
孢子呈梨形 , 长为 (6.5 ±1.5)μm, 宽为
(4.5±1.5)μm, 下腹部有一个盘状色素体 , 腹部
凹陷处有一个眼点 , 侧生两条鞭毛前长后短 (图 2
-H)。放出的孢子有明显的负趋光性 , 依靠鞭毛
的摆动经短时间游动后向暗光处集中 , 并开始附
着。附着时 , 首先前端的鞭毛与基质接触 , 细胞快
速旋转与基质逐渐接近 , 最后鞭毛消失成为胚孢子
附着在基质上 。
刚附着的胚孢子呈圆形 , 在 15 ℃下 2 d后产
生萌发管并延长膨大 , 胚孢子内的原生质移动到萌
发管内后 , 萌发管产生隔阂 , 成为椭圆形的假根细
胞 , 假根细胞拉长并经过多次横纵分裂形成多细胞
假根 (图 2-I);随后在假根上产生一个突起并逐
渐延长 , 生长成为直立萱藻幼苗 (图 2-J)。直立
幼苗呈圆柱状 , 中实 , 藻体前端尖细 , 顶端生育一
根无色毛 。随着培养时间的延长 , 条状假根向周边
细胞分裂成为盘状 , 在盘状假根增大体积的同时又
陆续有直立幼苗生出。
生长在维尼纶绳上的萱藻幼苗在适宜的温度 、
光照和营养盐条件下生长很快 , 培养 35 d后 , 藻
体长度已达到 1 cm左右 (图 2-K)。
16 大 连 水 产 学 院 学 报　　　　　　　　　　　　第 25卷
图 2　萱藻丝状体的形成 、 采苗及幼苗培育
Fig.2　Formationoffilaments, seedlingandyoungplantinanindoorcultureinseaweedScytosiphonlomentaria
注:A配子结合 , Gametesinfusion(×200);B盘状体 , Discalcrusts(×100);C盘状体上形成丝状体 , Producedfilamentonscrusts(×
100);D丝状体藻团 , Filamentscluster(×2);E丝状体藻段上形成盘状体 , Crustdevelopedbytheadheredcellsoffilament sfragment(×
100);F培养 60d的盘状体 , 60-day-olddiscalcrusts(×100);G单室孢子囊表面观 , Surfaceviewofunilocularsporangia(×100);H游
孢子 , Zoospores(×200);I游孢子萌发 , Germinationofzoospores(×100);J直立萱藻幼苗 , Erectgermlingsdevelopedfromzoospores(×
100);K生长在维尼纶绳上的萱藻幼苗 , Germingsgrowingonthevinylonstrings(×4);L节状丝状体 , Filamentswithknotedstructures(×
100)。
3　讨论
3.1　盘状孢子体的培养
国内外有关萱藻盘状孢子体室内培养的研究较
少 。久保[ 7]以苗绳为附着基采集萱藻配子 , 于室
内条件培养至盘状体阶段 , 但在继续培养中 , 因死
亡率过高被迫将部分盘状体移到海区培养 , 而部分
在室内继续培养的盘状体生长缓慢 , 在秋季水温下
降后没有孢子囊形成 。作者于 2005年也曾以贝壳 、
聚乙烯板和维尼纶绳等为附着基采集配子及结合的
合子 , 进行了室内人工育苗试验 , 但在培养中始终
存在盘状孢子体陆续死亡和生长缓慢的问题 , 最终
因盘状体的大量死亡导致试验失败。因此 , 作者在
萱藻人工育苗技术的研究中 , 着重研究了盘状孢子
体大量获得的技术难点。
关于盘状孢子体死亡的原因尚不清楚。由于萱
藻的生活史比较复杂 , 目前还难以确定形成盘状孢
子体的配子是否都经过结合 , 未经结合的配子孤雌
生殖形成的盘状体是否能在培养中死亡 , 尚需深入
分析 。但本试验中发现 , 合子萌发形成盘状孢子体
至盘状孢子体成熟形成孢子囊并放出孢子的培养时
间长达半年以上 , 盘状孢子体的成活率和生长状态
与杂藻的污染程度呈正相关 , 表明杂藻的繁衍对盘
状孢子体的生长和存活有明显的影响。因此 , 要获
得足够的盘状孢子体 , 首先要解决杂藻繁衍及其对
盘状体影响的问题 。
有关萱藻科具有盘孢子体种类的相关研究中 ,
右田 [ 8]报道了鹅肠菜 Enclarachnebinghamiae盘状
体能够形成丝状体 , 丝状体经切碎后又形成了盘状
孢子体。作者在萱藻的室内培养中 , 从盘状孢子体
上获得了丝状体 , 经增殖后采用将丝状体切碎的方
17第 1期　　　　　　　　　　张泽宇 ,等:萱藻丝状体诱导培养及采苗研究
法使丝状体细胞形成了盘状孢子体 , 改变了萱藻从
配子或合子获得盘状孢子体的唯一途径。与配子和
