温度对海带幼孢子体生长和光合作用的影响

根据欧盟项目的总体研究计划 ,在室内和围隔实验中研究了海带幼孢子体在不同温度条件下的生长情况和光合作用曲线 ,得出幼孢子体在 15°C下生长情况最好 ,而且其长度和重量的日增加量均和温度有线性相关关系。 Pm 值在 15℃时为 5 79mol O2 / (g DW· h) ,围隔实验中为 6 4 2 (mol O2 / (g DW· h)。由于围隔实验海区的光照强于室内 ,使得围隔中海带的光合作用曲线其光饱和点高于室内实验海带的光饱和点。海带光饱和参数 (Ik)与温度有线性相关关系 (R2 =0 .736 7,p<0 .0 5 )。5℃时 ,Ik 值平均为 96μE/ (m2 · s) ,10℃时为 71μE/ (m2 · s) ,15℃时为 31μE/ (m2 · s)。呼吸速率 R值在 5℃时最低 ,为 5 4μmol O2 / (g DW·h) ,10℃、15℃和围隔中均高于 5℃时的呼吸速率 ,并且在 10℃达到最高。本次实验研究得出的生长和光合作用参数将有助于合理确定桑沟湾中海带的养殖容量。

鼠尾藻有性繁殖和幼孢子体发育的形态学观察

野外跟踪观测烟台芦洋湾地区鼠尾藻的成熟繁殖状况,采集临近成熟的鼠尾藻至实验室培养,跟踪观测其卵子的排放、卵子和受精卵的发育、假根的生长以及幼孢子体的前期发育。试验结果表明,本地区鼠尾藻繁殖期集中在6—8月,鼠尾藻的卵子发育属8核1卵型,卵子受精后约20 h开始脱离生殖托,受精卵先连续进行2次的横分裂,而后再由一端的1个细胞发育成假根,另外2个发育成体细胞。幼孢子体在约2 mm时开始形成分枝突起。

利用液相氧电极技术研究“海天1号”海带(Saccharina japonica)幼孢子体光合及呼吸速率

"海天1号"海带是南方耐高温品种与北方高产品种杂交后,经过几代选育获得的海带新品系,具有产量高、耐高温、成熟稍早等特点(暂命名为"海天1号"海带)。为探究"海天1号"海带幼孢子体在不同环境因子下的生理适应性,设置了温度、光强及营养盐3个单因素实验,利用液相氧电极技术研究其对"海天1号"海带幼孢子体(1–2 cm)表观光合速率(Pn)和呼吸耗氧速率(R)的影响,并测定相对生长速率(Relative growth rate,RGR)。结果显示:(1)温度为14℃、光强为80μmol photons/(m^2·s)、氮营养盐为6 mg/L(N/P=10∶1,下同)环境下,幼孢子体的RGR和P_n均较大。在温度为22℃、光强为100μmol photons/(m^2·s)、氮营养盐浓度为10 mg/L条件下,R最强。(2)22℃组的幼孢子体生长受到抑制,其RGR显著低于14℃组(P<0.05)。20μmol photons/(m^2·s)与80μmol photons/(m^2·s)光强组的RGR存在显著性差异(P<0.05)。单因素方差分析显示,5个营养盐浓度组之间幼孢子体的RGR无显著性差异(P>0.05)。(3)随着温度、光强、营养盐浓度增加,幼孢子体的P_n呈先上升后下降的趋势,14℃组P_n显著高于其他温度组,氮营养盐浓度4 mg/L和6 mg/L组的P_n显著高于2、8和10 mg/L组(P<0.05)。在本实验条件下,R和P_n呈负相关。(4)光强对幼孢子体P/R(总光合速率/呼吸耗氧速率)的影响较小,温度和营养盐浓度对其影响较大。正交实验结果显示,适宜"海天1号"海带幼孢子体培养的条件为光强50μmol photons/(m^2·s)、温度16℃、氮营养盐浓度5 mg/L。

