溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)及其理化成分的影響

陳書(shū)秀

山東東方海洋科技股份有限公司，山東煙臺(tái)264003

溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)及其理化成分的影響

陳書(shū)秀

山東東方海洋科技股份有限公司，山東煙臺(tái)264003

本文探索了不同溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)及其理化成分的影響。結(jié)果表明：筒柱藻適宜生長(zhǎng)溫度范圍為15～30℃，其中最適生長(zhǎng)溫度為30℃。筒柱藻在25℃時(shí)，葉綠素含量、胞外多糖達(dá)到最大值，而胞內(nèi)蛋白及胞內(nèi)多糖在30℃培養(yǎng)條件下達(dá)到最大值。

筒柱藻；溫度；生長(zhǎng)；理化成分

筒柱藻（cylindrotheca fusiformis）隸屬于硅藻門(mén)（Bacillariophyta），殼縫綱（Bacillariphyceae），殼縫亞綱 （Bacillariphycidace），硅藻目 （Bacill?ariales），硅藻科（Bacillariaceae），筒柱藻屬（Cylin?drotheca），它是一種菱形的底棲硅藻，在剛退潮的海泥表面可見(jiàn)，呈一層深黃色類(lèi)似油狀的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)分離純化的筒柱藻在充氣條件下可以像浮游微藻一樣以單個(gè)細(xì)胞的形態(tài)生長(zhǎng)繁殖，且生長(zhǎng)速度快、抗逆性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，海產(chǎn)底棲硅藻是一些名貴水產(chǎn)動(dòng)物苗種如鮑、海參等的重要餌料，在鮑魚(yú)育苗中體長(zhǎng)5mm以下的稚鮑以及海參育苗中體長(zhǎng)2mm以下的稚參都以底棲硅藻為主要的開(kāi)口餌料［1］，因此優(yōu)良底棲硅藻餌料對(duì)海洋經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的苗種生產(chǎn)具有重要的意義。蘭嵐等［2］研究表明，在流加-連續(xù)培養(yǎng)條件下，筒柱藻粗蛋白含量較高，達(dá)到31．96%，氨基酸種類(lèi)齊全，必需氨基酸（EAA）占粗蛋白的30．79%，呈味氨基酸占粗蛋白的42．12%，粗脂肪含量為12．25%，完全符合作為水產(chǎn)動(dòng)物苗種餌料。類(lèi)似的相關(guān)研究［3～6］都顯示筒柱藻營(yíng)養(yǎng)豐富，油脂含量高的優(yōu)點(diǎn)。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始對(duì)筒柱藻的胞外多糖及培養(yǎng)條件優(yōu)化等方面開(kāi)始進(jìn)行研究，如刁永芳等［7］研究了各營(yíng)養(yǎng)鹽含量對(duì)筒柱藻葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，陳長(zhǎng)平等［8］對(duì)該藻胞外多聚物進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)筒柱藻除油脂外其他物質(zhì)的含量很豐富和全面，并且培養(yǎng)方式更加簡(jiǎn)單易行。但到目前為止，還未見(jiàn)不同溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)及理化特性的影響的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)主要研究溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)及理化成分的影響，找出筒柱藻的最適培養(yǎng)溫度，為其作為實(shí)用經(jīng)濟(jì)藻類(lèi)的規(guī)模培養(yǎng)及應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 實(shí)驗(yàn)材料

筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis），由中國(guó)海洋大學(xué)微藻種質(zhì)庫(kù)提供。

1．2 微藻培養(yǎng)條件

藻種在250mL的三角燒瓶中進(jìn)行培養(yǎng)，采用f／2培養(yǎng)基，將處于指數(shù)生長(zhǎng)期的藻種10 mL接種到新配制的f／2培養(yǎng)基中，培養(yǎng)液終體積為200 mL，起始接種密度為10．53×104／mL。培養(yǎng)條件為溫度20℃，鹽度31，光照強(qiáng)度5 000Lux，24 h連續(xù)光照。

