溫度、照度和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒的影響

蔡 煜，劉東超，王曉梁，陳仁基，謝建華，吳靖勻

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溫度、照度和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒的影響

蔡 煜1,2，劉東超1,2，王曉梁1,2，陳仁基1，謝建華1，吳靖勻1

（1. 廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088；2. 廣東省藻類養(yǎng)殖及應(yīng)用工程技術(shù)中心，廣東 湛江 524088）

【】探索富硒長(zhǎng)莖葡萄蕨藻（）的培養(yǎng)條件。以亞硒酸鈉（Na2SeO3）為硒源，采用單因素實(shí)驗(yàn)，研究不同硒濃度對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的生長(zhǎng)、光合色素和硒富集量的影響，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，找出適宜長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒的最佳溫度、照度和氮磷比組合條件。在亞硒酸鈉0、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mg/L條件下，隨亞硒酸鈉添加量增加，藻體硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)（干基）從1.70 μg/g增加至50.10 μg/g，且各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；亞硒酸鈉添加量2.0 mg/L時(shí)，藻體硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到11.7 μg/g；添加量大于2.0 mg/L時(shí)，顯著抑制藻體的生長(zhǎng)（＜0.05），藻體葉綠素 a和葉綠素 b含量顯著性降低（＜0.05）；添加量低于2.0 mg/L時(shí)，藻體的生長(zhǎng)、葉綠素a和葉綠素b含量均無(wú)顯著性差異；類胡蘿卜素含量各組間無(wú)明顯變化。在培養(yǎng)液亞硒酸鈉質(zhì)量濃度為2.0 mg/L的條件下，藻體最適的生長(zhǎng)條件組合是溫度28℃、照度2 000 lx、氮磷比10∶1，藻體的最優(yōu)富硒條件是溫度24 ℃、照度2 000 lx、氮磷比8∶1。長(zhǎng)莖葡萄蕨藻在開發(fā)含硒安全性功能海藻食品方面有較大應(yīng)用潛力。

長(zhǎng)莖葡萄蕨藻；富硒量；環(huán)境因子；亞硒酸鈉

硒是人體必需生命元素，在人和動(dòng)物體中以硒代半胱氨酸（SeCys）形式參與構(gòu)成谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px），從而清除體內(nèi)過(guò)多的活性氧自由基[1-5]。天然食物中硒含量普遍較低，人體缺硒可能誘發(fā)“大骨節(jié)病”和“克山病”等多種疾病[6]。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的中國(guó)居民成人膳食硒的攝入量(RNI)為60 μg/d[7]，而我國(guó)大部分地區(qū)是缺硒地帶[8]。所以，通過(guò)提高功能食品中的硒含量成為研究熱點(diǎn)之一。應(yīng)用增硒技術(shù)提高作物的含硒量以滿足人體需要，在設(shè)計(jì)新的對(duì)消費(fèi)者發(fā)揮正向健康獲益的功能食品時(shí)，富硒藻可能較為實(shí)用[9]。目前關(guān)于藻類富硒的報(bào)道中，小球藻（）、球石藻（）和螺旋藻（）等研究較為深入[10]，至于大型海藻對(duì)硒的吸收近幾年方引起關(guān)注[11]，且主要對(duì)龍須菜（）、石莼（）等少數(shù)大型食用藻類有過(guò)富硒研究[12-13]；但大型海藻對(duì)硒的富集機(jī)理及相關(guān)環(huán)境因子對(duì)其影響鮮見系統(tǒng)報(bào)道。

長(zhǎng)莖葡萄蕨藻（）是一種可食用大型經(jīng)濟(jì)海藻，含有豐富的氨基酸、多不飽和脂肪酸、維生素、可溶性膳食纖維以及磷、鈣、鎂、鋅等礦物質(zhì)元素[14-15]，有抗氧化、抗癌、抗腫瘤、抗糖尿病等作用[16]，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，如能增強(qiáng)其藻體的硒含量，提高其附加值，對(duì)于藻體生產(chǎn)和人體健康均有重要意義。筆者通過(guò)在長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的培養(yǎng)液中添加亞硒酸鈉（Na2SeO3），探索藻體的富硒能力，為富硒的海藻功能食品培養(yǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 長(zhǎng)莖葡萄蕨藻藻種

