關(guān)鍵詞囊體;環(huán)境因子;生長(zhǎng);球形棕囊藻中圖分類號(hào)Q178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 0517-6611(2025)13-0056-08doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.13.012開(kāi)放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Effectsof Environmental Factors on the Growth of Phaeocystis globosa Colonies
WUXiao-yu1,Uhe-chn12HEYngqietal(1.JangsuKeyLaboratoryofarineioresoresndEcoenvirontg OceanUniversityigngJg;.gsuKyboatoyfiotguaUvesiyiag Jiangsu )
AbstractObective]ToexploretherelationshipsbetweenthegrowthofPhaeocstisglobosacoloesandthenvironmentalfactos.et odTefectsalcschhtsitympauedsss colonies,thedaerflodmbeofcelsioloalyd.esultUderlbatoryoiios globosacoloniesreachedastablegrowthstageat8daysandadeclineperiodat12days.Whentheconditonsoflightintensityof (204號(hào) 62.5μmol/(m2?s) and above,temperature range of 20-26°C ,inoculation size of 1%-4% ,higherinitial NO3- concentration ( 128- (204號(hào) 440μmol/L and PO43- concentration ( 8-24μmol/L ),Phaeocystis globosa colonies could grow rapidly,with higher the number of colonies, largerthespeificgrowthateorgtameterofolosadteumbrofgalcelsieolos.Coclusio]higlightin tensity,temperature,inoculation amount,initial NO3- concentration,and certain initial PO43- concentration could promote the growth of colonies,which provided basic data for the early warning of red tide by Phaeocystis globosa colonies.
KeyWordsColony;Environmental factor;Growth;Phaeocystis globosa
球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa Scherffel)分布廣泛[1],具有游離單細(xì)胞和囊體2種形態(tài)[2],藻華時(shí)主要以囊體形態(tài)存在[3]。多糖類物質(zhì)把囊體細(xì)胞聚集到一起,大量囊體細(xì)胞被包裹在膠質(zhì)包被里面[4],在球形棕囊藻藻華時(shí),隨著囊體的生消會(huì)危害到海洋其他浮游動(dòng)物的正?;顒?dòng),海洋生態(tài)平衡帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)[5]。從1997年至今,我國(guó)沿海地區(qū)暴發(fā)球形棕囊藻藻華50多起,總面積大于 10 000km2 ,嚴(yán)重影響了海水養(yǎng)殖業(yè)和海洋生態(tài)環(huán)境[
囊體有助于球形棕囊藻藻華的發(fā)生和持續(xù)[7]。目前,球形棕囊藻囊體的研究主要集中在細(xì)胞形態(tài)[8-9]、充氣攪動(dòng)[10] CO2 濃度[1]等非生物因素,攝食壓力[12]和浮游動(dòng)物釋放的化學(xué)信息[13]等生物因素,以及光合作用[14]和碳源分配[15]等代謝途徑,不同環(huán)境條件對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響較少[16-18],致使球形棕囊藻赤潮預(yù)警缺乏數(shù)據(jù)支撐?;诖耍P者研究了光照強(qiáng)度、溫度、接種量、初始氮和磷濃度等環(huán)境因子對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響,以期為球形棕囊藻赤潮預(yù)警提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1材料與方法
1.1藻種培養(yǎng)球形棕囊藻由大連理工大學(xué)張議文老師團(tuán)隊(duì)提供。球形棕囊藻在 f/2 培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng),培養(yǎng)條件:溫度20% ,光照強(qiáng)度為 50μmol/(m2?s) ,光暗比 ,白色冷光源。選取指數(shù)生長(zhǎng)期的球形棕囊藻囊體細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn)。