铜藻受精卵的早期发生与幼孢子体发育观察

通过室内培养，观察了铜藻受精卵的发生与幼孢子体发育，研究了幼孢子体的适宜培养条件，为全人工育苗奠定理论基础。结果表明，铜藻雌性生殖托的基部和中部首先集中排卵，卵子粘附于生殖托表面完成受精和早期发生。刚释放的卵子具有8个核，受精后，8个核迅速融合成1个大核，开始细胞分裂。前二次的细胞分裂均为横裂，在萌发体的一端产生一个很小的“假根原细胞”，后者最终发育成假根，萌发体的其它细胞发育成苗体。受精后约48h，受精卵发育成具有假根芽的幼孢子体，开始脱落附着；培养15d，发育成具有2个叶片、体长超过3n31Tl的幼孢子体。在幼苗的早期培育阶段，较高的温度和长光照时有利于幼苗的生长和叶片增加，适宜培养条件为温度21～24℃，光密度401amolphotons／（m2·s），光周期14L：10D。

瓦氏马尾藻有性繁殖和幼孢子体发育的形态学观察

通过采集浙江舟山枸杞岛海域野生瓦氏马尾藻(Sargassum vachellianum)进行培养,研究瓦氏马尾藻的繁殖季节、温度、生殖托的发育、卵子的成熟和排放、假根的生长以及幼孢子体的前期发育。实验结果表明:位于浙江舟山枸杞岛的瓦氏马尾藻繁殖季节为4—6月,繁殖高峰期水温为18—21℃。雌、雄生殖托早期无明显差异,中后期差异变大,瓦氏马尾藻藻体在排放完卵子和精子后开始衰败。瓦氏马尾藻卵子属于8核1卵型,受精过程在雌性生殖托表面发生,受精后开始从雌性生殖托脱落,部分存在挂托分裂现象。在幼孢子体分裂前期,假根生长速度大于幼孢子体本身的生长速度。幼孢子体先长成一片叶子,再进行第二片叶子的发育,逐渐分化出主茎和初生分枝。

温度对裙带菜幼孢子体抗氧化系统的影响

以裙带菜(Undaria pinnatifida)幼孢子体为材料,测定了不同温度(12、20、24和28℃)培养下,藻体抗氧化系统变化情况。与对照组(12℃)相比,高温会导致活性氧含量上升,并伴随藻体抗氧化酶活性和抗氧化物含量的变化。当裙带菜处于12℃时,机体总抗氧化能力保持恒定。当遭受较轻程度高温环境时(20℃),藻体ROS平衡被打破,机体内O2-、H2O2等活性氧物质迅速积累,36h达到峰值,同时抗氧化系统中的SOD活性上升,将O2-转化为H2O2。由于损伤较轻,藻体仅依靠原有的抗氧化力及9h内大量合成的AsA缓慢清除H2O2。CAT和POD活性以及GSH含量未见上升。当温度损伤增加时(24℃),为了尽快修复藻体,POD活性3h内急剧上升,同时GSH和AsA迅速合成,在较短时间内控制H2O2含量。随后CAT活性逐渐上升,完成后期修复工作。若温度超过藻体耐受限度(28℃),将造成多种抗氧化酶失活。36h内MDA大量积累,质膜通透性降低,细胞内ROS与抗氧化物外流,最终导致藻体死亡。结果表明,抗氧化系统调节对于裙带菜幼孢子体适应不同环境温度起到了重要作用。这种依机体损伤程度而改变的抗氧化机制,可以更快速、更节能、更有效地修复藻体所受损伤。本结果为进一步解释裙带菜广泛分布原因、研究裙带菜应对不适环境条件机制及培育耐高温品系裙带菜提供一定科学依据。

羊栖菜幼孢子体对不同N水平生长条件和阳光紫外辐射的响应

探讨了太阳紫外辐射对两种N水平生长条件下羊栖菜幼孢子体光化学特性的影响及其恢复。结果显示,在高的光辐射下羊栖菜藻体的有效光化学效率和相对电子传递速率急剧下降,在全波长太阳辐射条件下它们的下降幅度要比仅在可见光处理下的藻体更大,2种N水平条件下藻体的光化学活性下降趋势相似,但是N加富的生长条件使得藻体具有更高抵御紫外辐射的能力,这可能是与N加富生长条件下的藻体中含有较高含量的紫外吸收物质和类胡萝卜素有关。结果表明羊栖菜的幼孢子体具有比成体更强抵御紫外线的能力,这主要体现在藻体受到紫外辐射损伤后的修复上。

