全 文 ：不同 pH和盐度下海洋细菌对赤潮藻生长
和产毒的影响 3
苏建强1 　郑天凌1 3 3 　胡　忠1 　徐金森1 　俞志明2 　宋秀贤2
(1 厦门大学生命科学学院 ,厦门 361005 ;2 中国科学院海洋研究所 ,青岛 266071)
【摘要】　研究了在可控生态条件下 ,一株分离自厦门西海域沉积物的海洋细菌 S10在不同 p H 和盐度条件
下对赤潮原因种塔玛亚历山大藻 ( A lexandrium tam arense)生长和产毒的影响. 结果表明 ,实验用藻株适宜
生长 p H 为 6～8 ,适宜盐度为 20～34 ;该藻株在不同 p H 及不同盐度条件下 ,藻细胞毒力差异显著 ,且随着
p H 升高而下降 ,随着盐度增加而加大 ,到盐度为 30 时达到最高值 ,然后逐渐下降 ;菌株 S10 (1. 02 ×1010
cells·ml - 1)在 p H 7～9 和盐度 15～34 下均能有效抑藻生长和产毒 ,且在 p H 7、盐度 34 时其抑藻生长作用
最强 ;在 p H 7 时抑藻产毒效果较好 ,且其抑藻产毒作用强度不随盐度变化而异.
关键词 　海洋细菌 　塔玛亚历山大藻 　麻痹性贝毒
文章编号 　1001 - 9332 (2003) 07 - 1161 - 04 　中图分类号 　Q143 　文献标识码 　A
Effects of marine bacteria on the growth and toxin production of red2tide algae under different pHand salini2
ties. SU Jianqiang1 ,ZHEN G Tianling1 , HU Zhong1 , XU Jingsen1 , YU Zhiming2 , SON G Xiuxian2 (1 School of
L if e Sciences , Xiamen U niversity , Xiamen 361005 , China ;2 Institute of Oceanology , Chinese Academy of
Sciences , Qingdao 266071 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2003 ,14 (7) :1161～1164.
The effects of strain S10 isolated from sediments of Xiamen Western Sea Area on the growth and paralytic shell2
fish poison ( PSP) production of A lexandrium tam arense at different p H and salinities were studied. The results
showed that the alga grew well at p H 6～8 and at salinity of 20～34. The toxicity of A . tam arense varied
markedly at different p H and salinities :it decreased with increasing p H ,while increased with salinity and reached
its peak value at the salinity of 30 , and then declined. The strain S10 inhibited the growth and the PSP produc2
tion of A . tam arense at different p H and salinities. It had the best inhibitory function on the growth of A .
tam arense at p H 7 and salinity of 34. The best inhibitory function on the PSP production of A . tam arense was
at p H 7 , but this inhibitory function was not related to salinity.
Key words 　Marine bacteria , Alexandrium tamarense , Paralytic shellfish poison3 国家重点基础研究发展规划项目 (2001CB409710) 和国家自然科
学基金资助项目 (49676302 ,30200041) .3 3 通讯联系人. wshwzh @jingxian. xmu. edu. cn
2002 - 12 - 18 收稿 ,2003 - 03 - 03 接受.
1 　引 　　言
20 世纪以来 ,随着沿海地区人口激增 ,工农业
的迅速发展 ,有害赤潮频繁发生 ,已经成为当今全球
性的海洋灾害. 塔玛亚历山大藻是一种重要的有毒
藻 ,其产生的麻痹性贝毒 (paralytic shellfish poison)
往往经由贝类、鱼类等媒介造成人类中毒. 近年来 ,
塔玛亚历山大藻在我国近岸水体和底泥中时有出
现[10 , 13 ] .赤潮藻类的生长和增殖与海洋细菌的作
用密切相关 ,某些细菌可通过直接或间接的作用抑
制藻细胞的生长 ,甚至裂解藻细胞 ,从而表现为杀藻
效应 ,这就为微生物防治赤潮提供了可能途径[11 ] .
关于海洋细菌对赤潮藻生长和产毒有何影响 ,多见
于国外文献 ,Doucette 等[3 ,4 ]曾对藻菌关系作过相关
综述 ,近年来众学者更致力于从群落水平研究细菌
同赤潮藻之间的相互关系[7 , 15 , 16 ] . 国内在藻菌关系
研究方面显得相对薄弱 ,只有少数几篇介绍性文
章[11 , 12 , 14 , 20 , 21 ] ,尤其是细菌对藻类产毒的影响更
是少见报道 ,而研究表明细菌确实能影响毒素产
量[1 , 4 , 6 , 12 ] ,因此本文在可控生态条件下研究了一
株海洋细菌在不同 p H 和盐度条件下对塔玛亚历山
大藻生长、产毒的影响 ,以填补这一方面的空白.