除營(yíng)養(yǎng)鹽試驗(yàn)所用海水為人工海水,其他試驗(yàn)所用海水均為天然海水(海水鹽度為 30‰ ),使用前經(jīng) 0.22μm 雙面親水聚四氟乙烯(PTFE)過(guò)濾膜過(guò)濾, 121°C 高壓下滅菌20min ,待冷卻后使用。
1.2光照強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)光照強(qiáng)度,分別為50.0、62.5、75.0、87.5和 100.0μmol/(m2?s) ,每組試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行,接種量為 3% ,接種體積為 300mL ,其余培養(yǎng)條件同“1.1”,培養(yǎng) 16d 。
1.3溫度試驗(yàn)溫度設(shè)定為 20,22,24,26°C ,每組試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行,光照強(qiáng)度為 75. 0μmol/(m2?s) ,接種體積為300mL ,接種量為 3% ,其余培養(yǎng)條件同\"1.1”,培養(yǎng) 16d 。
1.4接種量試驗(yàn)將培養(yǎng) 10d 的球形棕囊藻接種到 f/2 培養(yǎng)基中,接種量設(shè)置為 1%.2%.3%.4%.5% ,每組試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行,培養(yǎng)溫度為 20% ,光照強(qiáng)度為 75.0μmol/(m2?s) 接種體積為 300mL ,其余培養(yǎng)條件同\"1.1”,培養(yǎng) 16d 。
1.5 營(yíng)養(yǎng)鹽試驗(yàn)
1.5. 1 氮鹽。設(shè)定 NO3- 濃度為880、512、440、256和
128μmol/L(f/2 培養(yǎng)基中 NO3- 濃度為 880μmol/L ), PO43- 濃度均為 32μmol/L ,每組試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行,光照強(qiáng)度為75.0μmol/(m2?s) ,溫度為 22‰ ,接種量為 3% ,其余培養(yǎng)條件同\"1.1”,培養(yǎng) 16d 。
1.5.2磷酸鹽。設(shè)定 PO43- 濃度為32、24、16、8和 4μmol/L ( f/2 培養(yǎng)基中 PO43- 濃度為 32μmol/L ), NO3- 濃度均為880μmol/L ,每組試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行,光照強(qiáng)度為75.0μmol/(m2?s) ,溫度為 22‰ ,接種量為 3% ,其余培養(yǎng)條件同\"1.1”,培養(yǎng) 16d 。
1.6藻細(xì)胞密度測(cè)定直徑大于 0.4cm 的囊體用刻度尺手動(dòng)測(cè)量其直徑,其余囊體在倒置顯微鏡下進(jìn)行直徑測(cè)量。從培養(yǎng)第4天開(kāi)始,每隔2d固定時(shí)間取 2mL 藻樣加 30μL 盧戈氏碘液至6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,在倒置顯微鏡下計(jì)數(shù)囊體數(shù)量、測(cè)量直徑。參照王錦秀等[9前期建立的囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量與囊體直徑的回歸曲線方程 Y=0. 007 9X2.127 1(R2= 0.9710),根據(jù)囊體直徑換算得出囊體內(nèi)藻細(xì)胞總數(shù)。
1.7數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均用Excel2021整理,采用Origin2021作圖。通過(guò)SPSS26進(jìn)行單因素方差(ANOVA)分析,若差異顯著( Plt;0.05) ,再進(jìn)行LSD法多重比較,并通過(guò)SPSS26對(duì)囊體生長(zhǎng)參數(shù)和環(huán)境因子進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。囊體生長(zhǎng)速率計(jì)算公式為 。式中: Nt?N0 分別為
時(shí)刻的藻細(xì)胞數(shù);
為不同的培養(yǎng)時(shí)間 σ;μ 為比生長(zhǎng)速率。
2 結(jié)果與分析
2.1囊體生長(zhǎng)曲線從圖1可以看出,球形棕囊藻在培養(yǎng)4d出現(xiàn)囊體,在4\~8d囊體生長(zhǎng)快速,囊體數(shù)量和直徑明顯增加。在 10~12d ,進(jìn)入囊體生長(zhǎng)穩(wěn)定期,囊體數(shù)量不再增加,但囊體直徑繼續(xù)增加。14d時(shí)囊體開(kāi)始破碎(圖2),進(jìn)入生長(zhǎng)衰亡期,囊體數(shù)量開(kāi)始降低。盡管囊體數(shù)量在 14~ 16d 明顯下降,但囊體直徑仍明顯高于前12d的囊體直徑。
2.2光照強(qiáng)度對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響由圖3A和圖3B 可知,球形棕囊藻囊體數(shù)量在4\~8d顯著增加( Plt;0.05) 。其中,62.5和 100.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組中,囊體數(shù)量在8d時(shí)達(dá)到最大值,分別為24和23colonies/ ,囊體比生長(zhǎng)速率分別為0.413和 0.381d-1 。在培養(yǎng)8d后,所有試驗(yàn)組囊體數(shù)量出現(xiàn)不同程度下降,特別是 50.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組中囊體數(shù)量下降尤為顯著( Plt;0.05) ,而 100.0μmol/(Ωm2?s) 試驗(yàn)組中囊體數(shù)量在8\~14d維持在較高水平,并高于其他光照強(qiáng)度試驗(yàn)組的囊體數(shù)量。
