溫度對半葉馬尾藻生長及生化組分的影響

摘 要：為探究溫度對半葉馬尾藻（Sargassum hemiphyllum）的生長及生化組分的影響，在光照強度為6 000 lx，光照周期為L（光照）∶D（黑暗）=

12 h∶12 h，溫度分別為20、23、26、29 ℃和32 ℃的條件下，采用實驗生態學方法研究不同溫度對半葉馬尾藻生長及生理組分的影響。結果表明，在所設定的溫度范圍內，隨著溫度的上升，藻體相對生長速率（RGR）均呈現先上升后下降的變化趨勢，溫度為23 ℃組不同時間所測的RGR最高，藻體SOD、CAT活性最低，丙二醛MDA含量最少。藻體的各項生理生化指標隨著高溫組（26、29、32 ℃）脅迫時間的變化呈波動變化趨勢；29 ℃和32 ℃條件下，藻體的SOD、CAT活性和丙二醛（MDA）水平顯著高于低溫組（20、23 ℃），溫度為32 ℃時，半葉馬尾藻的生長因溫度過高而出現腐爛現象。在本試驗條件下，半葉馬尾藻的生長適宜溫度范圍為20～26 ℃，最適溫度為23 ℃。

關鍵詞：半葉馬尾藻；溫度；相對生長速率

一、材料與方法

試驗材料

試驗所采用的半葉馬尾藻樣品藻體大小為10～15 cm，采集后迅速帶回實驗室，選擇生長良好的藻體，用消毒海水清除表面附著物，沖洗數遍后放置于裝有自然海水的1 000 mL燒杯內培養，光照強度為6 000 lx，光照周期為12L∶12D（光暗比），培養天數為2 d。2 d后，選取葉面平滑、光澤度好、藻體完整、處于生長旺盛期的優質完整藻體作為試驗材料進行進一步試驗[1-2]。

（二）生化成分測定

1.鮮質量（FW）和相對生長速率（RGR）的測定

于試驗后0、12、24、36、48 h和72 h在各個溫度下的培養箱中取出藻體，用濾紙吸干藻體表面的多余水分，測定藻體的鮮質量，藻體在不同溫度下的相對生長速率用RGR表示，其計算公式為：

RGR/%=[ln（Wt/W0）/t]×100% （1）

式（1）中，W0為初始藻體鮮質量（g），Wt為培養t時間藻體鮮質量（g），t為培養時間（h）。

2.光合色素的測定

該文采用WELLBURN的方法，測定光色色素的含量。取0.1 g新鮮藻體置于研磨瓶中，加入少量碳酸鎂（MgCO3）和石英砂，用80%丙酮研磨，研磨充分后置于4 ℃環境中提取24 h，3 000 r/min下離心10 min，提取離心上清液，定容至10 mL，于波長480、510、652、665 nm處測量其吸光值，根據以下公式計算出葉綠色a（Chl-a）和類胡蘿卜素（Car）的質量分數：

w（Chl-a）（mg/g）=（16.29×A665-8.54×A652）×V/W/1 000（2）

w（Car）（mg/g）=7.6×（A480-1.49×A510）×V/W/1 000（3）

式（2）（3）中，A為吸光值，V為浸提丙酮的體積（mL），W為藻體鮮質量（g）。

3.抗氧化酶活性（SOD、CAT）與丙二醛（MDA）的測定

稱取0.1 g半葉馬尾藻材料，在冰浴的條件下，用體積為0.9 mL的勻漿介質（0.1 mol/L pH值為7.0～7.4的磷酸緩沖液），機械勻漿制備成10%的組織勻漿液。將該勻漿液置于4 ℃、1萬r/min的條件下離心10 min，提取上清液待測。與購自南京建成生物工程有限公司的總超氧化物歧化酶（T-SOD）測試盒（A001-1）、過氧化氫酶（CAT）測定試劑盒（A007-1）、丙二醛（MDA）測定試劑盒（測植物）（A084-3）配合使用，試驗步驟及計算公式參考測試盒說明書。

（三）數據處理

采用SPSS 20.0軟件對數據進行雙因素方差分析（Two-Way ANOVA），并用最小顯著差異法（LSD）比較各處理間的顯著性差異（P<0.05）。

二、結果與分析

（一）溫度對RGR的影響

溫度升高時，藻體RGR呈先升后降的趨勢，其中23 ℃組RGR為最大。至試驗結束時，23 ℃和26 ℃組RGR均顯著高于20 ℃組，29 ℃組與20 ℃組RGR差異不顯著，而32 ℃組藻體RGR顯著低于20 ℃組，差異顯著。

由方差分析結果可知，對于溫度而言，F=8.261，P=0.001<0.01，說明不同溫度對于RGR具有極顯著影響；對于時間而言，F=20.719，P=0.000<0.01，說明不同取樣時間對于RGR具有極顯著影響，但二者沒有產生交互影響作用。各組溫度的取樣時間越長，藻體各溫度組的RGR越小。