1．3 溫度處理

除培養(yǎng)溫度外，其他培養(yǎng)條件與藻種培養(yǎng)條件相同，溫度分別設(shè)定為15℃、20℃、25℃、30℃和35℃，每個(gè)溫度設(shè)3個(gè)平行組。培養(yǎng)過(guò)程不充氣，每日隨機(jī)調(diào)換三角瓶并搖動(dòng)3～5次。培養(yǎng)周期為10 d，每隔1 d定時(shí)測(cè)定細(xì)胞密度，培養(yǎng)第10 d時(shí)收獲藻種，測(cè)葉綠素含量、胞內(nèi)蛋白、胞外多糖及胞內(nèi)多糖含量。

1．4 參數(shù)測(cè)定

細(xì)胞密度測(cè)定：血球計(jì)數(shù)板法。

細(xì)胞內(nèi)外理化成分的測(cè)定：總?cè)~綠素采用丙酮法［9］，蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法［9］，胞內(nèi)及胞外總糖含量采用蒽酮-硫酸法［9］。

1．5 數(shù)據(jù)的處理

采用Excel軟件作圖，應(yīng)用SPSS11．5軟件分別進(jìn)行單因子方差分析和多重比較（P＜0．05表示差異顯著）。

2 結(jié)果與分析

2．1 溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)的影響

由圖1可以看出，筒柱藻較適宜生長(zhǎng)的溫度范圍為15～30℃，其中最適生長(zhǎng)溫度為30℃，在此溫度條件下，生長(zhǎng)速率及最終細(xì)胞密度都顯著高于其他各組。15℃條件下，筒柱藻生長(zhǎng)周期中延緩期較長(zhǎng)，但最終細(xì)胞密度與20℃實(shí)驗(yàn)組無(wú)顯著差異。當(dāng)培養(yǎng)溫度為35℃時(shí)，藻細(xì)胞密度迅速下降，藻體色素逐漸變淺，培養(yǎng)至第 6 d全部死亡。

圖1 溫度對(duì)筒柱藻生長(zhǎng)的影響Fig．1 Effects of temperature on growth of cylindrotheca fusiformis．

表1 溫度對(duì)筒柱藻理化成分的影響Table 1 Effects of temperature on physiological biochemical compositions of cylindrotheca fusiformis．

2．2 溫度對(duì)筒柱藻理化成分的影響

溫度對(duì)筒柱藻理化成分的影響見(jiàn)表1。單因子方差分析結(jié)果表明，整個(gè)培養(yǎng)周期中，溫度對(duì)筒柱藻各理化成分（葉綠素含量、胞內(nèi)蛋白、胞內(nèi)多糖、胞外多糖含量）均有顯著影響（P＜0．05）。多重比較結(jié)果表明，筒柱藻葉綠素含量、胞外多糖、胞內(nèi)多糖、胞內(nèi)蛋白含量均隨溫度的變化呈現(xiàn)低高低的變化趨勢(shì)。在25℃時(shí)，葉綠素含量、胞外多糖達(dá)到最大值，而胞內(nèi)蛋白及胞內(nèi)多糖卻是在30℃培養(yǎng)條件下達(dá)到最大值。

3 討論

影響底棲硅藻生長(zhǎng)的因素有很多，比如營(yíng)養(yǎng)鹽配方、光照和鹽度等。溫度變化對(duì)底棲硅藻生長(zhǎng)影響尤為明顯，其變化可迅速影響藻細(xì)胞新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖，研究表明，大多數(shù)硅藻的適溫范圍在10～25℃［10～13］。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)底棲硅藻的生長(zhǎng)造成危害，高溫對(duì)藻細(xì)胞可造成化學(xué)性的和不可逆的破壞；低溫則會(huì)對(duì)藻細(xì)胞造成機(jī)械性的破壞。梁英等［10，12］研究了溫度對(duì)三角褐指藻及小新月菱形藻生長(zhǎng)的影響，這兩種藻類(lèi)的最適溫度為20℃。陳書(shū)秀等［13］研究發(fā)現(xiàn)一種底棲硅藻谷皮菱形藻的最適溫度為20℃。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，筒柱藻生長(zhǎng)最適溫度為30℃，是一種耐高溫的底棲硅藻，解決了目前常用餌料如小新月菱形藻等因不耐高溫導(dǎo)致育苗期間供不應(yīng)求的情況。