長(zhǎng)莖葡萄蕨藻為深圳市藍(lán)汀鼎執(zhí)生物科技有限公司2017年12月養(yǎng)殖藻種，用消毒海水沖洗后，置于廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院藻類資源開發(fā)與養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行充氣暫養(yǎng)。培養(yǎng)條件：溫度（26 ± 1）℃、照度（2 000 ± 100）lx、光暗周期12∶12、鹽度 31 ~ 32，pH 7.8 ~ 8.2。

1.2 硒濃度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和藥品準(zhǔn)備 選擇健康的長(zhǎng)莖葡萄蕨藻，經(jīng)消毒海水沖洗后再用無(wú)菌解剖剪將其直立枝修剪成長(zhǎng)（40±2）mm的藻體，放入消毒的儲(chǔ)物箱中暫養(yǎng)24 h備用，培養(yǎng)條件同1.1。

亞硒酸鈉（純度99.75%）、硝酸鈉、磷酸二氫鉀均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2.2 分組培養(yǎng) 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，亞硒酸鈉質(zhì)量濃度梯度設(shè)置為0（對(duì)照組）、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mg/L。每組基礎(chǔ)培養(yǎng)液為消毒自然海水添加0.5 mmol/L NaNO3和0.1 mmol/L KH2PO4。挑選暫養(yǎng)后的健康藻體，按其鮮品質(zhì)量隨機(jī)分至 6 個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè) 3個(gè)平行組，每個(gè)平行組 4 株藻體，置于 PP 塑料盒中，在光照培養(yǎng)箱（GXZ-2800，寧波江南儀器廠）中按1.1條件培養(yǎng)7 d。每3 d換水1次，換水量100%。測(cè)量相關(guān)指標(biāo)，分析確定最佳亞硒酸鈉添加濃度，并將此濃度值作為溫度、照度和氮磷比實(shí)驗(yàn)中亞硒酸鈉的添加值。

1.3 單因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的適宜生長(zhǎng)條件，并結(jié)合文獻(xiàn)[17-18]確定溫度、照度和氮磷比的實(shí)驗(yàn)梯度。

1.3.1 溫度實(shí)驗(yàn) 設(shè)置溫度梯度為 20、22、24、26、28℃，每個(gè)梯度設(shè)置3個(gè)平行組，其他培養(yǎng)條件同 1.1。

1.3.2 照度實(shí)驗(yàn) 設(shè)置照度梯度為2 000、4 000、6 000、8 000 lx，每個(gè)梯度設(shè)3個(gè)平行組，其他培養(yǎng)條件同 1.1。

1.3.3 氮磷比實(shí)驗(yàn) 設(shè)置氮磷比為 5∶1（0.5、0.1 mmol/L）、8∶1（0.40、0.05 mmol/L）、10∶1（0.50、0.05 mmol/L）、16∶1（0.400、0.025 mmol/L）、24∶1（0.880、0.037 mmol/L），每個(gè)梯度設(shè)置3個(gè)平行組，其他培養(yǎng)條件同1.1。

1.3.4 分組培養(yǎng) 挑選經(jīng)暫養(yǎng)恢復(fù)后的健康藻體，稱量質(zhì)量，按鮮品質(zhì)量隨機(jī)分組，分別添加最適Na2SeO3，其他條件同1.2.2。

1.4 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因子實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇1.3實(shí)驗(yàn)分別得出的最適溫度、照度和氮磷比進(jìn)行3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，每個(gè)處理分別設(shè)置3個(gè)平行，具體步驟參照1.2.2。

1.5 指標(biāo)測(cè)定

培養(yǎng)結(jié)束后，用分析天平準(zhǔn)確稱藻體鮮品總質(zhì)量（7），計(jì)算藻體的特定生長(zhǎng)率。將藻體放在60℃烘箱中干燥12 h，通過(guò)研磨—消解—趕酸進(jìn)行樣品的前處理，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，型號(hào)7500cx，安捷倫科技有限公司）測(cè)定藻體的硒含量。參照李合生方法[19]測(cè)定藻體光合色素。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