2 　材料与方法
211 　材料
21111 藻种来源与培养条件 　实验用单细胞藻类塔玛亚历
山大藻 ( A lexandrium tam arense) ,由暨南大学水生生物研究
所提供. 培养液为 f/ 2 的改良配方 ,培养温度为 20 ℃,光周期
L∶D = 12h∶12h.
21211 菌种 　实验用的菌种 S10分离自厦门西海域底泥 ,为
本实验室保存的菌种.
应 用 生 态 学 报 　2003 年 7 月 　第 14 卷 　第 7 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul. 2003 ,14 (7)∶1161～1164
212 方法
21211 菌悬液的制备 　用无菌海水将斜面上的细菌洗出 ,注
入加有玻璃珠的无菌三角瓶中 ,振荡 ,使菌细胞分散 ,用平板
计数法测定起始细菌数 ,用无菌海水稀释为 7. 63 ×1012cells·
ml - 1的菌悬液.
21212 p H、盐度的设定 　p H 设定 :用 0. 1 mol·L - 1的 NaOH
和 0. 1 mol·L - 1的 HCL 调节 f/ 2 培养液的 p H 为 6. 0、7. 0、
8. 0、9. 0. 盐度设定 :实验用的为放置半年的陈海水 ,盐度测
定为 34 ,用此海水和不同量的蒸馏水及 f/ 2 母液配制成盐度
分别为 15、20、25、30、34 的培养液.
21213 菌藻混合培养 　1) 实验组 :730ml f/ 2 培养液 + 10ml
菌悬液 + 10ml 藻培养液 ;2) 对照组 (A) :740ml f/ 2 培养液 +
10ml 藻培养液.
21214 取样 　隔天取样测定藻细胞密度 ,于第 16 天收获藻
细胞测定毒素含量.
21215 藻细胞密度测定 　采用鲁哥氏液固定后显微镜计数
法.
21216 藻毒素提取与藻毒力测定 　毒素提取参照江天久的
方法[9 ] ,取塔玛亚历山大藻培养液 400 ml 以 2500 ×g 离心
10min ,去掉上清液 ,加入约 3～4 ml 0. 1 mol·L - 1 HCL 并以
1 mol·L - 1的 NaOH 调整其 p H 为 3～4 ,在冰水浴中超声波
破碎 5～15 min 后镜检 ,当细胞全部破碎后 ,置于沸水中水
浴 5 min ,冷却到室温 ,用 0. 1 mol·L - 1的 HCL 和 NaOH 调整
其 p H = 3 ,以蒸馏水定容到 5 ml ,3500 ×g 离心 10 min ,取上
清液做藻毒性实验用.
　　以美国AOAC(Association of Official Analytical Chemists)推荐
的小白鼠生物检测法进行藻毒性实验并计算其藻毒性 [2 ] . 该
法是向小白鼠腹腔注射 1 ml 适当稀释的藻毒提取液 ,使小
鼠死亡时间落在 5～7 min 内. 观察其死亡症状 ,按照 Som2
mer’s table 换算毒力大小. 再依据提取液体积和总细胞数 ,
换算为单位细胞的毒性 ,用鼠单位/ 细胞 (MU·cell - 1) 表示 ,1
个鼠单位 (MU)表示使 1 只 20 g 小白鼠在 15 min 死亡的毒
素量. 所用动物为 20 g 左右的昆明种雄性小白鼠 (厦门大学
抗癌研究中心实验动物室提供) .
3 　结果与分析
311 　不同 p H 下菌株 S10对塔玛亚历山大藻生长和
产毒的影响
　　从表 1 可以看出 ,在水体温度、盐度条件适宜
时 ,塔玛亚历山大藻在 p H 6～9 范围内都可较好生
长 ,其中在 p H7 时生长状况最好 ,在 p H 9 时最差 ,
表明该藻株可以在弱酸至弱碱环境下很好生长 ,这
同江天久利用本藻株实验结果相似[9 ] ,他们实验得
出该藻株在 p H 6～8 时生长较好 ,p H 高于 9 时 ,其
生长受到抑制 ,而本实验表明该藻在 p H 9 时仍生长
较好 ,这可能是由于藻种经过多代培养其适应性有
所改变所致.
