全 文 ：第 27卷第 12期
2008年 12月
水 产 科 学
FISHERIES　SCIENCE Vol.27No.12Dec.2008
条斑紫菜对高浓度氮 、磷的耐受性研究
杨晓玲 ,郭金耀
(淮海工学院 ,江苏省海洋生物技术重点实验室 ,江苏　连云港　222005)
摘　要:试验结果表明 , 条斑紫菜外植体的存活及正常生长发育 , 可适应与耐受的氮质量浓度 50 ～ 150
mg/L,磷质量浓度 5 ～ 15 mg/L。当氮质量浓度超过 150 mg/L时 , 条斑紫菜外植体的存活及生长发育
受到抑制;而磷质量浓度超过 15 mg/L时 ,对条斑紫菜外植体的存活及生长产生抑制 ,紫菜果孢子囊的
形成则可耐受磷质量浓度 25 mg/L。
关键词:条斑紫菜;氮;磷;耐受性
中图分类号:S968.4 文献标识码:A 文章编号:1003-1111(2008)12-0655-03
收稿日期: 2008-01-24;　修回日期:2008-04-28.
基金项目:淮海工学院自然科学基金资助项目(Z2007036).
作者简介:杨晓玲(1955-),女 ,教授 ,硕士生导师 ,研究方向:组织培养;E-mail:gjyao6688@yahoo.com.cn.
　　当前 ,中国的多数海水养殖区富营养化相当严
重 [ 1] 。海水的富营养化对沿岸海洋生态系统的直
接影响是提高了浮游植物的生产力 ,使浮游植物生
物量增加。在适宜的环境条件下 , 赤潮的发生也
就不可避免了[ 2-3] 。最终影响到沿海养殖区的养殖
业的健康发展。因此如何有效地减少海水中的氮 、
磷等营养盐含量已成为海洋产业可持续发展的关
键性问题。利用大型海藻防治海水富营养化的研
究方兴未艾 , 并已取得一些进展 [ 4] 。条斑紫菜
(Porphyrayezoensis)适应于高营养盐的环境 ,在生
长过程中可大量吸收海水中的氮 、磷等营养物质 ,
并且具有生产力很高 ,易于采收的特点 。因此养殖
紫菜是控制水质富营养化措施之一 ,从而达到生物
修复改善海洋环境的目的 [ 5-6] 。本试验利用组织培
养技术 ,研究条斑紫菜外植体在生长发育过程中对
高浓度氮 、磷的适应性和耐受性 ,以探讨条斑紫菜
在自然养殖条件下对营养化海水的适应性 。
1　材料与方法
1.1　材料
条斑紫菜 2007年 3月采自江苏省连云港市养
殖网帘 ,干燥至一定程度后保存于 -20℃冰箱中备
用 。培养前 ,于 15 ℃海水中复原 。
在缺乏氮 、磷的 ESS培养液[ 7]中 ,加入高质量
浓度的氮 、磷元素 ,形成具有不同氮 、磷质量浓度的
培养液 。本试验中 ,按 NO3-N质量浓度添加 KNO3 ,
设 50、100、150、 200、 250、 300 mg/L6个梯度;按
PO4 -P质量浓度添加 KH2PO4 ,设 5、15、25、35、45、
55 mg/L6个梯度 ,以缺乏氮 、磷的 ESS培养液作对
照 ,检测不同的氮 、磷质量浓度对紫菜生长发育的
影响。
2.2　方法
选择生长和颜色正常的条状紫菜 ,剪成 2 mm
×2mm的小块 ,用氨苄西林钠(2 ×10-6)消毒 48
h。在超净工作台中接种于不同氮 、磷质量浓度的
三角瓶中 ,每瓶 24块 ,每一质量浓度重复 3次 ,封
口后置 ZGX-300C智能光照培养箱中。培养条
件:温度夜 15 ℃,昼 20 ℃,光照度 1000 lx,光照周
期 12 ∶12,每日摇瓶 2次。
培养 20d,通过显微观察统计紫菜外植体的成
活率 ,以成活数占接种数的百分率表示 ,利用测微
尺检测计算紫菜外植体的生长量(mm2 /d)。在培
养的不同时期 ,观察统计紫菜外植体上果孢子囊发
生的数量(个 /视野)。最后对 3次重复试验的结果
进行统计分析 。
2　结果与分析
2.1　氮 、磷对条斑紫菜外植体成活率的影响
条斑紫菜外植体培养 20 d后 ,统计在不同的
氮 、磷浓度梯度下 ,紫菜外植体的成活率 ,结果见图
1、图 2。
图 1　氮质量浓度对条斑紫菜外植体成活率的影响
由图 1可知 ,氮质量浓度为 50 ～ 100 mg/L时 ,
紫菜外植体的成活率较对照组高 8.3%;氮质量浓
度为 150 mg/L时成活率与对照组相等;氮质量浓
度为 200mg/L时 ,成活率低于对照组;随后氮质量
