溫度與光照強度對礁膜配子體生長的影響

趙素芬，鄧婷婷，鄒永烽，梁啟航，邱炬維，羅范興

（1.廣東海洋大學水產學院，廣東 湛江 524088；2.廣東省海產無脊椎動物科技創新中心，廣東 湛江 524088；3.熱帶海產經濟無脊椎動物健康養殖工程技術研究中心，廣東 湛江 524088；4.南海水產動物增養殖廣東省高校重點實驗室，廣東 湛江 524088）

礁膜（Monostroma nitidum）隸屬于綠藻門（Chlorophyta），石莼目（Ulvales），礁膜科（Monostromaceae），礁膜屬（Monostroma），具有食用與藥用價值[1]；生活史為異形世代交替型，其配子體為單層細胞的膜狀體，長可達30 cm以上，一般生長于內灣靜水處的中、高潮帶，在我國主要分布于東南沿海[2-3]。

礁膜生長受棲息地理化因子、生物因子及其聯合因子的影響，海水溫度、光照、鹽度和營養水平為主要的理化因子[4]。日本于20世紀30年代開始對礁膜屬海藻進行人工栽培試驗[5]，國外對礁膜屬種類的季節發生、人工種苗生產及栽培研究較多[6-8]，對寬礁膜和一種未知種名礁膜的適宜生長理化因子條件進行了報道。如Bast等[9]研究了寬礁膜M.latissimum(Ktzing)Wittrock自然生長地的海水溫度、鹽度周年變化與礁膜配子體生長的關系。Kavale等[10]研究了生態因子對一種礁膜屬海藻M.sp.配子體生長的影響，并確定了最適培養條件。我國對礁膜配子體生長因子的研究始于20世紀90年代，文獻[11-12]對礁膜配子體生長發育的適宜溫度、光照強度、鹽度和營養鹽進行了研究。目前，有關礁膜配子體生長的適宜溫度和光照強度范圍方面的研究數據不足，尚缺乏詳細資料，現開展了礁膜配子體適宜生長的溫度與光照強度范圍試驗，擬為我國礁膜人工栽培提供參考及科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

礁膜采自廣東省湛江市霞山區（北緯21°12′2″，東經110°24′23″）。挑選藻體完整、大小相近、尚未成熟的健康藻體，先在過濾海水中用軟毛刷去除泥、沙和雜藻，用剪刀剪去藻體的邊緣部分，使試驗藻體全部為營養生長期細胞，在PGX-280A-3H型光照培養箱（寧波萊?？萍加邢薰荆┲袝吼B2 d。暫養條件：15℃、2 000 lx、自然海水鹽度（3.075±0.013）%、光周期12L∶12D，每天更換相同溫度的消毒海水，每天定時搖動培養容器3次。

1.2 方法

1.2.1 培養試驗

將材料放入消毒海水中刷洗2次，然后置于盛有35 mL消毒過濾海水的培養皿（Φ 9 cm）中，每皿放1棵大小相近的藻體（質量為0.180 0~0.260 0 g，長度為3.70~4.08 cm）。培養液為消毒過濾海水中加入20 mg/L二氧化鍺（GeO2），每3 d更換1次培養液，每天定時搖動培養皿3次，并隨機變動培養皿位置以減小誤差，于上述光照培養箱中培養15 d。

1.2.1.1 溫度

設15，20，25，30，35℃共5個溫度組，每組3個平行，光照強度3 000 lx，鹽度3%，光周期12L∶12D。用不同溫度的光照培養箱進行培養，溫度波動為±0.5℃；

