全 文 ：Marine Sciences /Vol. 30 , No. 5 /2006
孔石莼与 2种海洋微藻的胞外滤液交叉培养研究
张培玉1 , 2 ,蔡恒江2 ,肖　慧2 ,于　娟2 ,冯　蕾2 ,唐学玺2
(1. 青岛大学 环境科学与工程系 , 山东 青岛 266071;2. 中国海洋大学 海洋生态学研究室 , 山东 青岛
266003)
摘要:在实验室条件下 , 采用海洋大型海藻石莼(U lva pertusa Kjellm. )和海洋微藻青岛大扁
藻(P latymonas helgolandica Kylin var . tsingtaoensis)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense
(Lebour) Balech)的滤液做了交叉培养研究 , 初步探索藻间的克生机制。试验结果表明 , 不
同温度处理下 , 2 种微藻滤液对石莼生长的影响均有显著的差异。不同温度处理的石莼滤液
对青岛大扁藻生长的影响差异显著 ,而对亚历山大藻生长的影响差异不显著。可以推测:石
莼对亚历山大藻的抑制作用很可能是通过细胞的直接接触来完成的;而石莼对青岛大扁藻
的抑制作用和两种微藻对石莼的抑制作用主要是通过分泌胞外产物(Ex tracellular products ,
ECP)来实现的 , 至于其它的方式和途径有待于进一步研究。
关键词:石莼(Ulva pertusa Kjellm.);青岛大扁藻(P latymonas helgolandica Ky lin var .
tsingtaoensis);亚历山大藻(A lexandrium tamarense (Lebour) Balech);胞外产物;
竞争
中图分类号:S968. 4　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-3096(2006)05-0001-04
　　众所周知 , 生物群落的平衡受到与其有关的各
种物理 、化学及生物因素的影响。种群之间的相互作
用对群落的平衡有一定的调节作用。通过藻类胞外
活性物质的相互影响 , 可以直接实现藻类与其它生
物类群之间 、藻类不同种群之间的相互作用 ,从而影
响藻类群落的组成 、演替和平衡[1 ～ 3] 。 Fogg 和 Hel-
lebust [4]首次研究发现 , 海洋藻类在生长过程中会不
断向周围环境中释放多种代谢产物 , 如碳水化合物 、
氨基酸 、酶 、脂类 、维生素 、有机磷酸 、毒素 、挥发性物
质以及抑制和促进因子等。这些产物统称为胞外产
物(Ex tracellular pr oducts , ECP), 随着藻类的生长 ,
藻类会分泌 ECP来改变周围的环境 , 从而影响其它
种群的生长。大量研究表明 , 石莼-微藻种群之间会
发生克生作用[ 5 ～ 7] 。作者利用滤液做交叉培养试验 ,
对石莼-微藻之间克生作用的方式和途径进行了初步
的研究。
1　材料和方法
1. 1　材料处理
试验所使用的材料系采自青岛太平角的孔石莼
(Ulva pertusa Kjellm.), 材料采回后立即用天然海
水洗净 ,用打孔器打成直径为 1. 3 cm 的圆片 ,在室温
3 000 lx 光照下预培养 7 d。
青岛大扁藻(P latymonas helgolandica Ky lin
var. tsingtaoensis)和亚历山大藻(A lexand ri um tam-
arense (Lebour) Balech)由中国海洋大学藻种室提
供。
培养容器为 300 mL 三角瓶。三角瓶洗净后依
次用 1 mo l/ L H Cl和 90%乙醇洗瓶 , 然后用相应浓
度 f /2 培养基预平衡后备用。
1. 2　培养方法和条件
在预试验的基础上 , 石莼的初始接种质量为
0. 05 g;青岛大扁藻和亚历山大藻在指数生长期接种 ,
接种的初始密度为 1×104个 /mL , 分别接种到150 mL
f /2培养液中。 培养温度 20℃±1℃, 光照强度
3 000 lx , 光暗周期为 12 h∶12 h。
1. 3　石莼与微藻间的滤液交叉培养
取培养 12 d 的石莼和微藻培养液 , 经孔径为
0. 45μm的玻璃纤维素滤膜过滤后备用。
收稿日期:2004-11-08;修回日期:2005-06-22
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30270258);山东省
优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(03BS120)
作者简介:张培玉(1964-),男 ,青岛胶南人 ,博士 , 副教授 ,主
要从事环境生物学研究 , E-mail:peiyu 　zhang@163. com
1
海洋科学 /2006年 /第 30卷 /第 5期
　　取石莼和 2 种微藻的滤液 ,把其平均分为 4 组:
A , B , C 和 D组。取 A 组的滤液 150 mL 加入 300 mL
的三角瓶中备用;B 组的滤液经 60℃水浴 30 min 后 ,
取 150 m L加入 300 mL 的三角瓶中备用;C 组的滤
液经 80℃水浴 30 min 后 , 取 150 mL 加入 300 m L的
三角瓶中备用;D 组的滤液经煮沸 30 min 后 , 取
150 mL 加入 300 mL 的三角瓶中备用。
取处理过的 A , B , C 和 D组石莼的滤液 , 分别接
种处于指数生长期的青岛大扁藻和亚历山大藻 , 使
接种的初始密度为 1×104个 /m L。取处理过的 A ,