由圖3C可知,囊體直徑隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而顯著增加中 (Plt;0.05) 。除光照強(qiáng)度62.5和 87.5μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組外,其余試驗(yàn)組囊體直徑均在 16d 時(shí)達(dá)到最大值,囊體直徑均超過(guò) 1895.9μm 。整體來(lái)看, 75.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組囊體直徑高于其他光照強(qiáng)度試驗(yàn)組,特別是在培養(yǎng)12d后,這種現(xiàn)象尤為明顯( ?Plt;0.05) 0
由圖3D可知,囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量與囊體直徑的變化趨勢(shì)相似。在 12~16d,75.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組囊體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量最多,顯著高于其他試驗(yàn)組( Plt;0. 05, 。16d時(shí),75.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量達(dá)到196 797 cells/colony 。
上述結(jié)果表明,在試驗(yàn)設(shè)定的光照強(qiáng)度內(nèi),較高的光照強(qiáng)度有利于球形棕囊藻囊體的生長(zhǎng)。62.5、75.0和100.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組的囊體數(shù)量、囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量總體高于 50.0μmol/(m2?s) 試驗(yàn)組。王艷等[21]研究也表明過(guò)低的光照強(qiáng)度[低于 50.0μmol/(m2?s)] 下球形棕囊藻并不形成囊體。
2.3溫度對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響由圖4A和圖4B可知,較高培養(yǎng)溫度試驗(yàn)組的囊體數(shù)量較多。在24和 26°C 試驗(yàn)組中,囊體數(shù)量在4\~6d迅速增長(zhǎng)并達(dá)到最大值,分別為291和449colonies/mL;隨后,囊體數(shù)量顯著降低( Plt;0.05) 。在20% 試驗(yàn)組中, 4~6d 囊體數(shù)量緩慢增長(zhǎng),囊體數(shù)量顯著低于其他3個(gè)試驗(yàn)組( Plt;0. 05′ ),在10d時(shí)達(dá)到最大值(240colonies/mL),囊體數(shù)量維持到 12d 。相比其他培養(yǎng)溫度而言, 20% 試驗(yàn)組囊體有最大的比生長(zhǎng)速率,為 0.486d-1 。
由圖4C可知,在 4~10d,4 組培養(yǎng)溫度(20、22、24、26°C )下囊體直徑隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大; 14d 時(shí),20% 試驗(yàn)組囊體直徑降至 256.7μm ,且顯著低于其他3個(gè)試驗(yàn)組( Plt;0.05, 16d 時(shí), 20,22,24,26°C 這4組培養(yǎng)溫度下囊體直徑分別為
由圖4D可知,在 4~10d,4 組培養(yǎng)溫度下囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量均隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,溫度越高,囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量越多。16d時(shí),20、22、24和 26°C 囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量分別增大至 1672、6277、8558 和 5 440 cells/colony。
整體來(lái)看,培養(yǎng)初期較高培養(yǎng)溫度下囊體數(shù)量、囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量明顯高于較低的培養(yǎng)溫度,而較低培養(yǎng)溫度下囊體生長(zhǎng)更快。李杰等[22研究發(fā)現(xiàn),在 24°C 時(shí)囊體直徑雖然與16和 28°C 時(shí)接近,但囊體內(nèi)藻細(xì)胞密度最少。但該研究發(fā)現(xiàn),16d時(shí) 24°C 時(shí)囊體直徑最大,囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量也最多,這可能與球形棕囊藻株系有關(guān)。在試驗(yàn)設(shè)定溫度范圍內(nèi),球形棕囊藻的囊體直徑均明顯大于文獻(xiàn)報(bào)道的 16~24°C 球形棕囊藻的囊體直徑[23]
