全 文 ：热带亚热带植物学报 2005，13(1)：21—24
Journa／ofTropical and Subtropical Botany
有毒赤潮甲藻塔玛亚历山大藻
(香港株Ⅱ)的生长特性研究
徐轶肖，江天久 ，吕颂辉
(暨南大学水生态科学研究所，』“东 广州510632)
摘要：在室内条件下研究温度、N和P、维生素、抗生素对有毒赤潮甲藻塔玛亚历山大藻(香港株I)生长的影响。结果表
明，塔玛亚历山大藻的适宜生长温度和N、P浓度分别为21—25"C，882—1 765 l~mol／L和 18—72 l~mol／L。复合维生素B
的加入有利于塔玛亚历山大藻的生长，而50 u m1一 以上的抗生素则对其有明显的抑制作用。
关键词：藻类：塔玛亚历山大藻；温度；氮；磷：维生素：抗生素
中图分类号：Q949．205 文献标识码：A 文章编号：1005-3395(2005)01-0021-04
Studies on the Growth Characteristics of Toxic Alexandrium
tamarense(Hong Kong Strain I)
XU Y i-x iao， J IANG T Jan—j iu ， L0 Song—hui
(Institute ofAquatic Ecoscience， ，m University，Guangzhou 510632，China)
Abstract： Efects of water temperature， nitrogen， phosphorus， vitamin and antibiotic on the growth of toxic
A lexandrium tamarense(Hong Kong strain 1I)were studied under experimental conditions．Optimum growth
temperature，N and P concentrations were 2 1-25~C，882—1 765 ixmol／L and 1 8—72 ixmol／L，respectively．Complex
vitamin B was foun d to be beneficial for the algae growth，whereas over 50 U ml一 antibiotic showed obvious
inhibition effect． ，
Key words：Algae；A lexandrium tanu~ense；Temperature；Nitrogen；Phosphorus；Vitamin；Antibiotic
塔玛亚历山大藻是一种广布性的有毒赤潮甲
藻，在大西洋、太平洋、北极、温带及热带都有，而在
北半球的温带水域出现的频率最高，大多数麻痹性
中毒事件与之密切相关【”。已有资料显示，同种藻类
不同藻株间的生长特性及毒素成分等存在一定差
异。江天久等研究过塔玛亚历山大藻大鹏湾株的生
长特性[21，近期又在邻近大鹏湾的香港海域获得塔
玛亚历山大藻香港株Ⅱ。本文探讨不同环境下塔玛
亚历山大藻香港株Ⅱ的生长规律，并比较两株生长
特性的差异，为该藻株批量培养，制备麻痹性毒素提
供理论依据。
1材料和方法
1．1材料
在 1998年4—5月间，香港海域发生了大面积
赤潮，本实验藻种 lexandrium tamorense)~IJ从该次
赤潮中分离所得(编号ATHK02)。该藻细胞大小为
38 ±8．0~mx38．8±8．6 m，通常以单细胞存在，对
数生长期多由2—3个细胞构成链状体。该藻种自分
离后，处在温度20—23℃、光照强度4 000 lx、光暗周
期为 14：10的培养条件下，培养液为 的改良配
方。
收稿日期：2004—06—03 接受日期：2004—08—16
基金项目：暨南大学团队基金项目；国家重点基础研究发展规划 (973)项目(2001CB409704)；国家重点基础研究发展规划(973)项目
(2001CB409709)联合资助
通讯作者 Coresponding author
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热带亚热带植物学报 第l3卷
1．2方法
实验前进行驯化培养，将处于对数生长期的藻
细胞接种于培养液内，并在与实验设定的相同环境
条件下驯化培养2—3 d。实验在光照培养箱(广东省
医疗器械厂，LRH．150G)内进行。实验时，在
250 ml三角瓶内盛 150 ml实验培养液，接种一定量
的驯化培养物于瓶 内，使培养液 内细胞浓度为
400 cels ml一。将盛培养液的三角锥形瓶置于回旋振
荡器上振荡 10 S，取0．1 ml培养物用鲁哥氏液固定
后在显微镜下计数，重复3次，计数值间相差应小
于 15％，取两个相近数据平均值为实验结果。每组
实验设 3个重复。隔天取样。
温度设置 18、21、25和28℃4组实验。
氮、磷浓度的设定以Guilard的 培养液配
方为基础，用NaNO，调节培养液中氮浓度分别为0、
441、882、1765、3529、7059 i~mol／L，用NaH~PO4·H2O