B , C 和 D组青岛大扁藻和亚历山大藻滤液 , 分别接
种预培养的石莼 0. 05 g 。每个样品做 4 个平行样 ,按
1. 2 的条件进行培养。
1. 4　石莼质量与细胞密度的测定
用吸水纸小心地把石莼表面的水吸干后称质量。
微藻用 Lugol碘液固定 , 采用平板计数法 , 在 O-
lympus 双筒显微镜下 ,进行细胞计数。
1. 5　数据处理
应用 SPSS10. 0 软件进行统计分析。
2　结果
2. 1　不同温度处理条件下 2 种微藻的滤液
对石莼生长的影响
2. 1. 1　青岛大扁藻的滤液对石莼生长的影响
图 1 为不同温度处理条件下青岛大扁藻滤液对
石莼生长的影响。 B , C 和 D处理组石莼的生长均好
于 A 处理组(对照组)。 D处理组在第 9 天时与 A 处
理组的差异达到显著水平(P <0. 05), 第 12 天时差
异达到极显著水平(P<0. 01)。 B和 C 两处理组在第
12 天时与 A处理组的差异达到显著水平(P<0. 05)。
图 1　不同温度处理的青岛大扁藻的滤液对石莼生长的影响
Fig. 1　Eef fect s of dif ferent f ilt rates of Platymonas
helgoland ica under dif feren t tem peratures on
the grow th of Vlva per tu sa
2. 1. 2　亚历山大藻的滤液对石莼生长的影响
从图 2可以看出不同温度处理条件下亚历山大
藻的滤液对石莼生长的影响。第 3 天时 A 处理组石
莼的生长与 B , C 和 D 3 个处理组相比 , 已经受到了
极显著的抑制作用(P <0. 01), 随着培养时间的延
长 , 石莼生长的抑制作用更加明显。 B , C 和 D 3 个处
理组石莼的生长均无明显差异。
图 2　不同温度处理的亚历山大藻的滤液对石莼生长的影响
Fig. 2　Effect s of different filtrates of Alexandrium tama-
rense under diff erent temperatures on the growth of
Vlva pertusa
2. 2　不同温度处理条件下石莼的滤液对 2
种微藻生长的影响
2. 2. 1　石莼的滤液对青岛大扁藻生长的影响
不同温度处理条件下石莼的滤液对青岛大扁藻
生长有显著的影响(图 3)。 A 处理组的青岛大扁藻生
长得最差 ,而 D处理组的青岛大扁藻生长得最好。在
青岛大扁藻生长到第 6 天时 , C 和 D 两处理组青岛大
扁藻的生长与 A 处理组青岛大扁藻的生长相比有了
明显的促进作用(P<0. 05)。 9 ～ 12 d 时 D处理组与
A 处理组间的差异已经达到极显著水平(P<0. 01)。
图 3　不同温度处理的石莼的滤液对青岛大扁藻生长的影响
Fig. 3　Ef fects of diff erent filt rates of Vlva pertusa under
diff erent temperatures on the growth of P laty-
monashelgolandica
2
Marine Sciences /Vol. 30 , No. 5 /2006
2. 2. 2　石莼的滤液对亚历山大藻生长的影响
图 4 为不同温度处理条件下石莼的滤液对亚历
山大藻生长的影响。不同温度处理条件下石莼滤液
对亚历山大藻生长的影响非常小 , A , B , C 和 D 4 个
处理组亚历山大藻的生长均无显著差异。
图 4　不同温度处理的石莼的滤液对亚历山大藻生长的影响
Fig. 4　Ef fect s of di ff erent f ilt rates of Vlva pertusa
under dif f erent temperatures on the grow th
of A lexandr ia um tamarense
3　结果分析
3. 1　2种微藻滤液在不同温度处理条件下对
石莼生长影响的差异
从试验结果可以发现 , 石莼在经不同温度处理
的微藻滤液中的生长表现出了差异性 。滤液经处理
后的石莼生长要比未处理过的长得好 , 其机制可推
测为:青岛大扁藻和亚历山大藻 2 种微藻均分泌
ECP 来抑制石莼的生长 ,且 ECP 对热是敏感的 ,但此
种热敏感的 ECP 的化学成分和作用机理还有待于进
一步研究。
从生长曲线的斜率差异可以看出在不同温度处
理条件下 ,石莼在亚历山大藻滤液中生长的差异要
大于在青岛大扁藻滤液中生长的差异 。这种差异性
的主要原因为:(1) 亚历山大藻为赤潮藻 , 它可以分
泌赤潮毒素来影响石莼的生长[ 8 , 9] , 而不同温度处理
可以影响赤潮毒素对石莼的作用。(2) 试验中 2 种
微藻滤液中的微生物可能不同 ,因而对温度的敏感性
也不同 ,从而产生了对石莼生长影响的差异。(3) 试
验中所用 2种微藻的滤液由于无法控制营养盐含量 ,
2 种微藻滤液中的营养盐含量可能不一样 , 可能造成
了对石莼生长影响差异的不同。
3. 2　石莼滤液在不同温度处理条件下对 2
种微藻生长影响的差异
2种微藻在不同温度处理条件下石莼滤液中的
生长情况有所不同。青岛大扁藻在不同温度处理条
件下的石莼滤液中生长有明显差异 ,而亚历山大藻在
不同温度处理条件下的石莼滤液中生长差异不显著。
出现这种现象的原因可以推测为石莼分泌的热敏感
的 ECP 和石莼滤液中的微生物对 2 种微藻生长的影
响有所不同所致或两种微藻对石莼 ECP的敏感性不
一样。进一步的作用机制仍需更深入地研究。
3. 3　石莼与 2 种微藻之间克生作用的方式
和途径
种群之间克生作用和相互竞争一般通过 2 种方