（二）溫度對藻體光合色素含量的影響

在試驗所設溫度范圍內，隨著溫度上升，半葉馬尾藻的葉綠素a含量總體呈現出先增高后降低的變化趨勢，隨著試驗時間的變化，20～23 ℃組葉綠素含量總體呈上升趨勢，其中23 ℃組的葉綠素a含量最高，且同一取樣時間內與其他各試驗組有顯著性差異；20 ℃組或26 ℃組葉綠素a含量次之，且同一時間兩組間無顯著性差異。23～32 ℃葉綠素含量總體呈下降趨勢，29 ℃高溫脅迫組葉綠素含量較26 ℃組稍變小，32 ℃脅迫組葉綠素含量降至最低，且兩者葉綠素a含量隨試驗時間的變化部總體呈現出下降的趨勢，說明溫度過高不適宜半葉馬尾藻葉綠素a的累積。由方差分析結果可知，對于時間而言，F=3.251，P=0.039>0.05，說明不同取樣時間對于葉綠素a含量沒有顯著影響；對于溫度而言，F=13.696，P=0.000<0.01，說明不同溫度對于葉綠素a含量具有極顯著影響，且兩者沒有交互影響作用。

在試驗所設溫度范圍內，在同一測量溫度時間內，隨著溫度的上升，半葉馬尾藻類胡蘿卜素含量呈先增高后降低的變化趨勢。20～23 ℃組類胡蘿卜素含量呈上升趨勢，其中23 ℃組的類胡蘿卜素含量最大。隨著時間的變化，20、23、26 ℃這三組上升幅度較大，說明這三個溫度均較有利于藻體類胡蘿卜素的積累，其中23 ℃幅度最高，20 ℃或26 ℃差異次之，20 ℃與23 ℃兩組間類胡蘿卜素含量有顯著性差異，20 ℃與26 ℃兩組間類胡蘿卜素含量無顯著性差異。23～32 ℃類胡蘿卜素含量總體呈下降趨勢，29 ℃類胡蘿卜素整體含量較26 ℃組明顯變小，32 ℃類胡蘿卜素含量最低，且隨著試驗時間變化而總體呈緩慢降低趨勢，說明這兩個高度組不利于半葉馬尾藻類胡蘿卜素的積累。由方差分析結果可知，對于時間而言，F=2.986，P=0.51>0.05，說明不同取樣時間對于類胡蘿卜素含量沒有顯著影響；對于溫度而言，F=5.906，P=0.04<0.05，說明不同溫度對于類胡蘿卜素含量具有顯著影響，且兩者沒有交互影響作用。

（三）溫度對SOD、CAT活性和MDA含量的影響

在SOD活性對比中，同一時間內，在試驗所設20～32 ℃溫度范圍內，半葉馬尾藻的SOD活性隨溫度升高呈現先降低后升高的趨勢。20～23 ℃組SOD活性呈下降趨勢，其中23 ℃組的SOD活性最小，23 ℃組的SOD活性顯著低于20 ℃對照組（P<0.05），23～32 ℃SOD活性總體呈上升趨勢，除了在72 h時32 ℃脅迫組半葉馬尾藻狀態已近腐爛，其SOD活性較低外，26～32 ℃溫度組SOD活性均顯著高于20 ℃對照組（P<0.05）。

在CAT活性對比中，同一時間內，在試驗所設20～32 ℃溫度范圍內，半葉馬尾藻的CAT活性隨溫度上升呈現升降低后升高的趨勢。20～23 ℃組CAT活性呈下降趨勢，其中23 ℃組的SOD活性最小，顯著低于20 ℃對照組（P<0.05）。

23～32 ℃CAT活性總體呈上升趨勢，除了在72 h時32 ℃脅迫組半葉馬尾藻狀態已近腐爛，其CAT活性較低外，26～32 ℃溫度組CAT活性均顯著高于20 ℃對照組（P<0.05）。26 ℃組的CAT活性與20 ℃對照組無顯著差異（P>0.05）。

在試驗所設20～32 ℃溫度范圍內，半葉馬尾藻的MDA活性隨溫度升高呈現先降低后升高的趨勢，其中23 ℃組的SOD活性最小，23 ℃脅迫組的MDA質量摩爾濃度與20 ℃對照組無顯著差異（P>0.05）。在MDA質量摩爾濃度對比中，同一時間內，23～32 ℃組半葉馬尾藻的MDA質量摩爾濃度隨溫度升高呈現升高的趨勢，除了在72 h時32 ℃脅迫組半葉馬尾藻狀態已近腐爛，其MDA活性較低外，26～32 ℃溫度組MDA活性均顯著高于20 ℃對照組（P<0.05）。

參考文獻：

[1]陳素文，陳利雄，朱長波，等.環境因子對海蘿藻體生長及成活的影響[J].南方水產科學，2014（3）：92-96.

[2]徐金根，陳素文，張漢華，等.溫度和光照對瓦氏馬尾藻繁殖的影響[J].廣東農業科學，2013（9）：121-123.