　　在加入 S10的培养液中 ,塔玛亚历山大藻的生长
状况随着 p H 升高而下降 ,其中在 p H 6 时 ,藻细胞
生长较好 ,在 p H 7、8、9 时藻细胞生长状态基本接
近. 结合对照来看 ,当 p H 6 时 ,在培养液内加入 S10
有较明显的促进藻类生长的作用 ,而在 p H 7、8、9
时 ,S10都有不同程度的抑制藻类生长的作用 ,其中
以 p H 7 时抑制效果最好 ,在 p H 9 时 ,虽然藻类有最
低的生长速率和细胞密度 ,但此时对照也具有较低
的生长速率和细胞密度 ,因此 p H 9 本身就是藻类生
长的限制因素 ,S10的作用并不明显.
表 1 　不同 pH下菌株 S10对塔玛亚历山大藻生长(细胞密度 cells·ml - 1)的影响
Table 1 Effect of the strain S10 on the growth of A. tamarense at different pH
p H 天数 Days
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
对照 CK 6 180 270 350 930 1320 1700 3300 4700 7950 11450
7 180 290 460 920 1670 2860 4050 6950 10500 15500
8 180 200 350 700 1320 2120 3900 6000 8400 10400
9 180 290 280 460 530 1360 1900 3550 5550 8100
实验 Exp . 6 180 290 910 1430 2600 4840 6200 8500 11350 16100
7 180 210 350 620 960 1630 3200 4050 5850 7700
8 180 250 200 540 960 1630 2850 3650 4850 6600
9 180 220 220 330 800 1250 2650 3350 4050 5400
　　从表 2 可以看出 ,不同 p H 值条件下 ,对照组培
养第 16 天的塔玛亚历山大藻细胞毒力差异显著 ,
p H 6、7 条件下毒性较强 ,p H 8、9 条件下毒性较弱 ,
基本上藻毒力随着 p H 升高而降低 ,这可能是由于
麻痹性贝毒的某些成分在碱性条件下分解所
致[8 ,17 ] . 除 p H 9 实验组由于藻细胞密度过小未能
检出 PSP 毒性外 ,从实验结果来看 ,我们发现在各
p H 条件下 S10均能有效抑藻产毒 ,在 p H 6、7、8 下实
验组藻毒力分别相当于对照的 53. 80 %、43. 39 %、
表 2 　不同 pH下菌株 S10对塔玛亚历山大藻毒力( 10 - 6 MU·cell - 1)
的影响
Table 2 Effect of the strain S10 on the toxicity of A. tamarense at dif2
ferent pH
项目 Item p H 6 p H 7 p H 8 p H 9
对照 CK 11. 32 ±0. 49 10. 37 ±0. 59 7. 45 ±0. 32 5. 81 ±0. 08
实验 Exp. 6. 09 ±0. 22 3 3 4. 50 ±0. 14 3 3 5. 48 ±0. 12 3 3 未检出 (ND)
E/ C( %) 53. 80 43. 39 73. 563 P < 0. 05 , 3 3 P < 0. 01 ,ND :No detected. 下同 The same below.
2611 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷
73. 56 % ,其中以 p H 7 条件下作用较明显.
312 　不同盐度下菌株 S10对塔玛亚历山大藻生长和
产毒影响
　　塔玛亚历山大藻对盐度有较广的适应性 (表
3) ,在盐度 15 ～ 34 范围内 ,该藻均可生长 ,在盐度
为 20 时生长最佳 ,盐度为 15 时该藻生长速率明显
较低 ,本实验结果同江天久[9 ]利用本藻株实验结果
基本相似. 在加入 S10的培养液中 ,盐度为 20 时藻细
胞在整个周期生长最好 ,盐度为 15 时藻细胞生长最
差 ;同对照相比 ,盐度为 15 时实验和对照藻细胞生
长状况相似 ,表明此时盐度对藻类生长的抑制作用
占主导地位 ,S10的作用不明显 ;在盐度为 20、25、30、
34 时 ,S10都表现出不同程度的抑制作用 ,其中在盐
度为 34 时抑制作用较强.
　　不同盐度条件下 ,在培养第 16 天的塔玛亚历山
大藻细胞毒力差异显著 (表 4) ,藻毒力随着盐度的
升高而增加 ,盐度为 30 时藻毒力最高 ,然后又下降.
本结果与江天久的结果[9 ]相似. 盐度主要通过对营
养盐吸收装置 ———透性酶施加压力来影响毒素的合
成 ,或者可以通过影响氨基酸的生物合成、细胞膜受
体来影响渗透调节 ,从而间接影响毒素的合成.
White[19 ]用 Gonyaulax excavata 为实验材料 ,结果
表明 ,随着盐度升高 ,藻细胞毒素含量也随之上升到
一个阈值 ,但其关系并不是线性 ,这与本结果相似.