特定生長(zhǎng)率 SGR（%·d–1）[17]、光合色素含量（mg/g）[19]、藻體（干物質(zhì)）硒含量(Se)計(jì)算：

特定生長(zhǎng)率 = [100 ln（m/0)] /。

(chl_a)=[13.95(665 nm)–6.88(649 nm)] ·/；

(chl_b)=[24.96(649nm)–7.32(655nm)] ·/；

類胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)={[1000(470nm)– 2.05(chl_a) – 114.8(chl_b)] / 245}/；

總?cè)~綠素（T）=(chl-a) +(chl-b)。

(Se)= [(–0)s] / (s×1 000)

式中，0為初始鮮質(zhì)量（g）；m為終末鮮質(zhì)量（g）；為實(shí)驗(yàn)周期（d）。(nm)為色素溶液在nm 處的光密度，為色素溶液的總體積（L），為藻體質(zhì)量（g）。為試樣消化液測(cè)定濃度（μg/L）；0為空白消化液測(cè)定濃度（μg/L）；s為試樣質(zhì)量（g）；s為試樣消化液總體積（mL）。

用 SPSS23.0 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，并作方差分析和 Duncan 多重比較，< 0.05 時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度亞硒酸鈉對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻硒的富集、生長(zhǎng)和光合色素影響

圖1A表明，藻體富硒量隨培養(yǎng)液中亞硒酸鈉添加量的增加而增加，富集量（干基）從1.70 μg/g增加至50.10 μg/g，提高近30倍，且各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。添加亞硒酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 ~ 2.0 mg/L時(shí)，藻體特定生長(zhǎng)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（> 0.05）；添加量大于4.0 mg/L時(shí)，藻體生長(zhǎng)受到抑制，特定生長(zhǎng)率與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）（圖1B）。圖1C表明，培養(yǎng)液中亞硒酸鈉質(zhì)量濃度大于4.0 mg/L時(shí)，葉綠素 a和葉綠素b含量顯著性降低（＜0.05）；各組間類胡蘿卜素含量無(wú)明顯變化（> 0.05）。

綜合分析長(zhǎng)莖葡萄蕨藻生長(zhǎng)以及藻體含硒量，培養(yǎng)液中添加2.0 mg/L的亞硒酸鈉較適于長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒培養(yǎng)。

凡含一個(gè)相同字母則組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）

2.2 溫度對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻硒的富集、生長(zhǎng)和光合色素影響

圖2A表明，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，藻體硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)（干基）在22℃時(shí)最高，達(dá)17.78 μg/g，與其他組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；26℃（富硒量11.47 μg/g）、28℃組（富硒量11.28 μg/g）含硒量較24℃組（富硒量13.84 μg/g）顯著降低（＜0.05）。圖2B表明，溫度高于20℃時(shí)，藻體特定生長(zhǎng)率隨溫度的升高而升高，且各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。圖2C可見，隨溫度的升高，藻體光合色素含量有升高趨勢(shì)，溫度為28℃時(shí)，各色素含量平均值最高，葉綠素 a含量與20、22、24℃組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；葉綠素b及類胡蘿卜素含量，較20 ℃、22℃組顯著性升高（＜0.05）。

綜合分析長(zhǎng)莖葡萄蕨藻生長(zhǎng)及藻體含硒量，24~28℃的溫度范圍較適于長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒培養(yǎng)。

凡含一個(gè)相同字母則組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）

2.3 照度對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻硒的富集、生長(zhǎng)和光合色素影響

圖3A表明，照度在2 000 lx時(shí)含硒量（干基）最高，達(dá)到15.31 μg/g，與高照度6 000 lx（富硒量13.87 μg/g）、8 000 lx（富硒量13.64 μg/g）組比較，存在顯著性差異（＜0.05）。圖3B可見，隨著照度的增加，藻體生長(zhǎng)率顯著性降低，且各組間有顯著差異（＜0.05）。圖3C表明，2000 lx時(shí)，藻體葉綠素 a和葉綠素 b含量最高，與高照度8 000 lx組有顯著差異（＜0.05）；類胡蘿卜素含量各組間無(wú)顯著性差異。