底棲硅藻理化成分的合成也存在一個(gè)適宜的溫度，且因品種而異。陳書(shū)秀等［13］研究表明，谷皮菱形藻在最適溫度20℃條件下，其胞內(nèi)蛋白、胞內(nèi)多糖等都達(dá)到最大值。張欣華等［14］發(fā)現(xiàn)小球藻和湛江等鞭金藻在25℃時(shí)胞內(nèi)多糖含量最高，而小新月菱形藻和鹽藻15℃條件下胞內(nèi)多糖含量達(dá)到最大值。邢榮蓮［9］發(fā)現(xiàn)，低溫條件下，8種底棲硅藻細(xì)胞總脂肪含量高于最適生長(zhǎng)溫度條件下的含量。周洪琪［15］研究表明，鏟狀菱形藻在10℃時(shí)的總脂肪含量最高，新月菱形藻的總脂肪含量隨溫度增加而上升。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，筒柱藻在最適生長(zhǎng)溫度30℃培養(yǎng)條件下，胞內(nèi)蛋白和胞內(nèi)多糖含量最高，而在25℃時(shí)，胞外多糖達(dá)到最大值，這與陳書(shū)秀等［13］對(duì)谷皮菱形藻的研究結(jié)果有一定差異，也同時(shí)表明了筒柱藻較其他底棲硅藻附著性差的原因，胞外多糖釋放的越多，越有利于細(xì)胞間粘合在一起，從而有利于細(xì)胞的附壁生長(zhǎng)，筒柱藻在最適溫度下胞外多糖的釋放量較少，更有利于充氣條件下細(xì)胞的浮游培養(yǎng)，更有利于大規(guī)模高密度培養(yǎng)，解決了底棲硅藻不適合大規(guī)模培養(yǎng)的難題。

海洋底棲硅藻是許多海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物苗種生產(chǎn)過(guò)程中的重要餌料［1］，底棲硅藻不但可誘導(dǎo)鮑魚(yú)幼蟲(chóng)的附著，其胞外釋放物也是幼鮑后期長(zhǎng)到800μm時(shí)的重要食物。筒柱藻長(zhǎng)55μm左右，是一種附著性較差的底棲硅藻，本實(shí)驗(yàn)表明，在適宜溫度條件下，可釋放大量的胞外多糖。梁英等［3，4］研究表明，筒柱藻富含多種不飽和脂肪酸，且EPA、DHA的含量豐富，具有易培養(yǎng)，耐污染、易收獲等優(yōu)點(diǎn)，有望成為水產(chǎn)動(dòng)物如親貝、鮑魚(yú)的優(yōu)質(zhì)餌料。

［1］ 湯寧．8種底棲硅藻生化成分的研究［D］．遼寧大連：大連理工大學(xué)，2008，2-3．

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Effects of Tem perature on Grow th and Physiological Biochem ical Com positions of Cylindrotheca fusiform is

CHEN Shu?xiu
Shandong Oriental Ocean Group Co．Ltd．，Shandong Yantai264003，China

Effects of temperature on growth and physiological biochemical compositions of cylindrotheca fusiformis were studied．The results indicated that the optimal growth temperature range for cylindrotheca fusiformis was 15～30℃．The optimal growth temperature under the experimental conditions was 30℃．The contents of the chlorophyll and the extracellular polysaccharide gained maximum level at 25℃，but the intracellular protein and the intracellular polysaccharide gained maximum level at 30℃．

Cylindrotheca fusiformis；temperature；growth；biochemical compositions

10．3969／j．issn．2095?2341．2013．05．11

2013?07?30；接受日期：2013?09?10

國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目（2012AA100806）資助。

陳書(shū)秀，水產(chǎn)工程師，碩士，主要從事微藻生理生化研究。E?mail：chenshuxiu124＠163．com