式和途径进行 。其一是细胞的直接接触抑制 ,其二是
通过分泌 ECP 来完成对其它种群的抑制作用。 Uch-
ida 等[ 10] 在研究 Heterocapsa circularisquama 和
Gymnodinium mik imotoi 之间的竞争作用时指出 ,
H . circularisquama 对 G. mik imotoi 的抑制作用主
要是通过细胞的直接接触完成的 , 而 G. mikimotoi对
H . circularisquama的抑制作用既可以通过细胞的
直接 接触 又 可以 通过 分泌 ECP 来 完 成。 对
H . akashiwo的深入研究[ 11]表明 , H. akashiwo 对其
它种群的抑制作用采取的是细胞的直接接触抑制 ,而
且接触抑制作用的部位位于 H. akashiwo 细胞的细
胞表面。
本试验的结果可以认为石莼对亚历山大藻的克
生作用很可能是通过细胞的直接接触来完成的 ,而石
莼对青岛大扁藻的克生作用和 2 种微藻对石莼的克
生作用主要是通过分泌 ECP 来实现的。
由于藻类分泌胞外产物的复杂性和作用的不确
定性 , 藻类间克生作用的方式和途径有待于进一步的
研究探讨。
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The exploration of cross test between Ulva pertusa Kjellm. fil-
trates and the two species of micro-algae filtrates
ZHANG Pei-yu1 , 2 , CAI Heng-jiang2 , XIAO Hui2 , YU Juan2 ,FENG Lei2 , TANG Xue-xi2
(1. Depar tment o f Environmental Science and Engineering , Qingdao Univer sity , Qingdao 266071 , China;
2. Marine Ecology Labo rato ry , Ocean Univer sity o f China , Qingdao 266003 , China)
Received:Nov. , 8 , 2004
Key words:Ulva pertusa Kjellm. P latymonas helgoland ica Kylin var. tsing taoensis;A lexand rium tama rense (Lebou r) Ba-
l ech;ECP;competi tion
Abstract:The filt rates of Ulva pertusa Kjellm. , Platymonas he lgolandica Kylin va r. tsingtaoensis and
A lexand ri um tamarense (Lebour) Balech were r esear ched using cro ss test under lab conditions and the prelim-
ina ry studie s on mechanism o f competitiv e gr ow th o f inter specis betw een ma rine macro-algae and micro-alg ae.
The results demonstr ated that the filtra tes o f the tw o species of micro-algae dealt with different temperatures
have no table effects on the g row th of U. pertusa Kjellm. , and the filt rates of U. pertusa Kjellm dealt w ith dif-
fer ent tempera ture s show ed significant effects on the g row th o f P. helgolandica Ky lin va r. tsingtaoensis , but
show ed unnoticed effects on the g row th o f A. tamarense(Lebour) Balech. The refor e, tha tU . pertusa Kjellm.
inhibits P . helgoland ica Kg lin va r. tsingtaoensis f rom g row ing w as finished by cells contaction , w hile that
U. pertusa Kjellm. inhibits P. helgolandica Ky lin var tsingtaoensis from growing and that the two species of
micro-alg ae inhibit U. pertusa Kjellm. f rom g rowing we re realized by ECP. and the o the r way s and functions
of interaction be tw een macro-alg ae and micr o-algae need being studied further.
(本文编辑:张培新)
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