綜合分析長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的生長(zhǎng)及藻體含硒量， 2 000 ~ 6 000 lx為長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒培養(yǎng)的適宜照度范圍。

凡含一個(gè)相同字母則組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）

2.4 不同氮磷比例對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻硒的富集、生長(zhǎng)和光合色素影響

圖4A表明，各氮磷比組間藻體硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），表明氮磷比對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻硒的富集無(wú)影響。圖4B表明，氮磷比為8∶1和10∶1時(shí)，藻體生長(zhǎng)率升高，與其他組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。圖4C表明，各組藻體葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）。

綜合分析長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的生長(zhǎng)以及藻體的含硒量，氮磷比在5∶1 ~ 10∶1是培養(yǎng)富硒長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的適合氮磷比范圍。

凡含一個(gè)相同字母則組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）

2.5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1可見，特定生長(zhǎng)率24℃實(shí)驗(yàn)組較低，而藻體的富硒量24℃實(shí)驗(yàn)組較高，而總?cè)~綠素含量在各溫度組中（實(shí)驗(yàn)組3和8除外）差異不明顯。通過(guò)對(duì)特定生長(zhǎng)率、富硒量和總?cè)~綠素含量進(jìn)行一般線性模型分析，分別得到單因素統(tǒng)計(jì)量X（特定生長(zhǎng)率）、Y（富硒量）和Z（總?cè)~綠素）值。比較溫度、照度和氮磷比的X值，不同溫度對(duì)應(yīng)的值間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），溫度為28 ℃時(shí)，值最大；不同照度對(duì)應(yīng)的值間差異顯著（＜0.05），照度為2 000 lx時(shí)，值最大；不同氮磷比為對(duì)應(yīng)的值間差異顯著（＜0.05），氮磷比為10∶1時(shí)，值最大；分析X的極差值R，其大小為溫度＞氮磷比＞照度。

表1 正交實(shí)驗(yàn) L9 (33) 結(jié)果

注：1、2、3和1、2、3和1、2、3分別表示不同水平下長(zhǎng)莖葡萄蕨藻特定生長(zhǎng)率、富硒量和總?cè)~綠素含量的均值，、和分別表示、和的極差值；數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（= 3）。

Note:1.2.3,1.2.3, and1.2.3represent the average of selenium, specific growth rate, and total chlorophyll content of long-stemmed grape fern at different levels, respectively.,, andrepresent the range of,and, respectively; date are`± SD (= 3).

比較溫度、照度和氮磷比的Y值，不同溫度對(duì)應(yīng)的值間差異顯著（＜0.05），溫度為24 ℃時(shí)，值最大；不同照度對(duì)應(yīng)的值間差異不明顯（＞0.05），照度為2 000 lx時(shí)，值最大；不同氮磷比對(duì)應(yīng)的值間無(wú)顯著性差異顯著（＞0.05），氮磷比為8∶1時(shí)，值最大；分析Y的極差值R，其大小為溫度＞照度＞氮磷比。

比較溫度、照度和氮磷比的Z值，不同溫度、照度和氮磷比對(duì)應(yīng)的Z值間均無(wú)顯著性差異（＞0.05），；溫度、照度和氮磷比分別為28 ℃、2 000 lx和5∶1時(shí)，其對(duì)應(yīng)的值最大；分析Z的極差值R，其大小為溫度＞氮磷比＞照度。

溫度對(duì)藻體富硒的影響最大，24 ℃富硒效果最好，為30.06 μg/g；其次為照度，2 000 lx時(shí)藻體生長(zhǎng)情況最優(yōu)，其富硒量最高，為17.26 μg/g；最后是氮磷比，雖然各組對(duì)藻體富硒沒(méi)有顯著性差異，但比例為8∶1時(shí)含量最高，為17.28 μg/g。