合子采苗相比 , 丝状体采苗时间不受种藻繁殖季节
限制 , 形成的盘状孢子体个体大 , 生长速度快 。由
于大幅度缩短了育苗时间 , 有效地控制了杂藻的大
量繁衍 , 提高了盘状孢子体的成活率 , 从根本上解
决了盘状孢子体获得难的问题 。试验结果表明 , 由
丝状体形成的盘状孢子体在 10℃和 15℃下能够大
量形成单室孢子囊并放散出游孢子 , 通过孢子采集
在室内培育出萱藻幼苗 , 完成了丝状体采苗 、 育苗
全过程 , 为萱藻的人工育苗提供了一种新方法 。
3.2　丝状体的培养及采苗
使用室内培养的丝状体进行采苗和育苗是实现
萱藻规模化栽培的有效方法之一。丝状体的大量增
殖和采苗适宜时间的选择是人工育苗的重要技术环
节 。本试验中发现 , 由盘状孢子体形成的丝状体存
在着丝状体生长和盘状孢子体形成两个阶段。处于
生长阶段中的丝状体细胞较长 , 细胞内色素较少且
呈半透明状 , 枝端细胞尖细 , 处于良好的细胞分裂
状态。此时将丝状体切碎培养 , 可在短时间内快速
增殖丝状体的数量。当丝状体藻团达到一定大小和
培养一定时间后 , 丝状体细胞逐渐变短 , 细胞内色
素增加 , 呈褐色 , 细胞间隔处沿着周缘分裂出多个
小的球状细胞成为节状细胞团 (图 2-L), 进入盘
状孢子体形成阶段。此阶段节状细胞团如与基质接
触则很快附着形成盘状孢子体 , 不接触基质的节状
细胞团则继续进行细胞分裂 , 以增加细胞团体积 ,
显微镜下可见部分丝状体所有细胞都形成了节状细
胞团。此时将丝状体切碎 , 这些节状细胞团因重力
较大 、能很好地接触基质 , 并在短时间内经细胞分
裂形成大量的盘状孢子体 , 且节状细胞团越大 , 所
形成的盘状孢子体也越大。丝状体这种特性为其增
殖和采苗提供了方便条件。在丝状体生长阶段 , 通
过切断培养大量增殖和保存丝状体 , 在盘状孢子体
形成阶段 , 将丝状体切碎进行丝状体采苗 , 从而完
成丝状体采苗和育苗的全过程。本研究是在室内恒
温小水体条件下完成的 , 如要达到产业化应用水
平 , 还需继续深入进行丝状体的大量增殖培养技
术 、 附着基的选择以及盘状孢子体常温培育技术等
研究工作 。
参考文献:
Inductionandcultureoffilamentsandseedlingin
seaweedScytosiphonlomentaria
ZHANGZe-yu, LIXiao-li, LIUHong-yu, CAOShu-qing
(KeyLaboratoryofMariculture, AgricultureMinistry, PRC, DalianFisheriesUniv., Dalian116023, China)
Abstract:InductionandcultureoffilamentsandseedlingwereconductedinseaweedScytosiphonlomentaria.The
filamentsweredevelopedintoclustersof1-2cmindiameterthroughtheinductionandincubation.Massivecrusts
wereyieldedfromtheproliferatedfilamentsandzoosporeswerereleasedfromthematurecrustsat10℃and15℃.
Thejuvenileswiththelengthof0.5-1.0 cmadheredonvinylonstringswereobtainedin35 dayindoorcultureat
10 ℃, indicatingthatthismethodprovidesanewwayfornursingtheseeding.Thefilamentswereproducedfrom
thecrustswithdiameterover100 μm, andtheoptimalformationandbestgrowthofthefilamentswereobservedat
20 ℃.Ittookonly5daysforthecrustformationat20℃, but10 daysat15℃ and12daysat10℃.Theforma-
tionratesofthecrustsreachedupto100% at20 ℃, 65% at15 ℃ and40% at10 ℃ in20dayculture.
Keywords:Scytosiphonlomentaria;filament;indoorculture;seedling
18 大 连 水 产 学 院 学 报　　　　　　　　　　　　第 25卷