鼠尾藻的有性繁殖及光合生理的初步研究.pdf

1、鼠尾藻是北太平洋西部特有的一種暖溫性大型海洋褐藻,主要分布于中國、俄羅斯、日本和朝鮮。鼠尾藻具有很高的醫(yī)藥、生態(tài)、營養(yǎng)等價值。鼠尾藻可以作為海參優(yōu)質(zhì)飼料,近年來隨著中國海參養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展,鼠尾藻需求很大,由于過度地采收導(dǎo)致了中國北方沿岸的鼠尾藻自然資源的日漸枯竭。所以,開展鼠尾藻的人工育苗與大規(guī)模養(yǎng)殖研究勢在必行。雖然近年來這些方面的研究工作已廣泛展開,但許多生物基礎(chǔ)科學(xué)問題研究不深入(如光合作用有關(guān)基礎(chǔ)理論等),不能完全滿足鼠尾藻產(chǎn)

2、業(yè)發(fā)展需求并由此限制了鼠尾藻應(yīng)用價值的更大發(fā)揮。大量苗種的成功培養(yǎng)依然是鼠尾藻大規(guī)模養(yǎng)殖發(fā)展的一個瓶頸。本研究分為有性繁殖及光合生理兩方面:(1)以成熟的鼠尾藻生殖托為材料,研究了溫度、光強、光照周期和銅離子對鼠尾藻排卵或幼孢子體生長的影響。(2)利用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)、液相氧電極技術(shù)研究光照、溫度、鹽度和營養(yǎng)鹽因子對鼠尾藻幼苗及新芽的影響。這些研究有助于深入認(rèn)識鼠尾藻的生理生態(tài)適應(yīng)性,可為鼠尾藻的人工栽培及管理提供有價值的科學(xué)數(shù)據(jù)。主要結(jié)

3、果如下:
　　(1)研究了不同溫度(13~23℃)、光強(60~220μmol photons/(m2?s))和光照周期(15L:9D,12L:12D,9L:15D)對鼠尾藻排卵及幼孢子體生長的影響。主要結(jié)果如下:60~70μmol photons/(m2?s)下,溫度在20~23℃的范圍有利于鼠尾藻卵子的排放;適宜溫度下,在60~220μmol photons/(m2?s)范圍內(nèi),光強越高,越有利于鼠尾藻卵子的排放;光周期不是影

4、響卵子排放的主要因素,光強是鼠尾藻幼孢子體生長的重要因子;溫度是制約鼠尾藻幼孢子體生長的關(guān)鍵因子,水溫低于16℃時不利于幼孢子體的快速生長。
　　(2)研究了 Cu2+對不同生長時期的鼠尾藻幼孢子體生長的影響。不同生長時期的鼠尾藻幼孢子體對微量 Cu2+都是敏感的。對于早期的鼠尾藻幼孢子體(170~300μm),5μg/L以上的銅濃度對其正常生長不利,當(dāng)Cu2+處理濃度達(dá)到或超過250μg/L時,該時期幼孢子體即基本停止生長。對于

5、后期的鼠尾藻幼孢子體(750~1300μm),10μg/L以上的Cu2+濃度對其正常生長不利,1μg/L的Cu2+濃度對其生長有促進作用,當(dāng)Cu2+處理濃度達(dá)到或超過50μg/L時,該時期幼孢子體增長緩慢或基本停止生長。假根由于結(jié)構(gòu)和功能特性,對銅的敏感程度不大,銅處理初期依然表現(xiàn)出快速增長。
　　(3)研究了溫度(5~34℃)、鹽度(10~50)和營養(yǎng)鹽等環(huán)境因子對鼠尾藻幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。結(jié)果表明:1)氮濃度大于8 mg

6、/L或磷濃度大于1.2 mg/L,或溫度大于28℃,對鼠尾藻幼苗的光合作用均有顯著影響;2)對鼠尾藻幼苗進行1 h的5℃低溫脅迫或6 h的10~50鹽度脅迫后進行恢復(fù)培養(yǎng)，F(xiàn)v/Fm值均可恢復(fù)正常;3)氮、磷濃度分別為2~4 mg/L和0.2~0.8 mg/L,且NH4+-N∶NO3--N的比值為1~3時,較利于鼠尾藻幼苗光合作用的進行。
　　(4)研究了溫度(10~31℃)、鹽度(10~50)和光照等環(huán)境因子對鼠尾藻幼苗光合和呼

7、吸作用的影響。結(jié)果表明:1)卵子受精后的前幾天的光飽和點為90~120μmol photons/(m2?s),光照補償點為14~22μmol photons/(m2?s),隨著幼苗的生長,其光飽和點逐漸升高,能達(dá)到400μmol photons/(m2?s)以上,所以采苗初始階段應(yīng)注意避免強光,采苗后期可逐漸增加光照強度;2)短期的溫度脅迫(小于10℃或大于28℃)對鼠尾藻幼苗的光合作用和呼吸作用均有顯著影響;21℃較有利于幼苗的生長;

8、3)10~50鹽度脅迫6 h對鼠尾藻幼苗的光合和呼吸作用均有顯著影響,但是恢復(fù)培養(yǎng)24 h后,其光合和呼吸作用可以恢復(fù)正常。
　　(5)采用鼠尾藻新芽為實驗材料,研究了不同光強(30~220μmol photons/(m2?s))、溫度(5~34℃)和鹽度(0~60)對其葉綠素?zé)晒鈪?shù)、表觀光合速率(Pn)與暗呼吸速率(Rd)的影響。初步分析了鼠尾藻新芽的抗逆生理,可為基于營養(yǎng)繁殖的鼠尾藻人工栽培提供參考。測定的葉綠素?zé)晒鈪?shù)包括

9、光系統(tǒng)II最大熒光產(chǎn)量(Fv/Fm)、最大潛在相對電子傳遞速率(rETRmax)、快速光曲線的初始斜率等。結(jié)果表明:1)在本實驗條件下,15~24℃是鼠尾藻新芽生長的適宜溫度范圍;2)鼠尾藻新芽葉易受強光、高溫脅迫,在強光照射下,其Fv/Fm值明顯降低,溫度大于30℃時導(dǎo)致其光合系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆損傷;3)5℃低溫處理1 h或0~60鹽度處理9 h對光系統(tǒng)II均有明顯影響,但24 h恢復(fù)后,除了鹽度60組,其他組的葉綠素?zé)晒鈪?shù)及Pn均可基