溫度28 ℃、照度2 000 lx、氮磷比為10∶1是適宜長(zhǎng)莖葡萄蕨藻生長(zhǎng)的最優(yōu)組合；溫度 24 ℃、照度2 000 lx、氮磷比為8∶1是適宜長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒的最優(yōu)組合。

3 討論

3.1 不同濃度亞硒酸鈉對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒量、生長(zhǎng)和光合色素影響

硒對(duì)藻類有雙重影響，低濃度硒有促進(jìn)作用，高濃度硒則會(huì)影響藻類的生理過(guò)程，產(chǎn)生抑制、甚至致死效應(yīng)[20-23]。劉靜雯等[24]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)培養(yǎng)液中亞硒酸鈉濃度大于20 μmol/L時(shí)，海洋球石藻（）的生長(zhǎng)受到明顯抑制，球石藻的最佳富硒濃度為f/2培養(yǎng)基的本底硒濃度（3.2 nmol/L），在該條件下培養(yǎng)1周，細(xì)胞中硒含量（干基）可達(dá)6 475 μg/g。大型海藻富硒研究也表明，裂片石莼（）和龍須菜（）可有效積累硒，并將亞硒酸鈉轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒，最佳亞硒酸鈉質(zhì)量濃度分別是200、500 mg/ L，最高富硒量均可超過(guò)400 μg/g[12-13]；日本真海帶（）在含200 mg/L亞硒酸鈉的海水中培養(yǎng)56 h后測(cè)得海帶的總硒（干基）為24.481 μg/g[25]；低濃度亞硒酸鈉可有效提高龍須菜（）與細(xì)基江蘺（）的產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量[26]。在本實(shí)驗(yàn)條件下，長(zhǎng)莖葡萄蕨藻在Na2SeO3質(zhì)量濃度達(dá)2 mg/L時(shí)，硒富集量（干基）達(dá)11.70 μg/g，低于2 mg/L時(shí)未能促進(jìn)藻體生長(zhǎng)，可能是由物種差異所致。硒在細(xì)胞內(nèi)會(huì)參與合成GSH-PX,在藻體的抗氧化系統(tǒng)中有清除氧自由基等作用，可促進(jìn)藻體的生長(zhǎng)[10]，但在長(zhǎng)莖葡萄蕨藻中的作用效果并無(wú)石莼等明顯，對(duì)藻細(xì)胞活力的提升并不大，所以不能促進(jìn)藻體生長(zhǎng)，提高藻體產(chǎn)量。Na2SeO3質(zhì)量濃度超過(guò)4 mg/L時(shí)，開始抑制藻體生長(zhǎng)，藻體在高濃度硒的逆環(huán)境中，可繼續(xù)吸收環(huán)境中的無(wú)機(jī)硒，最高富硒量（干基）可達(dá)50.10 μg/g，硒富集量隨著硒濃度升高而增加。長(zhǎng)莖葡萄蕨藻耐受亞硒酸鈉能力明顯低于裂片石莼和龍須菜，是否由藻種間差異所致有待進(jìn)一步研究，但含硒量明顯高于唐賢明等[27]報(bào)道的天然長(zhǎng)莖葡萄蕨藻含硒量7.53 μg/g。長(zhǎng)莖葡萄蕨藻在高硒（Na2SeO3）環(huán)境下時(shí)，藻體硒的富集量升高，但生長(zhǎng)受到抑制?？赡苡?種原因：一是由于硒取代含硫氨基酸中的硫生成硒代氨基酸，再被結(jié)合于蛋白質(zhì)中，硒一旦過(guò)多取代蛋白質(zhì)半胱氨酸、胱氨酸或蛋氨酸中的硫，即可能引起蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和功能的改變，包括酶失活，從而使正常生命活動(dòng)紊亂，抑制藻細(xì)胞的生長(zhǎng)[28]；二是與活性氧形成的能力有關(guān)，硒化合物既可清除自由基，又可產(chǎn)生自由基。在高濃度下以產(chǎn)生自由基（活性氧）為主，自由基過(guò)多，不能及時(shí)清除則導(dǎo)致毒性作用[29]。同時(shí)在硒脅迫下，藻體能量傳遞受阻，傳遞效率降低，使得藻體葉綠素a和葉綠素b含量在高濃度硒環(huán)境下有所降低。環(huán)境硒濃度對(duì)藻體類胡蘿卜素含量的影響較小，可能是由于藻體中類胡蘿卜素未參與機(jī)體在硒脅迫環(huán)境所進(jìn)行的抗氧化活動(dòng)。關(guān)于馴化的長(zhǎng)莖葡萄蕨藻是否會(huì)提高對(duì)亞硒酸鈉的耐受量，亞硒酸鈉添加次數(shù)、長(zhǎng)莖葡萄蕨藻生長(zhǎng)階段是否影響富硒量等有待進(jìn)一步研究。

