鼠尾藻的生理生态学特性及组织培养技术的初步研究
本文于2010年11月至2011年9月对青岛太平角沿岸潮间带的鼠尾藻(Sargassum thunbergii)的生理生态学特性进行了周年调查,并利用组织培养的方法对其苗种快繁技术展开了探索性的研究。本文记录了鼠尾藻的形态学特征的季节变化及其与环境水温的对应关系;通过不同温度梯度和氮浓度梯度的氮吸收实验,研究了鼠尾藻的氮收特性的季节变化规律;通过水温、光照和氮复合条件下的室内培养实验,重点研究了温度和氮对鼠尾藻的生长和成熟的影响;利用鼠尾藻的假根再生不定芽的方法获得苗种,并于室内培养成新的个体直至生殖器官出现。 1、鼠尾藻的形态学特征的季节变化及其与环境水温的对应关系 2010年11月至2011年3月,随着环境水温由14℃下降至3℃,鼠尾藻的平均主枝长度维持在3cm左右,季节变化微弱。2011年3月至7月,随着水温由3℃上升至20.5℃,藻体的平均主枝长度迅速增加,并于3月开始形成气囊,5月出现侧枝,7月观察到生殖托,7月藻体的平均主枝长度达到全年最大值26.62±13.45cm的同时,平均每个主枝上的侧枝的数量(33.18±24.53个)、具气囊的主枝比例(69.47±29.24％)和具生殖托的主枝比例(70.38±27.90％)均达到全年最大值。2011年7月至9月,随着水温由20.5℃升至24℃,藻体的平均主枝长度迅速减少至3.35±0.73cm,侧枝和气囊消失,具生殖托的主枝比例减少至8.72±0.36％。根据上述形态学特征的周年调查结果,青岛太平角沿岸潮间带的鼠尾藻的年生活周期大致可以分为四个阶段:生长停滞期(11-3月)、生长盛期-成熟期(3-7月)、成熟期-衰败期(7-9月)、发芽期(9-11月)。 2、鼠尾藻的氮吸收特性的季节变动 重点探讨了两个环境因子——温度和氮浓度影响下鼠尾藻对NO3--N和NH4+-N的吸收速率的季节变化。实验分别设置了5-6个温度梯度(10、15、20、24、30、35℃)和5个氮浓度梯度(1/4PESI、1/8PESI、1/16PESI、1/32PESI、灭菌海水),并分别针对2个生长阶段(成体和幼孢子体)的藻体进行了实验。实验结果表明,鼠尾藻成体对NO3--N的吸收速率呈现出明显的温度变化和季节变化。NO3--N吸收速率11月均低于20μg-w/h,1-5月增至20-60μg/g·w/h:7月回降至20μg/g·w/h以下,9月进一步降至5μg/g·w/h以下。而NH4+-N吸收速率全年均维持在20μg/g·w/h左右,没有明显的季节变化。在10-30℃范围内,鼠尾藻成体均可吸收NO3--N和NH4+-N,而NO3--N和NH4+-N最大吸收速率所对应的温度则呈现出较小的季节浮动,11月、3月和9月为20℃,5月和7月为20℃-24℃。1-5月鼠尾藻成体对NO3--N的吸收速率大于对NH4+-N的吸收速率。 鼠尾藻成体对NO3--N的吸收速率的呈现出明显的氮浓度变化和季节变化。11-1月NO3--N的吸收速率在1692-3110μg/L浓度下达到饱和,最大吸收速率低于35gμg·w/h;3-5月NO3--N的吸收速率即使在3582-4500μg/L浓度下仍未饱和,最大吸收速率增至60-70μg/g·w/h;7-9月NO3--N的吸收速率在851-1419μg/L浓度下达到饱和,最大吸收速率降至35μg/g·w/h以下。而NH4+-N的吸收速率曲线全年呈现开放型模式,但最大吸收速率均在20μg/g·w/h以下。5-7月随着氮浓度的增加,鼠尾藻成体对NO3--N的吸收速率大于对NH4+-N的吸收速率。 温度和氮浓度对鼠尾藻幼孢子体的氮吸收速率有显著影响。NO3--N和NH4+-N吸收速率在10-30℃范围内没有显著差异,但在35℃显著降低。NO3--N和NH4+-N最大吸收速率所对应的温度分别为15℃和20℃。幼孢子体的氮浓度-氮吸收速率曲线呈现饱和型模式,NO3--N和NH4+-N的吸收速率分别在365μg/L和1377μg/L浓度下达到饱和。 3、温度和氮对鼠尾藻生长的影响 生长实验设置了5个温度梯度(5、10、15、20、24、30或35℃)、2种培养液(富氮的1/4PESI培养液和缺氮的ASS2培养液),并分别针对2个生长阶段(成体和幼孢子体)的藻体进行了实验。实验结果表明,温度和氮对成体的特定生长率(SGR)具有显著影响,并呈现明显的季节变化。鼠尾藻成体的湿重和长度的特定生长率呈现出明显的季节变化。对于湿重,11-1月SGR均低于4％/d,3-7月SGR增至3-12％/d,9月SGR降至4％/d以下。对于长度,11-1月SGR均低于7％/d,3-5月SGR增至2-13％/d,7-9月SGR降至4％/d以下。富氮和缺氮条件对SGR的影响呈现出季节性,3-7月富氮组的湿重SGR显著大于缺氮组,3-5月富氮组的长度SGR显著大于缺氮组,而其他月份富氮组和缺氮组的SGR没有显著差异。生长最适温度呈现季节浮动,5-9月富氮组的最适生长温度比缺氮组高出5-10℃,说明氮的有无对于藻体对抗高温具有促进作用。 温度和氮浓度对幼孢子体的SGR也具有显著影响。无论富氮组还是缺氮组,幼孢子体在15-30℃范围内SGR差异不显著,而在35℃下均显著降低。除20℃外的其他温度下,富氮组的SGR显著高于缺氮组的SGR。 4、鼠尾藻的组织培养技术 利用假根再生不定芽方法获得苗种,并通过室内培养观察记录了不定芽发育成新的个体的过程。主要比较了3个温度梯度(15、20、24℃)和3种培养液(PESI、去除氮磷的ASS2、灭菌过滤海水)对不定芽形成的影响。结果表明,灭菌过滤海水效果最好,不定芽形成率达60-80％,每个组织快上可形成3-6个不定芽;其次是去除氮磷的ASS2培养液,不定芽的形成率可达60-75％,每个组织块上可形成2-5个不定芽,远高于富含氮磷的PESI组。20℃是假根再生不定芽的最适温度。不定芽经离体培养可生长成为正常植株,并形成生殖托。
鼠尾藻;氮吸收速率;特定生长率;组织培养;生理生态学特性
中国海洋大学
硕士
水产养殖
宫庆礼
2012
中文
S917.3
80
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）