2.4接種量對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響由圖5A和圖5B可知,接種量在 1%~4% ,囊體比生長(zhǎng)速率隨接種量增加而增大;在接種量為 4% 時(shí),囊體比生長(zhǎng)速率達(dá)到最大值,為1% 接種量時(shí)囊體比生長(zhǎng)速率的1.95倍;當(dāng)接種量繼續(xù)增加時(shí)囊體比生長(zhǎng)速率略微下降。不同接種量下,囊體數(shù)量與囊體比生長(zhǎng)速率的變化趨勢(shì)類似,即在培養(yǎng)4\~8d,高接種量( 4% 和 5% )試驗(yàn)組的囊體數(shù)量顯著高于較低接種量試驗(yàn)組( Plt;0.05) 。8d時(shí), 1%1%1.2%3%4%5% 接種量試驗(yàn)組的囊體數(shù)量分別為 479,858,918,1073 和1 266 colonies/mL。
由圖5C可知,接種量對(duì)囊體直徑的影響不同于其對(duì)囊體數(shù)量的影響,較大接種量試驗(yàn)組的囊體直徑反而較??; 6~ 16d,1% 接種量試驗(yàn)組的囊體直徑均高于其他接種量試驗(yàn)組的囊體直徑; 10d 時(shí), 1%.2%.3%.4%.5% 接種量試驗(yàn)組的囊體直徑分別為529、496、424、282和 239μm 。不同接種量對(duì)囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量的影響(圖5D)類似于其對(duì)囊體直徑的影響。結(jié)果表明,較大的接種量能獲得更高的囊體數(shù)量,但囊體直徑小、囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量也較少。
2.5營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)囊體生長(zhǎng)的影響
2.5.1不同初始 NO3- 濃度對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響。由圖6A可知,較高初始 NO3- 濃度試驗(yàn)組囊體數(shù)量低于較低初始 NO3- 濃度試驗(yàn)組,尤其在培養(yǎng) 10d 后,囊體數(shù)量顯著低于較低初始 NO3- 濃度(128和 256μmol/L 試驗(yàn)組( Plt; 0.05)。由圖6B可知,囊體比生長(zhǎng)速率隨初始 NO3- 濃度降低呈現(xiàn)先下降后增長(zhǎng)的趨勢(shì),整體來(lái)看,較高初始 NO3- 濃度試驗(yàn)組囊體比生長(zhǎng)速率較大。
由圖6C和圖6D可知,初始 NO3- 濃度對(duì)囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量的影響不同于其對(duì)囊體數(shù)量的影響??傮w來(lái)看,較高初始 NO3- 濃度試驗(yàn)組囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量明顯高于較低 NO3- 濃度試驗(yàn)組。14d時(shí),在880μmol/L 試驗(yàn)組,最大的囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量分別為 462.5μm 和 3 690.31 cells/colony。
研究表明,在氮限制條件下球形棕囊藻囊體受到明顯抑制[21]。在暴發(fā)球形棕囊藻海域 NO3- 濃度為 42μmol/L[24] ,該研究設(shè)定的初始 NO3- 濃度均超過(guò)此數(shù)值。莫鈺等[25]研究指出,一次性加入 40μmol/L 的氮,并不利于在欽州灣外灣球形棕囊藻囊體直徑及囊體細(xì)胞的生長(zhǎng)。然而,在該研究設(shè)定的初始 NO3- 濃度范圍內(nèi),均明顯有利于球形棕囊藻囊體的生長(zhǎng),這應(yīng)該是與球形棕囊藻株系有關(guān)。
此外,值得注意的是,初始 NO3- 濃度為 512μmol/L 試驗(yàn)組的囊體比生長(zhǎng)速率為 0.206d-1 ,顯著低于其他4個(gè)試驗(yàn)組( Plt;0.05) ,排除囊體生長(zhǎng)的不穩(wěn)定性外,可能的原因是此時(shí)試驗(yàn)組N/P(初始 NO3- 濃度為 512μmol/L 時(shí),初始 PO43- 濃度設(shè)定為 32μmol/L,N/P=16 為Redfield比值( 16:1) 。研究表明,浮游植物在 N/P 接近Redfield比值時(shí)具有更高的生物量[26]。因此,這個(gè)條件下球形棕囊藻可能更傾向于游離單細(xì)胞狀態(tài),從而囊體比生長(zhǎng)速率低于其他試驗(yàn)組。
注:不同小寫字母表示差異顯著( Plt;0.05) °
Note:Different lowercase lettersindicate significant differences (Plt;0.05)
圖6不同初始 NO3"濃度下球形棕囊藻囊體數(shù)量(A)、囊體比生長(zhǎng)速率(B)、囊體直徑(C)和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量(D)的變化
Fig.6Changesof tenumberofPheocystisglobosacolony(A)specificgrowthrate(B),thediameterofcolonies(C)andtheberofalgal cells in thecolonies (D) under different initial NO3-"concentrations
