温度与光照强度对礁膜配子体生长的影响

赵素芬，邓婷婷，邹永烽，梁启航，邱炬维，罗范兴

（1.广东海洋大学水产学院，广东 湛江 524088；2.广东省海产无脊椎动物科技创新中心，广东 湛江 524088；3.热带海产经济无脊椎动物健康养殖工程技术研究中心，广东 湛江 524088；4.南海水产动物增养殖广东省高校重点实验室，广东 湛江 524088）

礁膜（Monostroma nitidum）隶属于绿藻门（Chlorophyta），石莼目（Ulvales），礁膜科（Monostromaceae），礁膜属（Monostroma），具有食用与药用价值[1]；生活史为异形世代交替型，其配子体为单层细胞的膜状体，长可达30 cm以上，一般生长于内湾静水处的中、高潮带，在我国主要分布于东南沿海[2-3]。

礁膜生长受栖息地理化因子、生物因子及其联合因子的影响，海水温度、光照、盐度和营养水平为主要的理化因子[4]。日本于20世纪30年代开始对礁膜属海藻进行人工栽培试验[5]，国外对礁膜属种类的季节发生、人工种苗生产及栽培研究较多[6-8]，对宽礁膜和一种未知种名礁膜的适宜生长理化因子条件进行了报道。如Bast等[9]研究了宽礁膜M.latissimum(Ktzing)Wittrock自然生长地的海水温度、盐度周年变化与礁膜配子体生长的关系。Kavale等[10]研究了生态因子对一种礁膜属海藻M.sp.配子体生长的影响，并确定了最适培养条件。我国对礁膜配子体生长因子的研究始于20世纪90年代，文献[11-12]对礁膜配子体生长发育的适宜温度、光照强度、盐度和营养盐进行了研究。目前，有关礁膜配子体生长的适宜温度和光照强度范围方面的研究数据不足，尚缺乏详细资料，现开展了礁膜配子体适宜生长的温度与光照强度范围试验，拟为我国礁膜人工栽培提供参考及科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

礁膜采自广东省湛江市霞山区（北纬21°12′2″，东经110°24′23″）。挑选藻体完整、大小相近、尚未成熟的健康藻体，先在过滤海水中用软毛刷去除泥、沙和杂藻，用剪刀剪去藻体的边缘部分，使试验藻体全部为营养生长期细胞，在PGX-280A-3H型光照培养箱（宁波莱福科技有限公司）中暂养2 d。暂养条件：15℃、2 000 lx、自然海水盐度（3.075±0.013）%、光周期12L∶12D，每天更换相同温度的消毒海水，每天定时摇动培养容器3次。

1.2 方法

1.2.1 培养试验

将材料放入消毒海水中刷洗2次，然后置于盛有35 mL消毒过滤海水的培养皿（Φ 9 cm）中，每皿放1棵大小相近的藻体（质量为0.180 0~0.260 0 g，长度为3.70~4.08 cm）。培养液为消毒过滤海水中加入20 mg/L二氧化锗（GeO2），每3 d更换1次培养液，每天定时摇动培养皿3次，并随机变动培养皿位置以减小误差，于上述光照培养箱中培养15 d。

1.2.1.1 温度

设15，20，25，30，35℃共5个温度组，每组3个平行，光照强度3 000 lx，盐度3%，光周期12L∶12D。用不同温度的光照培养箱进行培养，温度波动为±0.5℃；

1.2.1.2 光照强度

设2 000，4 000，6 000，8 000，10 000 lx共5个光照强度组，每组3个平行，其他条件为温度25℃，盐度3%，光周期12L∶12D。

1.2.2 生长指标

礁膜的体长相对生长率（DGRL）和体质量相对生长率（DGRW）计算公式如下：

DGRL（%/d）=100%×ln（Lt/L0）/t。

式中：Lt为藻体培养t d后长度，cm；L0为藻体初始长度，cm；t：藻体培养天数，d。

DGRW（%/d）=100%×ln（Wt/W0）/t。

式中：Wt为藻体培养t d后鲜质量，g；W0为藻体初始鲜质量，g；t：藻体培养天数，d。

1.2.3 数据分析

所有数据采用Excel、SPSS 21.0软件处理，结果用（平均值±标准误）表示。用单因素方差分析（ANOVA）法分析各因素对礁膜生长的影响，并结合LSD法进行多重比较，均值差的显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 温度对礁膜配子体生长的影响

不同温度下培养时礁膜的DGRL及DGRW分别见图1和图2。由图1和图2可见，在试验条件范围内，礁膜在15~30℃时正生长。培养6~15 d、20℃条件下的DGRL与DGRW均最大；培养15 d、20℃条件下的DGRL与DGRW分别为（2.29±0.05）%/d、（4.05±0.13）%/d。统计分析显示，各温度组的DGRL差异不显著，而培养6 d时，20℃组、35℃组礁膜的DGRW与其他组差异显著。在15~25℃时，随着培养时间延长，藻体长度不断增加，DGRL保持增长；而30℃组培养第6天，DGRL明显下降，之后一直处于较低水平。培养3 d，除25℃组外，其他组藻体质量减小，出现负增长；培养9 d后，15~25℃组藻体质量明显比初始增大，20℃组DGRW与其他组差异显著；30℃组培养15 d时，DGRW才出现正增长，并处于较低水平。35℃时礁膜的生长明显受到抑制，培养至第3天即死亡。20℃下，藻体整体翠绿坚韧；而25和30℃时，藻体边缘一圈甚至整个叶片由绿色明显变成黄绿色，并明显变薄；35℃组藻体在培养第2天便变黄、出现破碎。