调节培养液中磷浓度分别为 0、18、36、72、145、
290 i~mol／L。实验置于21℃恒温下培养。
维生素浓度的设定以Guilard的 培养液配
方为基础，加入一定量的维生素 (广州光华药业股
份有限公司生产)母液，使培养液中第一组维生素
B。、B6、B。2浓度分别为125、125、0．25 Ixg L～，第二组
分别为250、250、0．50 g L ，第三组分别为 500、
500、I．0 Ixg L～，以不含维生素为对照。
抗生素为氨苄青霉素(华北制药股份有限公司
生产)液体，在人工海水配制的 2培养液中分别加
入一定量的抗生素，使培养液中抗生素含量分别为
O、50、100、200 U ml (160万单位含氨苄青霉素
1．0 。实验在 21℃恒温下进行。
塔玛亚力山大藻对数期相对增长率由
(1nN,一InNo)／T计算，其中 表示相对增长率；No为
最 1 4 8 l2 16 ∞
培l养时间 Incubation time(d)
图1 A．tamarense在不同温度下的生长曲线
Fig．1 Growth~lrve$ofA．“Hn ，"e atdiferenttemperatures
藻细胞起始密度； 为培养 时间后的藻细胞密
度：T为培养时间。
2结果和分析
2．1温度对塔玛亚历山大藻生长的影响
塔玛亚历山大藻在温度 18—28℃范围内均能较
好地生长(图 1)。在21℃时其相对增长率最大 为
0．21 d～，最大细胞密度为 1．3x10 cels ml～，25℃时
相对增长率为 0．20 d～，最大细胞密度为 1．7×
10 cels ml～，其适宜生长温度为21—25℃。接种 17—
19 d后藻细胞达最大生长密度。按照微藻生态学分
类，在温度 10—35℃内可良好生长的种类为中温性
藻株，本实验藻株属中温株，适宜生长温度比邻近
海域的大鹏湾株、大亚湾株略高 。
2．2氮、磷对生长的影响
图2显示塔玛亚历山大藻在 1 765 i~moULN下
藻细胞生长最快，相对增长率为0．28 d～，小于此浓
度，生长率随浓度增加而升高，超过此浓度，生长率
随浓度的增加而降低，可能由于过量的硝酸盐改变
了N：P比，从而影响了藻细胞对N、P的吸收。石岩
峻等发现塔玛亚历山大藻 (由中国科学院海洋研究
所提供)在高氮(2 646 I~mol／L)条件下生长缓慢，中
氮(882}~moUL)时稳定期生物量最高[4]。Wang对分
离于南中国海的A．tamarense CIO1在不同N浓度
下的生长研究表明，在0—880 ixmol／L范围内，随N
浓度的升高，藻类密度增大嘲。本文的结果与他们的
相符。因此，在对本实验藻株进行批量培养时，将
2培养液配方中的N浓度由882 i．Lmol／L提高至
1 765 I~mol／L左右为佳。林昱等人的围隔实验证实，
培养 56 d后尽管硝酸盐浓度在 0．5 i~mol／L以下，
20
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培养时间 Ineubation time(d)
图2 A．tamarense在不同氮浓度下的生长曲线
Fig．2 Growth culve$ofA．tamare~e at diferent nitrate concentrations
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第1期 徐轶肖等：有毒赤潮甲藻亚历山大藻(香港株Ⅱ)的生长特性研究
但66 d时海洋原甲藻数量仍达到最大密度 5．0×
107 cels L‘1，且赤潮过程持续了20 d直至实验结束；
裸甲藻增殖前 10 d’无机N浓度在21-28 ixmo1]L之
间，而在增殖过程中无机N浓度低于20 p．mol／L[~，这
说明甲藻增殖时对水体中氮营养盐浓度的要求并
不苛刻，但增殖前需要有一定量的营养盐供给。在
本实验中，培养液中不含 N，塔玛亚历山大藻在
17 d内仍会持续生长，其原因可能有：(1)接种时引
入了一定量的N源，且实验配制的人工海水中难以
保证绝对不含N；(2)水体中无机N供给充足时藻细
胞可能会积蓄N源供细胞分裂时使用；(3)藻细胞分
裂时对N的需求不是很高。这尚待进一步研究。
图3显示塔玛亚历山大藻对可溶性P有较广
的适应性，其适宜P浓度为 18—72 txmol／L。当P浓
度为 72 p．mol／L时，该藻出现最大相对增长率
0．28 d-i，细胞密度达 2．1×104 cels ml～。与N的影响
相似，过量的P(超过 72 ixmol／L)对藻细胞的生长
产生抑制作用。张宜辉等对分离于厦门海区的A．
tamarense的研究表明，无机P对其增殖的最适浓度
为4．0—4．5 i．xmol／L，低于这个浓度，随浓度的增加藻
细胞数迅速增加；高于5．0 ixmol／L，藻细胞生长受抑
制门。可见 P对此两藻株的作用规律一致，但最适
浓度相差 4．5—16倍，这可能是藻株间差异所致。
Wang等人对采自大鹏湾的A．tamarense C101株的
研究表明，P浓度为0—40 p．mol／L，藻类生物量随P
