植物源丙氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響研究

張欣　吳達(dá)泮　符慧梅

摘 要：本文研究主要探索植物中的丙氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響實(shí)驗(yàn)，為了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究成果，本文擬對(duì)鹵地菊中兩種氨基酸對(duì)球等鞭金藻生成的影響進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定陸地植物浸提液對(duì)球等鞭金藻生長的權(quán)重影響。研究結(jié)果表明，鹵地菊水浸提液對(duì)球等鞭金藻的生長具有顯著的促進(jìn)作用；鹵地菊中丙氨酸對(duì)球等鞭金藻具有顯著的促進(jìn)作用。通過進(jìn)一步計(jì)算可知，在本文實(shí)驗(yàn)條件下，丙氨酸對(duì)球等鞭金藻促進(jìn)的最佳濃度為0.20g/L，其在鹵地菊水浸提液中的最大權(quán)重系數(shù)為15.17%；甘氨酸低濃度時(shí)具有促進(jìn)作用，高濃度呈現(xiàn)出抑制作用，較高濃度時(shí)在1～5d有促進(jìn)作用，從第5天開始甘氨酸對(duì)球等鞭金藻的生長具有不同程度的抑制作用，呈現(xiàn)“低促高抑”的特點(diǎn)。本研究結(jié)果可以為控制水域污染和海產(chǎn)品養(yǎng)殖提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：丙氨酸；鹵地菊；球等鞭金藻；生長

中圖分類號(hào)：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032012

1 理論基礎(chǔ)與研究設(shè)計(jì)

金藻沒有細(xì)胞壁，個(gè)體微小、營養(yǎng)豐富，廣泛應(yīng)用于飼喂牡蠣、貝類、泥蚶，是海產(chǎn)雙殼類動(dòng)物幼蟲的理想餌料。金藻即便在溫度較低的水中也能夠生活，其提取物如油脂等可以作為燃料，具有一定的環(huán)保價(jià)值。金藻作為海洋微藻，具有多種生物活性物質(zhì)，具有相當(dāng)?shù)乃幱脙r(jià)值和保健價(jià)值。同時(shí)，相關(guān)研究表明，球等鞭金藻可以有效吞噬銅綠微囊藻，因此金藻不僅能夠有效控制水域污染。概而言之，金藻營養(yǎng)豐富、用途廣泛，不僅能夠?yàn)楹．a(chǎn)雙殼類動(dòng)物提供營養(yǎng)物質(zhì)，可以兼顧生態(tài)平衡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

研究發(fā)現(xiàn)，部分植物提取液能夠顯著促進(jìn)球等鞭金藻的生產(chǎn)。鹵地菊是南方沿海地區(qū)常見的陸生菊科植物，其莖葉中含有豐富的生物堿、揮發(fā)油以及無機(jī)鹽和微量元素，并且至少含有16種氨基酸，并且越來越多的研究者從鹵地菊中測(cè)定了其物質(zhì)組成，這對(duì)鹵地菊化感物質(zhì)的鑒定奠定了基礎(chǔ)，其中的部分微量元素如鐵離子、錳離子以及維生素均能夠?qū)η虻缺藿鹪宓纳L提供營養(yǎng)成分。

相關(guān)研究者對(duì)生長因子添加促進(jìn)球等鞭金藻生長進(jìn)行了相關(guān)研究，其中氨基酸便是重要的物質(zhì)之一，但也有部分研究者認(rèn)為部分氨基酸對(duì)等鞭金藻生長沒有任何影響。研究表明鹵地菊中所含有的促進(jìn)球等鞭金藻生長的化感物質(zhì)具有高度的選擇性，并且在生態(tài)系統(tǒng)中很難積累。因此有選擇地對(duì)鹵地菊進(jìn)行研究，鑒定其中的化感物質(zhì)，對(duì)于促進(jìn)球等鞭金藻生長，控制銅綠微囊藻進(jìn)而抑制水華問題，為海產(chǎn)動(dòng)物幼蟲提供優(yōu)良餌料具有重要意義。根據(jù)研究結(jié)果探索鹵地菊中對(duì)球等鞭金藻生長有促進(jìn)作用的氨基酸，討論其在鹵地菊促進(jìn)金藻生長中的作用，可以有助于發(fā)現(xiàn)安全有效的藻類生長干擾劑提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

基于此，本文研究主要探索植物源中的丙氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響實(shí)驗(yàn)，為了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究成果，本文擬對(duì)鹵地菊中2種氨基酸對(duì)球等鞭金藻生成的影響進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定陸地區(qū)浸提液對(duì)球等鞭金藻生產(chǎn)的權(quán)重影響。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