图1 不同温度下培养时礁膜的DGRL

图2 不同温度下培养时礁膜的DGRW

2.2 光照强度对礁膜配子体生长的影响

不同光照强度下培养时礁膜的DGRL和DGRW分别见图3和图4。由图3和图4可见，在光照强度4 000～8 000 lx时，礁膜的DGRL呈现先增大后减小再增大的规律。培养15 d，4 000 lx组的DGRL最大，为（2.88±0.29）%/d；培养9 d，8 000 lx组DGRL最大，为（2.32±0.01）%/d。2 000 lx组礁膜的DGRL在培养3 d时最大，之后下降，并相对稳定；10 000 lx礁膜的DGRL在培养3 d时最小，之后随着培养时间延长，持续增大（图3）。统计分析显示，培养3~6 d，10 000 lx组与4 000 lx组的DGRL差异显著；培养9 d，10 000 lx组与4 000 lx组、8 000 lx组的DGRL差异显著。在光照强度为2 000～4 000 lx范围内，礁膜的DGRW呈现先升高后下降再升高的规律。培养15 d，4 000 lx组的DGRW最大，为（4.65±0.10）%/d；其次为6 000 lx组，为（3.87±0.25）%/d。6 000和8 000 lx组礁膜的DGRW随着培养时间的延长，不断升高；10 000 lx时，礁膜的DGRW，在培养9 d时才由负值转为正值，培养15 d时，甚至超过2 000 lx组（图4）。统计分析显示，培养15 d，4 000 lx组与2 000 lx组和10 000 lx组DGRW差异显著。

图3 不同光照强度下培养时礁膜的DGRL

图4 不同光照强度下培养时礁膜的DGRW

3 讨论

3.1 温度对礁膜配子体生长的影响

温度是影响海藻生长的主要因子之一，不同海藻对温度的适应有差异[2]。在15~30℃时，礁膜均能生长，藻体长度与体质量均有所增加，但在25~30℃时，礁膜的DGRL较低，因此礁膜的适宜生长温度为15~20℃，最适温度为20℃。陈昌生等[11]报道，在相同光照强度与光时条件下培养，礁膜在25~30℃培养3 d，藻体质量明显下降，培养5 d，藻体出现死亡与腐烂。本研究中，礁膜在25~30℃培养3 d，也出现体质量下降，温度越高下降越多，但并无死亡与腐烂现象，甚至培养15 d，礁膜体质量均出现正增长；Kavale等[10]报道，印度一种礁膜的最适生长温度为25℃。可能因为材料来源不同，印度、福建厦门与广东湛江的礁膜长期对生长环境的适应，形成对25℃以上温度不同生理适应的结果；本研究中培养15 d，礁膜的DGRW在25℃组高于15℃组，说明25℃条件下，更有利于藻体光合产物形成；试验发现25℃时易附生硅藻，这也是导致藻体质量增加的原因之一。

陈昌生等[11]研究发现，在15~25℃培养5 d，礁膜配子体形成配子囊并放散配子，导致体质量减少，而30℃组不形成配子囊。本试验中也发现，除35℃组外，其他各组配子体也出现体质量减小、放散配子的现象，有关礁膜配子放散的特征及配子体生化成分变化与温度的关系有待进一步研究。

不同温度下，随着培养时间延长，礁膜藻体的颜色会出现差异，这是藻体中色素分子对温度产生反应的结果。有试验发现，自然营养生长期，藻体颜色呈鲜绿或深绿色，而＞25℃时，藻体颜色会逐渐变黄，因为温度影响色素的合成与分解，可能藻体细胞中叶绿素含量减少或类胡萝卜素含量增加的缘故[13]。

3.2 光照强度对礁膜配子体生长的影响

礁膜配子体一般生长在高潮带，喜强光[2]。在试验范围内，培养15 d，礁膜在4 000 lx时DGRW一直最大，其次为6 000 lx时；礁膜DGRL除在培养第9天、8 000 lx条件下最大外，其余时间也均在4 000 lx时最大，因此礁膜的适宜生长光照强度为4 000~8 000 lx，最适光照强度为4 000 lx。陈昌生等[11]研究发现，在1 500~7 000 lx时，培养3 d，礁膜体质量均有明显增加，以3000 lx组增加最多，为9%；其次为4 000 lx时，增加8%。Kavale等[10]报道，印度一种礁膜的最适光照强度为3 000 lx，与陈昌生等[11]的研究结果相同，与本试验结果相似。

陈昌生等[11]研究光照强度因子时，培养温度设定在20℃，而本试验设定在25℃；前者其测定指标为礁膜配子体的体质量增加率，而本试验的测定指标为DGRW；本试验中2 000和4 000 lx组培养3 d，礁膜配子体的体质量增加率分别为（10.12±0.57）%和（11.35±3.14）%，高于文献[11]的研究结果。Kavale等[10]报道，25℃、3 000 lx、12L∶12D条件下，一种未知种名的礁膜配子体的体质量相对生长率最大为（8.77±0.02）%/d，高于本试验结果；分析可能存在两方面原因，一是其研究对象不同于本研究，二是其所用材料较小，藻体质量仅为本研究的1/4.5~1/6.5，此时生长速度较快。藻体在营养生长早期，与后期相比，体质量相对生长率较高[4]。

陈昌生等[11]研究发现，在1 500~7 000 lx条件下培养5 d，礁膜配子体均能形成配子囊并放散配子，4 000 lx组配子放散数量最多。本试验中发现，除10 000 lx组在培养第3天体质量明显减小外，2 000和4 000 lx组配子体在培养第6天均出现DGRW明显减小的现象，有关礁膜配子放散与光照强度的关系有待进一步研究。