浓度的增加而增~Nts]，与本文结果基本一致，这可能
与两藻株的生长环境差别较小有关。当培养液中不
含P，接种后 17 d塔玛亚历山大藻仍能持续生长，其
原因可能是：(1)同N一样，接种时培养液中有一定
量的P残留；(2)较无机P而言，甲藻倾向于累积有机
P诩，在无机P浓度低时，塔玛亚历山大藻以体内储存
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l 5 9 l3 l7
培养时间 Incubation t ime(d)
图3 A．tamarense在不同磷浓度下的生长曲线
Fig．3 Growth ctlrves ofA．tamarense at diferent phosphate
concentrations
的有机P维持生长；(3)甲藻生长时对P要求不高，低
P(如0．3 mol／】-一)是赤潮发生时限制其他藻类如硅
藻的生长而形成甲藻赤潮的一种特有现象tg]。
2．3维生素和抗生素的影响
由图4可见，实验组塔玛亚历山大藻的生长要
较对照组的好，复合维生素B对其有促进作用。当
Bl、B6、Bl 浓度为500、500、1．0 Ixg L 时，有最大相
对增长率0．26 ，最大细胞密度2．6xlO cels ml～。
王正方等人的研究表明，B 、B。 和生物素能单独或
者协同促进藻细胞的增殖，其中以B。和生物素的
组合效应最j虽【砌。日本学者岩崎报道，链状亚历山大
藻 (A．cateneUa)的增殖几乎都需要维生素 B，而
Lwasaki认为，A．catenela对B族维生素的要求其
实只是对B ：的要求In】。本文只做了3种维生素的
等比增量实验，难以说明各单一成分及各成分间的
交互作用对塔玛亚历山大藻生长的影响，但复合维
生素B明显有利于塔玛亚历山大藻的生长。事实
上，微藻对维生素B的需求差异很大，有的藻类自
身能产生维生素B，而许多甲藻则需要B。 【l2]。海水
中的维生素B含量很低，通常在 10~10。 g L。以
下【n】，因此在大量培养塔玛亚历山大藻时，应在培
养基中添加较充足的维生素B。
在利用有毒藻提取毒素时，需大规模培养藻
类，为了防止大量培养时细菌的污染，常采用在培
养液中加入抗生素的方法。在本实验中，加入抗生
素后塔玛亚历山大藻的生长明显受到抑制 (图5)。
随着抗生素浓度的升高。藻细胞的生长明显减慢。
对照组最大相对增长率为0．24 d～。最大密度达2．0×
10 cels ml～，而实验组最大相对增长率为 0．18—
0．20 d～，最大密度为0．7—1．4xl04 cels ml～。此外，抗
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培养时『i=】Incubation time(d)
图4 A．tamare~e在不同复合维生素B浓度下的生长曲线
Fig．4Growtho．1rvesofA．tamarense at diferentincorporating
vitamin B concentrations
∞ m
一I_i I1∞u _【×一 Is口a =0 莓f街墓嚣
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24 热带亚热带植物学报 第 l3卷
生素浓度增加，细胞生长的衰退期提早出现，高抗
生素浓度组的藻细胞在接种 17 d后，数量即迅速下
降。因此，大量培养该藻时，应严格控制抗生素氨苄
青霉素的加入量。Wang的实验证实，100 U ml 抗
生素可以促进A．tamarense C101的生长，并提高其
毒素含量水平，当浓度为 1 000 U ml 时，藻类生长
受抑制并最终死亡[14]。本实验藻株在青霉素浓度为
50 U ml 时生长即受抑制，随着浓度的增加，抑制
现象愈明显。这可能是香港株II较南中国海株对青
霉素更敏感。另外，抗生素常用来作为筛选海洋微
藻基因工程的选择标记，A mp 抗性基因能编码使B一
内酰胺环水解的酶，从而使转化子解除氨苄青霉素
的毒性[151。依据不同抗生素浓度下塔玛亚历山大藻
的相对增长率，求得氨苄青霉素对塔玛亚历山大藻
(香港株Ⅱ)96h的半有效浓度为 164mgL～。与黄
健等[ 51的结果比较，该藻对氨苄青霉素十分敏感，
基因可能为塔玛亚历山大藻转基因工程的选
择标记基因。
图 5 A．tanmrense在小I 抗生素浓度 F的生长曲线
Fig．5 Growth curves ofA．tanmrense at diferent antibiotic
concentrations
在本实验中还观察到所有加抗生素的培养液
中出现一种小细胞的藻体，外部形态与一般细胞相
似，但细胞较小，大小仅为23．05~2．02~m~23．50~
3．1 1 m，随抗生素浓度的增加，小细胞所占总数的
比例亦上升，实验后期这种比例也越来越高，这与
光亮裸甲藻在寡盐条件下培养出现小细胞的情况
类似【Iq，小细胞形成的生理学机理尚不清楚。
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