1.2.1.2 光照強度

設2 000，4 000，6 000，8 000，10 000 lx共5個光照強度組，每組3個平行，其他條件為溫度25℃，鹽度3%，光周期12L∶12D。

1.2.2 生長指標

礁膜的體長相對生長率（DGRL）和體質量相對生長率（DGRW）計算公式如下：

DGRL（%/d）=100%×ln（Lt/L0）/t。

式中：Lt為藻體培養t d后長度，cm；L0為藻體初始長度，cm；t：藻體培養天數，d。

DGRW（%/d）=100%×ln（Wt/W0）/t。

式中：Wt為藻體培養t d后鮮質量，g；W0為藻體初始鮮質量，g；t：藻體培養天數，d。

1.2.3 數據分析

所有數據采用Excel、SPSS 21.0軟件處理，結果用（平均值±標準誤）表示。用單因素方差分析（ANOVA）法分析各因素對礁膜生長的影響，并結合LSD法進行多重比較，均值差的顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 溫度對礁膜配子體生長的影響

不同溫度下培養時礁膜的DGRL及DGRW分別見圖1和圖2。由圖1和圖2可見，在試驗條件范圍內，礁膜在15~30℃時正生長。培養6~15 d、20℃條件下的DGRL與DGRW均最大；培養15 d、20℃條件下的DGRL與DGRW分別為（2.29±0.05）%/d、（4.05±0.13）%/d。統計分析顯示，各溫度組的DGRL差異不顯著，而培養6 d時，20℃組、35℃組礁膜的DGRW與其他組差異顯著。在15~25℃時，隨著培養時間延長，藻體長度不斷增加，DGRL保持增長；而30℃組培養第6天，DGRL明顯下降，之后一直處于較低水平。培養3 d，除25℃組外，其他組藻體質量減小，出現負增長；培養9 d后，15~25℃組藻體質量明顯比初始增大，20℃組DGRW與其他組差異顯著；30℃組培養15 d時，DGRW才出現正增長，并處于較低水平。35℃時礁膜的生長明顯受到抑制，培養至第3天即死亡。20℃下，藻體整體翠綠堅韌；而25和30℃時，藻體邊緣一圈甚至整個葉片由綠色明顯變成黃綠色，并明顯變??；35℃組藻體在培養第2天便變黃、出現破碎。

圖1 不同溫度下培養時礁膜的DGRL

圖2 不同溫度下培養時礁膜的DGRW

2.2 光照強度對礁膜配子體生長的影響

不同光照強度下培養時礁膜的DGRL和DGRW分別見圖3和圖4。由圖3和圖4可見，在光照強度4 000～8 000 lx時，礁膜的DGRL呈現先增大后減小再增大的規律。培養15 d，4 000 lx組的DGRL最大，為（2.88±0.29）%/d；培養9 d，8 000 lx組DGRL最大，為（2.32±0.01）%/d。2 000 lx組礁膜的DGRL在培養3 d時最大，之后下降，并相對穩定；10 000 lx礁膜的DGRL在培養3 d時最小，之后隨著培養時間延長，持續增大（圖3）。統計分析顯示，培養3~6 d，10 000 lx組與4 000 lx組的DGRL差異顯著；培養9 d，10 000 lx組與4 000 lx組、8 000 lx組的DGRL差異顯著。在光照強度為2 000～4 000 lx范圍內，礁膜的DGRW呈現先升高后下降再升高的規律。培養15 d，4 000 lx組的DGRW最大，為（4.65±0.10）%/d；其次為6 000 lx組，為（3.87±0.25）%/d。6 000和8 000 lx組礁膜的DGRW隨著培養時間的延長，不斷升高；10 000 lx時，礁膜的DGRW，在培養9 d時才由負值轉為正值，培養15 d時，甚至超過2 000 lx組（圖4）。統計分析顯示，培養15 d，4 000 lx組與2 000 lx組和10 000 lx組DGRW差異顯著。