浓度越高 ,成活率越低 ,当氮质量浓度达到 300 mg/
DOI :10.16378/j.cnki.1003-1111.2008.12.019
图 2　磷质量浓度对条斑紫菜外植体成活率的影响
Ｌ时 ,成活率较对照组下降 25%。说明紫菜外植体
能够适应和耐受的氮质量浓度低于 150 mg/L,氮质
量浓度大于 150mg/L时 ,对条斑紫菜的存活不利 。
由图 2可见 ,磷质量浓度为 5 ～ 15 mg/L时 ,紫
菜外植体成活率较对照组高 ,此后随着磷质量浓度
的递增 ,紫菜外植体成活率逐渐下降。当磷质量浓
度为 55 mg/L时 ,紫菜外植体成活率较对照组降低
了 36.8%。说明紫菜外植体能够适应和耐受的磷
质量浓度在低于 15 mg/L,磷质量浓度大于 15 mg/
L时 ,对紫菜外植体的存活产生不利影响 。
2.2　氮 、磷对条斑紫菜外植体生长速度的影响
外植体的生长量是其代谢活动的外在表现。
条斑紫菜叶状体多为单层细胞 ,外植体的生长量的
直观表现就是面积的增大 。培养 20d后 ,测量统计
外植体的生长量 ,结果见图 3、图 4。
由图 3可知 ,不同氮质量浓度对条斑紫菜外植
体的生长量影响不同 ,质量浓度为 50 ～ 150 mg/L
时 ,生长较快 ,日生长量最高可达 8.25 mm2 /d,较
对照增加 71.8%;氮质量浓度大于 150 mg/L时 ,紫
菜外植体生长量开始下降 ,当氮质量浓度达到 300
mg/L时 ,日生长量最低 ,只有 1.60 mm2 /d,仅为对
照组日生长量的 1/3。说明条斑紫菜叶状体生长
时 ,对氮质量浓度的适应耐受性低于 150 mg/L,氮
质量浓度大于 150 mg/L时 ,条斑紫菜外植体的生
长受到抑制。
由图 4可见 ,不同磷质量浓度对紫菜外植体生
长量有不同影响。磷质量浓度为 5 ～ 15 mg/L时 ,
有利于紫菜外植体生长 ,日生长量大于对照组。随
着磷质量浓度的升高 ,紫菜生长速度变慢 ,磷质量
浓度达到 55mg/L时 ,紫菜外植体的日生长量仅为
对照组的 13.9%。说明条斑紫菜叶状体生长时 ,对
磷质量浓度的适应耐受性低于 15 mg/L,磷质量浓
度大于 15 mg/L时 ,依磷质量浓度的继续升高 ,对
条斑紫菜外植体生长产生的抑制作用越来越大 。
2.3　氮 、磷对条斑紫菜外植体果孢子囊发生的影
响
2.3.1　氮 、磷对条斑紫菜外植体果孢子囊形成时
间的影响
条斑紫菜从营养生长向生殖生长转变的明显
标志是叶状体开始产生果孢子囊 。紫菜外植体培
养 5 d后 ,每日检测外植体上果孢子囊的发生 ,以
50%的外植体产生果孢子囊作为果孢子囊发生的
时间。不同氮 、磷质量浓度下 ,紫菜外植体产生果
孢子囊的时间见表 1。
表 1　氮、磷质量浓度对条斑紫菜外植体果孢子囊发生时间的影响
氮质量浓度
mg· L-1
果孢子囊
发生时间 /d
磷质量浓度
mg· L-1
果孢子囊
发生时间 /d
0 8 0 8
50 7 5 7
100 7 15 8
150 8 25 8
200 9 35 10
250 10 45 10
300 10 55 11
由表 1可见 ,在氮 、磷质量浓度较低的培养条
件下 ,紫菜外植体果孢子囊的发生可较对照组提
前 ,或至少可以正常发生 ,而在氮 、磷质量浓度提高
的情况下 ,条斑紫菜外植体果孢子囊的发生则延迟
2 ～ 3d。说明条斑紫菜外植体果孢子囊发生时 ,可
以适应与耐受低于 150 mg/L的氮质量浓度 ,低于
25 mg/L的磷质量浓度 ,而更高的氮 、磷质量浓度则
会对紫菜外植体果孢子囊的形成产生抑制作用 ,即
果孢子囊的发生延迟。
2.3.2　氮 、磷对条斑紫菜外植体果孢子囊形成数
量的影响
在条斑紫菜外植体培养 20 d后 ,统计不同氮 、
磷质量浓度下 ,紫菜外植体产生果孢子囊的数量 ,
结果见图 5、图 6。
由图 5、图 6可见 ,在氮质量浓度低于 150 mg/
L,磷质量浓度低于 25 mg/L的培养条件下 ,紫菜外
植体果孢子囊的发生数量均较对照组多 ,而在氮 、
磷质量浓度提高的情况下 ,条斑紫菜外植体果孢子
囊的发生数量则明显减少 。说明低于 150mg/L的
氮质量浓度 ,低于 25 mg/L的磷质量浓度对条斑紫
菜外植体果孢子囊的发生无有害影响 ,即条斑紫菜