2.1.1 球等鞭金藻

金等邊金藻細(xì)胞裸露、形態(tài)多變，為單細(xì)胞生活的個(gè)體，因其多數(shù)呈現(xiàn)橢圓形，并且幼細(xì)胞具有略微扁平的背腹面，所以從側(cè)面觀察其為長橢圓形或者長方形。球等鞭金藻歸屬于定鞭金藻綱，等鞭金藻科。具體細(xì)胞內(nèi)具有2個(gè)大而側(cè)生的色素細(xì)胞，呈現(xiàn)金黃色。本文研究所使用的球等鞭金藻由公司實(shí)驗(yàn)室分離提供，并且采用f/2培養(yǎng)基培養(yǎng)球等鞭金藻，使之處于對(duì)數(shù)增長期。

2.1.2 鹵地菊

鹵地菊為菊科植物，多年生蔓草，廣泛生長于福建、江蘇、浙江、廣東、海南等地及其沿海島嶼，鹵地菊喜歡生活在海岸干燥沙土地，由于其分布廣泛，本文研究所使用的鹵地菊便采集于公司養(yǎng)殖基地旁。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

本文所使用的實(shí)驗(yàn)儀器均為公司實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，主要包括立體式壓力蒸汽滅菌器（型號(hào)為LDZM-80KCS-Ⅱ）、電子天平（型號(hào)為CP214）、人工氣候培養(yǎng)箱（型號(hào)為RXZ-280B）、超凈臺(tái)（型號(hào)為ZHJH-C1209B）、雙目顯微鏡（型號(hào)為B203LED）等。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 實(shí)驗(yàn)濃度的配置

基于丙氨酸和作為對(duì)照的甘氨酸均易溶于水，本文主要根據(jù)鹵地菊中丙氨酸和甘氨酸的含量進(jìn)行配置，通過鹵地菊浸提液中的濃度計(jì)算出相應(yīng)的丙氨酸和甘氨酸濃度。據(jù)相關(guān)資料表明，鹵地菊中丙氨酸和甘氨酸的含量分別為8.12g/kg和7.79g/kg。

球等鞭金藻的初始濃度設(shè)置為0.2×106個(gè)/mL；鹵地菊浸提液的濃度設(shè)置為0，5，10，15，20，25g/L作3個(gè)重復(fù)；丙氨酸根據(jù)鹵地菊中對(duì)應(yīng)的丙氨酸梯度分別換算成0，0.04，0.08，0.12，0.16和0.20g/L設(shè)置3個(gè)重復(fù)；同樣，甘氨酸根據(jù)鹵地菊中的甘氨酸梯度換算成0，0.04，0.08，0.12，0.16和0.20g/L設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

2.3.2 培養(yǎng)檢測(cè)方法

將鹵地菊浸提液、丙氨酸和甘氨酸溶液分別加入到球等鞭金藻的培養(yǎng)瓶，每個(gè)培養(yǎng)瓶中的液體體積控制定容到600mL，將上述的培養(yǎng)瓶放置在人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)，培養(yǎng)條件為：光照強(qiáng)度為3000Lux，濕度為50%，夜間（10h）溫度為18℃，白天（14h）溫度為25℃，每天搖動(dòng)3次。在氣候箱中培養(yǎng)1周，連續(xù)每天取樣進(jìn)行顯微鏡觀察，通過血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)獲得金藻的藻密度。

2.3.3 權(quán)重系數(shù)計(jì)算

權(quán)重系數(shù)的計(jì)算通過以下公式：

權(quán)重系數(shù)（%）=（某因素增量或增長程度/總增量或增長速度）×100%。

3 結(jié)果與討論

3.1 鹵地菊水浸提液對(duì)球等鞭金藻生長的影響

鹵地菊水浸提液對(duì)球等鞭金藻生長的影響如圖1所示，在人工氣候培養(yǎng)箱條件下，空白組利用f/2培養(yǎng)液培養(yǎng)的球等鞭金藻在1周后的平均藻密度上升到1.1×106個(gè)/mL，使用鹵地菊水浸提液的平均藻密度可以達(dá)到1.8×106個(gè)/mL。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，鹵地菊水浸提液的濃度逐漸上升時(shí)，其對(duì)球等鞭金藻生長的促進(jìn)作用十分顯著，具體結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)隨著濃度的提高，球等鞭金藻的藻濃度也逐漸升高，但鹵地菊水浸提濃度達(dá)到25g/L，促進(jìn)效果沒有顯著提高。由此可見鹵地菊水浸提液對(duì)球等鞭金藻的生長具有顯著的促進(jìn)作用，最高促進(jìn)濃度為20g/L。endprint