此外 ,另有研究表明 , Gym nodi ni um catenat um 的毒
素含量不随着盐度的降低而增加[5 ] ,而 Pyrodi ni um
bahamense 在盐度最低时其毒素含量增加 ,此时该
藻生长速率最低[18 ] . 造成这些不同结果主要是由于
藻类对盐度的适应以及盐度变化陡度不同而造成
的. 毒性实验表明 (表 4) ,当盐度为 15 时 ,对照和实
表 3 　不同盐度下菌株 S10对塔玛亚历山大藻生长(细胞密度 cells·ml - 1)的影响
Table 3 Effect of the strain S10 on the growth of A. tamarense at different salinities
p H 天数 Days
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
对照 CK 15 180 170 230 300 420 810 950 2200 3500 5500
20 180 360 460 1050 1790 2930 5750 7100 12300 17800
25 180 290 350 850 1570 2260 5300 6200 8900 11300
30 180 240 360 750 1660 2890 4400 6950 8400 10700
34 180 190 350 790 1250 2110 3900 6850 8550 12100
实验 Exp . 15 180 230 310 440 790 1310 1750 2200 3450 4900
20 180 370 410 900 1660 3010 4850 6050 10100 13100
25 180 250 460 820 1480 2670 3900 5300 7250 7800
30 180 290 370 630 940 1370 2550 4050 4850 6500
34 180 230 440 610 960 1360 2350 3700 4650 6300
表 4 　不同盐度下菌株 S10对塔玛亚历山大藻毒力( 10 - 6 MU·cell - 1)
的影响
Table 4 Effect of the strain S10 on the toxicity of A. tamarense at dif2
ferent salinities
盐度 Salinity
15 20 5 30 34
对照 CK 未检出 5. 42 ±0. 30 6. 54 ±0. 20 9. 08 ±0. 23 7. 69 ±0. 33
实验 Exp. ND 3. 51 ±0. 08 3 3 4. 37 ±0. 14 3 3 6. 03 ±0. 29 3 3 5. 36 ±0. 16 3 3
E/ C( %) 64. 76 66. 82 66. 41 69. 70
验均由于藻细胞密度过低 ,未能检出 PSP 毒性 ;从
其它各组实验结果来看 ,在盐度 20、25、30 下 ,实验
组和对照组藻毒力都随着盐度升高而增加 ,在 30 时
达到最高 ,然后在盐度 34 时下降. 同对照相比 ,各实
验组藻毒力均有明显下降 , 分别相当于对照的
64. 76 %、66. 82 %、66. 41 %、69. 70 % ,其下降幅度相
近. 因此 ,可以认为 ,不同盐度下在培养液中加入 S10
均能抑制塔玛亚历山大藻产毒 ,但其抑制作用的强
度不随盐度变化而变化.
4 　结 　　语
　　本文研究了一株海洋细菌 S10在不同 p H 和盐
度条件下对塔玛亚历山大藻生长、产毒的影响. 结果
表明 ,菌株 S10在一定 p H、盐度下能对藻类生长和产
毒产生明显抑制作用. 近年来 ,危害日益严重的有毒
赤潮已引起了各沿海国家的关注 ,我国是一个海产
经济大国 ,有害赤潮已造成巨大经济损失. 因此 ,如
何有效防治有害赤潮已经成为各国当务之急的环保
措施. 目前赤潮的防治 ,主要是采取化学方法. 化学
方法防治虽可迅速有效地控制赤潮 ,但所施用的化
学药剂给海洋带来了新的污染. 因此 ,越来越多的人
将目光投向了生物防治技术.
　　海洋微生物由于其本身的种群多样性、生理生
化类群多样性、生态功能多样性、遗传特征多样性等
特点以及同赤潮藻类错综复杂的生态关系 ,因而在
赤潮生消过程中有着极其重要的作用. 利用微生物
如细菌的抑藻作用 ,使海洋环境保持长期的可靠的
生态平衡 ,从而达到防治赤潮的目的 ,就可以避免化
学法治理赤潮带来新污染的缺陷 ,这也是赤潮微生
物防治独特的优越性 ,因此 ,“以菌治藻”作为一种新
思路在赤潮治理中具有巨大的作用与广阔的应用前
36117 期 　　　　　　　　　苏建强等 :不同 p H 和盐度下海洋细菌对赤潮藻生长和产毒作用的影响 　　　　　　　　　　
景.本文研究结果将为赤潮的生物防治提供科学的
理论依据和实践基础.
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作者简介 　苏建强 ,男 ,1979 年生 ,在读博士生 ,主要从事海
洋环境微生物学研究 ,发表论文 7 篇. E2mail :ironicsjq @sina.
com
4611 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