3.2 溫度對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒量、生長(zhǎng)和光合色素影響

溫度是影響藻體生長(zhǎng)和富硒的重要因素，高溫可促進(jìn)藻體的生長(zhǎng)，但同時(shí)抑制藻體對(duì)Se的富集。有研究表明，在培養(yǎng)液亞硒酸鈉質(zhì)量濃度為0.4 mg/L條件下，螺旋藻在35℃時(shí)生長(zhǎng)率最高，溫度低于25℃時(shí)螺旋藻富硒量最大[30]?？赡苡?種原因：一是在較低溫度條件下，藻類生長(zhǎng)緩慢，有助于藻類適應(yīng)硒環(huán)境并富集硒；二是藻體中與富硒活動(dòng)有關(guān)的酶在高溫條件下失活，富硒能力下降[31-33]。本研究中，長(zhǎng)莖葡萄蕨藻在26℃和28℃環(huán)境下生長(zhǎng)較佳，但富硒量低，22℃時(shí)生長(zhǎng)緩慢，富硒量較高，也說(shuō)明低溫有利于藻細(xì)胞對(duì)硒的累積。隨溫度的升高，逐步達(dá)到藻體的最適生長(zhǎng)溫度，藻體的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量逐漸升高，可能是由于在低溫下參與光合作用相關(guān)酶活性降低，色素會(huì)分解。溫度升高，藻體生長(zhǎng)快速，光和效率升高，光和色素含量升高。

3.3 照度對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒量、生長(zhǎng)和光合色素影響

照度是影響藻類生長(zhǎng)和物質(zhì)積累的重要環(huán)境因子之一。低照度會(huì)減弱藻細(xì)胞的光合作用，從而降低細(xì)胞新陳代謝，進(jìn)而影響藻細(xì)胞對(duì)離子的富集；隨著照度的增大，藻細(xì)胞光合作用增強(qiáng)，藻細(xì)胞對(duì)離子的富集量增加，但照度太高則不利于藻類的生長(zhǎng)以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收利用。高海洋等[34]研究表明，照度10 000 lx時(shí)螺旋藻的硒富集量低于8 000 lx。本研究中，長(zhǎng)莖葡萄蕨藻最佳的生長(zhǎng)照度和最適富硒照度均為2 000 lx，在此照度下一方面可促進(jìn)藻細(xì)胞的生長(zhǎng)，藻體光合速率加快，葉綠素a和葉綠素b含量升高；另一方面又有利于硒在藻體中的累積。照度太高，藻體生長(zhǎng)受抑制，生理系統(tǒng)紊亂，不利于藻細(xì)胞對(duì)硒的吸收。而照度變化對(duì)藻體類胡蘿卜素影響較小，可能是由于照度改變時(shí)，藻體對(duì)硒的吸收和環(huán)境因子同時(shí)發(fā)生變化下，藻體啟動(dòng)抗氧化系統(tǒng)，但類胡蘿卜素在系統(tǒng)中并未參與或產(chǎn)生的作用小，含量的變化不明顯。