圖3 不同光照強度下培養時礁膜的DGRL

圖4 不同光照強度下培養時礁膜的DGRW

3 討論

3.1 溫度對礁膜配子體生長的影響

溫度是影響海藻生長的主要因子之一，不同海藻對溫度的適應有差異[2]。在15~30℃時，礁膜均能生長，藻體長度與體質量均有所增加，但在25~30℃時，礁膜的DGRL較低，因此礁膜的適宜生長溫度為15~20℃，最適溫度為20℃。陳昌生等[11]報道，在相同光照強度與光時條件下培養，礁膜在25~30℃培養3 d，藻體質量明顯下降，培養5 d，藻體出現死亡與腐爛。本研究中，礁膜在25~30℃培養3 d，也出現體質量下降，溫度越高下降越多，但并無死亡與腐爛現象，甚至培養15 d，礁膜體質量均出現正增長；Kavale等[10]報道，印度一種礁膜的最適生長溫度為25℃?？赡芤驗椴牧蟻碓床煌《?、福建廈門與廣東湛江的礁膜長期對生長環境的適應，形成對25℃以上溫度不同生理適應的結果；本研究中培養15 d，礁膜的DGRW在25℃組高于15℃組，說明25℃條件下，更有利于藻體光合產物形成；試驗發現25℃時易附生硅藻，這也是導致藻體質量增加的原因之一。

陳昌生等[11]研究發現，在15~25℃培養5 d，礁膜配子體形成配子囊并放散配子，導致體質量減少，而30℃組不形成配子囊。本試驗中也發現，除35℃組外，其他各組配子體也出現體質量減小、放散配子的現象，有關礁膜配子放散的特征及配子體生化成分變化與溫度的關系有待進一步研究。

不同溫度下，隨著培養時間延長，礁膜藻體的顏色會出現差異，這是藻體中色素分子對溫度產生反應的結果。有試驗發現，自然營養生長期，藻體顏色呈鮮綠或深綠色，而＞25℃時，藻體顏色會逐漸變黃，因為溫度影響色素的合成與分解，可能藻體細胞中葉綠素含量減少或類胡蘿卜素含量增加的緣故[13]。

3.2 光照強度對礁膜配子體生長的影響

礁膜配子體一般生長在高潮帶，喜強光[2]。在試驗范圍內，培養15 d，礁膜在4 000 lx時DGRW一直最大，其次為6 000 lx時；礁膜DGRL除在培養第9天、8 000 lx條件下最大外，其余時間也均在4 000 lx時最大，因此礁膜的適宜生長光照強度為4 000~8 000 lx，最適光照強度為4 000 lx。陳昌生等[11]研究發現，在1 500~7 000 lx時，培養3 d，礁膜體質量均有明顯增加，以3000 lx組增加最多，為9%；其次為4 000 lx時，增加8%。Kavale等[10]報道，印度一種礁膜的最適光照強度為3 000 lx，與陳昌生等[11]的研究結果相同，與本試驗結果相似。

陳昌生等[11]研究光照強度因子時，培養溫度設定在20℃，而本試驗設定在25℃；前者其測定指標為礁膜配子體的體質量增加率，而本試驗的測定指標為DGRW；本試驗中2 000和4 000 lx組培養3 d，礁膜配子體的體質量增加率分別為（10.12±0.57）%和（11.35±3.14）%，高于文獻[11]的研究結果。Kavale等[10]報道，25℃、3 000 lx、12L∶12D條件下，一種未知種名的礁膜配子體的體質量相對生長率最大為（8.77±0.02）%/d，高于本試驗結果；分析可能存在兩方面原因，一是其研究對象不同于本研究，二是其所用材料較小，藻體質量僅為本研究的1/4.5~1/6.5，此時生長速度較快。藻體在營養生長早期，與后期相比，體質量相對生長率較高[4]。

陳昌生等[11]研究發現，在1 500~7 000 lx條件下培養5 d，礁膜配子體均能形成配子囊并放散配子，4 000 lx組配子放散數量最多。本試驗中發現，除10 000 lx組在培養第3天體質量明顯減小外，2 000和4 000 lx組配子體在培養第6天均出現DGRW明顯減小的現象，有關礁膜配子放散與光照強度的關系有待進一步研究。