3.2 鹵地菊中丙氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響

為了進(jìn)一步探討鹵地菊中丙氨酸含量對(duì)球等鞭金藻生長的影響，本文對(duì)比分析了整體的浸提液和丙氨酸溶液對(duì)球等鞭金藻生產(chǎn)的影響曲線，可以發(fā)現(xiàn)，兩者之間具有相同的趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)丙氨酸不同濃度的溶液對(duì)球等鞭金藻的促進(jìn)作用根據(jù)其濃度高低是從高到低的趨勢(shì)，研究結(jié)果表明，鹵地菊中丙氨酸對(duì)球等鞭金藻具有顯著的促進(jìn)作用。通過進(jìn)一步計(jì)算可知，在本文實(shí)驗(yàn)條件下，丙氨酸對(duì)球等鞭金藻促進(jìn)的最佳濃度為0.16g/L，其在鹵地菊水浸提液中的最大權(quán)重系數(shù)為15.17%。

3.3 鹵地菊中甘氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響

本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制了鹵地菊中甘氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響曲線圖，通過其與鹵地菊水提取液對(duì)球等鞭金藻生長影響的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)甘氨酸對(duì)球等鞭金藻的關(guān)聯(lián)較小，從圖3中可以看出，除濃度0.08g/L組有促進(jìn)生長作用外，其余組在5～6d均有不同程度的抑制作作用。濃度0.04g/L組1～5d對(duì)球等鞭金藻的促進(jìn)作用與濃度0.08g/L組無顯著差異，但在后期產(chǎn)生一定抑制作用。濃度0.12g/L組在第5天抑制對(duì)球等鞭金藻的抑制作用最強(qiáng)，濃度為0.20g/L甘氨酸對(duì)球等鞭金藻的抑制和促進(jìn)作用都很弱，可見鹵地菊中的甘氨酸在較高濃度時(shí)對(duì)高密度的球等鞭金藻具有顯著的抑制作用，甘氨酸對(duì)球等鞭金藻的生長略微呈現(xiàn)出“低促高抑”的特點(diǎn)。

4 研究結(jié)論

本文研究以鹵地菊和球等鞭金藻為研究材料，在實(shí)驗(yàn)室條件天探索植物源丙氨酸對(duì)球等鞭金藻生長的影響作用，研究結(jié)論如下：鹵地菊中水浸提液對(duì)球等鞭金藻生長具有顯著的促進(jìn)作用，其中的丙氨酸可以作為植物源丙氨酸，其促進(jìn)球等鞭金藻生產(chǎn)的權(quán)重系數(shù)高達(dá)15.17%，同為植物源氨基酸的甘氨酸則表現(xiàn)出隨濃度升高呈現(xiàn)“低促高抑”的特點(diǎn)。本研究結(jié)果標(biāo)明，鹵地菊浸提液能夠促進(jìn)球等鞭金藻的生產(chǎn)，其中的活性物質(zhì)丙氨酸對(duì)球等鞭金藻的生長具有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]過龍根.除藻與控藻技術(shù)[M].中國科學(xué)院水生生物研究所東湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站.北京：北京郵電大學(xué)出版社，

2006：1-3.

[2]薛曉艷，張薛，徐耀東，劉俐媛.金藻對(duì)混合藻類的選擇吞噬特性研究[OL].中國科技論文在線.

[3]丁惠君，張維昊.2種酚酸類化感物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻生長的影響[J].山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（4）.

[4]花銘，陳良燕，尹大強(qiáng).鄰苯三酚和咖啡酸對(duì)銅綠微囊藻的化感作用及其機(jī)理[J].環(huán)境學(xué)，2008，27（3）：331-334.

[5]倪利曉.酚酸和不飽和脂肪酸對(duì)銅綠微囊藻的聯(lián)合作用[J].環(huán)境化學(xué)，2011.

[6]李國棟，石全見，姜愛莉，王長海.3種金屬離子對(duì)球等鞭金藻生長的影響[J].煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007.

[7]李鋒民，胡洪營.生物化感作用在水處理中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2003，19（7）：3840.

[8]邊歸國.水生植物對(duì)藻類的化感抑制作用及機(jī)理[J].能源與環(huán)境，2012（6）：11-18.

[9]孫靈毅，王力勇，趙強(qiáng).3種微藻兼養(yǎng)培養(yǎng)及營養(yǎng)成分的比較[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（19）：2.

[10]張祥港，顏文強(qiáng)，林燕婷，等.鹵地菊的二萜類化學(xué)物質(zhì)研究[J].中藥材，2011（3）.

作者簡介：張欣（1985-），男，黑龍江省牡丹江市人，研究生，水產(chǎn)工程工程師，主要從事研究方向：貝類遺傳育種。endprint