2.5.2不同初始 PO43- 濃度對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響。該研究設(shè)定的初始 PO43- 濃度均為P限制條件,初始 PO43- 濃度明顯影響了球形棕囊藻囊體數(shù)量(圖7A),當(dāng) PO43- 濃度降低至 4μmol/L 時(shí), 8d 時(shí)囊體幾乎全部死亡;在4\~6d,初始PO43- 濃度在 8~24μmol/L 時(shí)囊體數(shù)量也較多。這表明在 P 限制條件下,相對(duì)較高的 PO43- 濃度能促進(jìn)囊體生長(zhǎng)。與初始 PO43- 濃度對(duì)囊體數(shù)量的影響不同,囊體比生長(zhǎng)速率隨初始 PO43- 濃度降低而明顯升高(圖7B)。從圖7C和圖7D可以看出,初始 PO43- 濃度對(duì)囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量影響的趨勢(shì)一致,即隨初始 PO43- 濃度降低,囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量明顯減小。莫鈺等[25]研究指出,添加 0.5μmol/L 磷能促進(jìn)囊體增長(zhǎng),但囊體在8d后大量衰敗,這也表明較低磷濃度不利于囊體維持。
上述結(jié)果表明,氮限制條件( NO3- 濃度在 128~ 440μmol/L,N/P 在 4.00~13.75 )和磷限制條件下( PO43- 濃度在 8~24μmol/L,N/P 在 36.67~110.00 ,球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)更快,這與已有報(bào)道的研究結(jié)果相符[27]
2.6球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)和環(huán)境因子的關(guān)系將囊體數(shù)據(jù)與環(huán)境因子進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析,結(jié)果如表1\~3所示。
從表1\~3可以看出,囊體數(shù)量與接種量呈現(xiàn)正相關(guān)性;囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量與溫度、初始 PO43- 濃度之間均呈正相關(guān)性。
3討論
球形棕囊藻自1997年在我國(guó)暴發(fā)后,近30年已經(jīng)形成了由南到北的擴(kuò)張趨勢(shì),包括福建、廣東、廣西、海南、青島、河北及天津等?。ㄊ校┑暮S蚓l繁暴發(fā)[28-31]。與全球其他海區(qū)相比,我國(guó)近海在內(nèi)的東亞至南亞沿岸海域,膠質(zhì)囊體可達(dá)到厘米級(jí)[28],具有高度遺傳多樣性[32]。目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)影響球形棕囊藻囊體形成的因素有營(yíng)養(yǎng)[33]、光照[34]、攝食[35]和硅藻[36]等。其中,營(yíng)養(yǎng)和光照研究主要集中在我國(guó)沿岸海域的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與分析[30],缺乏實(shí)驗(yàn)室條件下環(huán)境因子對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響研究[37-38];并且,由于球形棕囊藻株系差異,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲得的營(yíng)養(yǎng)和光照水平并不完全接近,獲得一個(gè)寬泛的營(yíng)養(yǎng)和光照等環(huán)境因子對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)影響的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)能為赤潮預(yù)警提供可靠的支撐。該研究所用球形棕囊藻為北海株,目前實(shí)驗(yàn)室條件下環(huán)境因子對(duì)其囊體生長(zhǎng)的影響研究很少[17,27],基于此,該研究分析了光照強(qiáng)度、溫度、接種量、不同初始 NO3- 和 PO43- 濃度對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響。
光照強(qiáng)度能對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)產(chǎn)生影響[21,39]。在該研究中, 62.5μmol/(m2?s) 及以上光照強(qiáng)度時(shí),在培養(yǎng)10\~14d,球形棕囊藻囊體的數(shù)量和比生長(zhǎng)速率以及囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量整體上高于較低光照強(qiáng)度組。王艷等[21]研究也發(fā)現(xiàn)在 500μmol/(m2?s) 光照強(qiáng)度下能長(zhǎng)出囊體,囊體數(shù)量達(dá)到404.67colonies/mL,而在 50μmol(m2?s) 的弱光條件下幾乎不形成囊體。國(guó)內(nèi)外不同海域的球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)均與光照強(qiáng)度呈正相關(guān)性[21,39]。此外,還發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度對(duì)球形棕囊藻不同株系影響不同。在100.0μmol/(m2?s) 光照強(qiáng)度下,球形棕囊藻汕頭株囊體數(shù)量可高達(dá)1140colonies/ mL[40] ,而該研究中球形棕囊藻囊體數(shù)量未超過(guò)50colonies/ ΔmL ,這表明不同株系對(duì)光照強(qiáng)度響應(yīng)存在明顯差異。