可以适应与耐受一定质量浓度氮 、磷的环境 ,而在
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更高的氮 、磷浓度下 ,紫菜外植体果孢子囊的形成
会受到抑制 。
3　讨论
紫菜外植体培养中加入氮 、磷元素量 ,影响紫
菜的成活率 、生长与发育。氮 、磷的质量浓度在一
定范围内对紫菜外植体的生长发育无不利影响 ,是
由于紫菜正常生长发育过程中需要氮 、磷等营养元
素 。但氮 、磷质量浓度过高时 ,对紫菜的生长发育
会产生抑制作用 。这是由于氮元素过多 ,植物体内
含糖量相对不足[ 8] 。过量氮可能影响紫菜的碳代
谢 ,合成碳水化合物相对减少 , 影响其生长发育。
过量的磷阻碍硅的吸收 ,在培养液中还可能与锌结
合形成固体 ,影响锌的吸收 [ 8] ,从而影响紫菜生长
发育。
在紫菜的营养研究中 ,骆其君等 [ 9] 研究得出 ,
添加质量浓度为 20.0 ～ 60.0 mg/L的氮 、质量浓度
为 1.5 ～ 5.0 mg/L的磷最适合紫菜生长。本研究结
果表明 ,紫菜外植体生存和生长时 ,可适应和耐受
　　
的最高氮质量浓度为 150 mg/L,最高磷质量浓度为
15 mg/L。而与营养生长期相比 ,更高质量浓度的
磷(25 mg/L)条件下 ,条斑紫菜果孢子囊仍能正常
形成。说明条斑紫菜外植体产生果孢子时对高磷
的适应性和耐受性更强 。这是由于条斑紫菜果孢
子形成时 ,要不断进行细胞分裂 ,形成细胞壁 ,需要
较多的营养物质 。磷元素能够促进细胞的分裂与
新细胞的形成 ,高浓度的磷对条斑紫菜的发育有促
进作用。杨宇峰等 [ 10]研究表明 ,每收获 1 t的鲜紫
菜 ,从水体转移出的 N、P分别为 6.2 kg和 0.6 kg。
由于紫菜对高质量浓度的氮 、磷具有较高的适应与
耐受性 ,因此通过实施紫菜养殖工程 ,不仅可以获
得直接的经济效益 ,而且还以减缓海水富营养化 ,
使退化的养殖海域得以修复 ,使海水养殖业得到持
续发展。
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AdaptabilityofLaverPorphyrayezoensistoEutrophicNitrogenandPhosphorus
YANGXiao-ling, GUOJin-yao
(HuaihaiInstituteofTechnology, KeyLaboratoryofMarineBiotechnologyofJiangsuProvince, Lianyungang222005, China)
Abstract:AdaptabilityandtoleranceoflaverPorphyrayezoensisexplantstodiferentconcentrationsofeutrophicni-
trogenandphosphoruswerestudiedduringgrowthanddevelopment.Theresultsshowedthattheexplantswereadapt-
ableandtolerableinhighnitrogen(50 ～ 150mg/L).However, survivalandgrowthoftheexplantswererestrainedat
nitrogenconcentrationofmorethan150mg/L.Thelavershowedthatnormalsurvivalandgrowthwereatphosphorus
concentrationof5 ～ 15mg/L, butthelaverhadlowsurvivalandgrowthatphosphorusconcentrationofmorethan15
mg/L.Thelaverexplantsformingsporangiashowedadaptabilitytoeutrophicphosphorusof25mg/L.
Keywords:Porphyrayezoensis;nitrogen;phosphorus;adaptability
(责任编辑:小　舟)
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