3.4 氮磷比對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒量、生長(zhǎng)和光合色素影響

海藻生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽需求較高，不同氮磷比對(duì)海藻生長(zhǎng)和Se富集量有一定影響。研究表明，不同N、P營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)影響海帶對(duì)硒的富集，營(yíng)養(yǎng)鹽濃度適宜時(shí)，海帶對(duì)硒的富集能力提高，但高濃度P會(huì)抑制海帶對(duì)硒的富集，可能是由SeO32-與PO43-相互的拮抗作用所致[25]。有學(xué)者認(rèn)為Se與P有化學(xué)相似性，并在藻體中轉(zhuǎn)運(yùn)途徑相同，所以藻類對(duì)兩者的吸收有競(jìng)爭(zhēng)性，P濃度一旦增加，其對(duì)硒的吸收則被抑制[35-38]。N、P等營(yíng)養(yǎng)元素的添加，對(duì)植物的生長(zhǎng)有較大促進(jìn)作用，但多數(shù)離子間有較大的協(xié)同或拮抗作用[39-42]。本研究中，在不同氮磷比條件下，藻體的硒富集量和光合色素均無(wú)顯著性差異，可能是由于N和P的濃度梯度差距太小，N、P和Se 3種離子間相互作用不明顯，對(duì)藻體光合作用的影響較小；或是N、P對(duì)Se的吸收出現(xiàn)反方向作用，導(dǎo)致富集量不顯著。氮磷比在8∶1和10∶1時(shí)藻體可更好地吸收N、P，藻體生長(zhǎng)較為迅速。

綜上，長(zhǎng)莖葡萄蕨藻可大量富集硒，溫度24℃、照度2 000 lx 、氮磷比8∶1是培養(yǎng)富硒長(zhǎng)莖葡萄蕨藻的最優(yōu)條件組合。長(zhǎng)莖葡萄蕨藻在開發(fā)富硒安全性功能海藻食品方面有較大應(yīng)用潛力。

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Effect of Temperature, Illuminance and Nitrogen-Phosphorus Ratio on Selenium Enrichment in

CAI yu1,2, LIU Dong-chao1,2, WANG Xiao-liang1,2, CHEN Ren-ji1, XIE Jian-hua1, WU Jing-yun1

（1.,524088; 2.,524088,）

To explore the culture conditions of high value-added selenium-enriched. 【】Using sodium selenite (Na2SeO3) as the selenium source, the effects of different selenium concentrations on the growth, photosynthetic pigments and selenium enrichment ofwere studied by single factor experiment. The orthogonal experiment was designed to find the optimum conditions for the temperature, illuminance and N/P ratio of selenium-enriched. 【】 The sodium selenite in culture solution was in the range of 0 to 8.0 mg/L. With the increase of selenium concentration, the selenium contents of algae (dry weight) increased from 1.70 μg/g to 50.10 μg/g. There was a significant difference among the groups (< 0.05). When the content of sodium selenite was 2.0 mg/L, the selenium contents of algae reached 11.7 μg/g. When selenium concentration was higher than 2.0 mg/L, the growth of algae was significantly inhibited (< 0.05), and the contents of chlorophyll a and chlorophyll b were significantly decreased (< 0.05). When selenium concentration was less than 2.0 mg/L, there was no significant difference in the growth, and contents of chlorophyll a and chlorophyll b. There was no significant change in carotenoid content among the groups. The optimal combination for cultivatingwas when selenium concentration was 2.0 mg/L, the temperature was 28 ℃, the illumination was 2 000 lx and the N/P ratio of 10∶1. The optimal selenium-rich conditions for algae were as follows: temperature 24 ℃, illumination 2 000 lx and N/P ratios 8∶1.【】has great potential in the development of seaweed foods containing selenium safe functions.

Sodium selenite;;Selenium enrichment

S968.4

A

1673-9159（2019）03-0046-08

10.3969/j.issn.1673-9159.2019.03.007

2019-01-23

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015A020209167）

蔡煜（1993―），男，碩士，主要從事藻類生理生態(tài)學(xué)研究。E-mail:caiy0628@163.com

劉東超（1963―），男，副教授，主要從事藻類生理生態(tài)學(xué)研究。E-mail: dongchaoliu696@hotmail.com;

蔡煜，劉東超，王曉梁，等. 溫度、照度和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)長(zhǎng)莖葡萄蕨藻富硒的影響[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，39（3）：46-53.

（責(zé)任編輯：劉慶穎）