溫度是影響球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的重要因素,在 20% 時(shí)球形棕囊藻主要以囊體形態(tài)存在,當(dāng)溫度高于 24°C 時(shí),游離單細(xì)胞占主體地位[23]。該研究表明, 20% 時(shí)球形棕囊藻具有最大的比生長(zhǎng)速率,在 20~26°C ,培養(yǎng)前14d囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量隨溫度升高而明顯增大,球形棕囊藻囊體表現(xiàn)出了較高的溫度適應(yīng)范圍。與該研究結(jié)果不同的是,Wang等[23]研究發(fā)現(xiàn)球形棕囊藻囊體直徑隨溫度的升高而減小。這可能與球形棕囊藻株系相關(guān),他們所用球形棕囊藻(CCMP1528)來(lái)源于南太平洋。另外,這也可能是球形棕囊藻適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。采自欽州灣近岸的球形棕囊藻藻株經(jīng)過(guò)梯度升溫,在實(shí)驗(yàn)室設(shè)定 32% 培養(yǎng)18d后仍然有超過(guò)500colonies/mL的囊體[38]。球形棕囊藻香港株的最適生長(zhǎng)溫度在 20~25°C ,而汕頭株的適宜溫度接近 ,這些研究都表明球形棕囊藻囊體具有較廣泛的溫度適應(yīng)性。
接種量對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)同樣有明顯影響,較高的接種量能獲得較多的囊體數(shù)量和更高的囊體比生長(zhǎng)速率。不過(guò),此時(shí)囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量則較小/較少。分析原因,認(rèn)為這可能是因?yàn)橛捎跔I(yíng)養(yǎng)和空間限制,囊體在增加數(shù)量時(shí)以降低囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞為“代價(jià)”,從而出現(xiàn)囊體數(shù)量越多,其直徑和內(nèi)部藻細(xì)胞數(shù)量越少的現(xiàn)象。目前,國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)接種量對(duì)球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)的影響報(bào)道。
該研究培養(yǎng)球形棕囊藻囊體過(guò)程中,沒(méi)有加入硅酸鹽但依據(jù)已有文獻(xiàn)提出的營(yíng)養(yǎng)鹽限制因素標(biāo)準(zhǔn)[41],即 N/Plt; 16,NO3- 為N限制因子;或 N/Pgt;16,PO43- 為 P 限制因子來(lái)對(duì)比,該研究設(shè)定的初始氮、磷濃度分別處于氮限制和磷限制狀態(tài)。已有報(bào)道指出,氮限制條件下球形棕囊藻仍能形成囊體[42],硝酸鈉是促進(jìn)球形棕囊藻囊體形成的氮源[33.43]。在磷酸鹽充足條件下,硝酸鹽利于囊體的形成[43]。在該研究中, 256:32(N:P=8) 和 128:32(N:P=4) 均為氮限制,前者囊體數(shù)量在培養(yǎng)期內(nèi)均高于后者,其囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量在培養(yǎng) 8~16d 也大于/多于后者。在磷限制條件下,磷濃度過(guò)低時(shí)球形棕囊藻囊體無(wú)法形成。在該研究設(shè)定的初始 PO43- 濃度范圍內(nèi),未見(jiàn)球形棕囊藻囊體無(wú)法形成的現(xiàn)象。但是,在 4μmol/L 低磷濃度時(shí),形成的球形棕囊藻囊體提前進(jìn)入衰亡期(培養(yǎng)8d), 10d 時(shí)在培養(yǎng)體系中已經(jīng)觀察不到完整囊體。當(dāng)初始 PO43- 濃度升高至 8μmol/L 時(shí),球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)恢復(fù)正常;初始 PO43- 濃度在 8~24μmol/L 囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量隨磷濃度升高而明顯增大/增多。蘇芯瑩等[44]研究指出洲島海域球形棕囊藻藻華期間水體中溶解有機(jī)磷含量與囊體密度呈顯著正相關(guān),這與該研究結(jié)果相符。
4結(jié)論
光照強(qiáng)度、溫度、接種量、初始 NO3- 和 PO43- 濃度均能影響球形棕囊藻囊體數(shù)量、囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量的變化。在較高光照強(qiáng)度 ≥62.5μmol/(m2?s) (2 ,20~26%,1%~ 4% 接種量、氮限制條件( NO3- 濃度在 128~440μmol/L,N/P 在 4.00~13.75 和磷限制條件( PO43- 濃度在 8~24μmol/L N/P在 36.67~110.00 )等環(huán)境條件下,球形棕囊藻囊體生長(zhǎng)很快,具有更高的囊體數(shù)量、更大的囊體比生長(zhǎng)速率或者更大的囊體直徑和囊體內(nèi)藻細(xì)胞數(shù)量。
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