GeO2对海带幼孢子体培育过程中硅藻污染的抑制效应

采用叶绿素荧光技术,以光系统Ⅱ最大荧光产量(Fv/Fm)为指标,结合形态显微观察,研究了GeO2在海带幼孢子体培育过程中菱形藻污染的抑制效应。结果表明,1)对于菱形藻,当GeO2浓度在5mg/L以上时,对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过15mg/L时菱形藻趋于死亡。2)对于海带幼孢子体,GeO2浓度在20mg/L以上时,对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过30mg/L时其趋于死亡。3)对于受到菱形藻污染的海带幼孢子体,GeO2浓度在15mg/L以上时对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过20mg/L时其趋于死亡。综合来看,当GeO2浓度为5～15mg/L时,菱形藻光合作用受到较强的抑制,而对海带幼孢子体影响不大。

UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理的影响

探讨UV-B辐射对海带幼孢子体的影响，运用实验生态学的方法，研究了高（93．6J·m^-2·d^-1）、中（46．8J·m^-2·d^-1）、低（11．7J·m^-2·d^-1）3个剂量的UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响。辐射处理期间（第2～10天），3个辐射剂量处理组的海带幼孢子体体长和体重的相对增长率显著低于对照组（0J·m^-2·d^-1）；第6～10天期间，低剂量处理组和高剂量处理组的叶绿素a（Chl-a）含量与对照组相比呈现出完全相反的变化趋势，前者显著高于对照组，后者显著低于对照组；中、高剂量处理组的ATP酶活性在整个实验期间均显著低于对照组，而低剂量组与对照组无显著差异。氮（N）、磷（P）元素缺乏与中剂量UV-B联合作用条件下的海带幼孢子体体长、体重相对增长率与中剂量单独处理组无显著差异；辐射处理初期（第2～4天），N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的ATP酶活性明显高于单独辐射处理组，后期（第10天）则显著低于单独辐射处理组；N、P元素缺乏加剧了中剂量UV-B辐射对海带幼孢子体Chl-a含量的影响效应。N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的Chl-a含量显著低于中剂量UV-B辐射处理组。在高剂量UV-B辐射处理的同时，附加一定强度的光合有效辐射（photosynthetically active radiation，PAR，400～700nm）能在一定程度上减轻UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响程度。

鼠尾藻幼孢子体培育条件探究

为探究鼠尾藻Sargassum thunbergii幼孢子体早期生长发育适宜的培养条件，设置了光照度、温度、盐度3个影响因素3个水平的正交实验，以及氮磷营养盐水平实验。研究表明，温度对鼠尾藻幼孢子体的生长影响最显著（P〈0．05），25℃时幼孢子体比生长速率（sGR）获得最大值，为10．78％，随着温度的降低sGR逐渐降低；盐度对幼孢子体的SGR影响显著（P〈0．05），盐度30时幼孢子体生长较快，盐度降低SGR也降低；光照度2000～8000lx对幼孢子体的生长影响不显著，SOR极差接近误差水平。氮磷营养盐水平对鼠尾藻幼孢子体的生长影响较大，实验用自然海水中氮素基本可以满足幼孢子体的需求，而磷元素相对缺乏。氮素加富条件下，氮磷比大于15：1时不利于幼孢子体的生长，适宜的氮磷比为10：1～2：1。结果表明，温度25℃、盐度30、光照度20001x是鼠尾藻幼孢子体早期生长发育适宜的条件。培养液氮素含量保持在0．45～1mg/L，磷含量保持在0．3mg/L左右有利于幼孢子体快速生长。

莫氏马尾藻有性繁殖和幼孢子体发育的形态学观

采用野外观测和室内培养相结合的方法,研究了茂名大竹洲岛莫氏马尾藻的繁殖生物学,包括繁殖盛期、卵的成熟与排放、受精卵的发育、假根的生长以及幼孢子体的前期发育.结果表明：大竹洲岛莫氏马尾藻繁殖期为4-6月,5月为繁殖盛期.莫氏马尾藻的卵子发育属8核1卵型,卵子受精后约24 h开始脱离生殖托,受精卵连续进行2次横分裂,再由一端的1个细胞发育成假根,另外2个发育成体细胞.幼孢子体在1.5～2.0 mm时开始形成分枝突起,36 h后假根长度超过幼孢子体本身的长度.

温度与光照强度对羊栖菜幼孢子体生长率的联合效应

采用中心复合设计和响应曲面法,研究了温度（18~25℃）与光照强度（2 000~5 000 lx）对羊栖菜Hizikia fusiformis幼孢子体生长的联合效应。结果表明,温度与光照强度对羊栖菜幼孢子体生长率的影响具有明显联合效应,温度的影响大于光照强度。21.5℃、3 500 lx条件下,羊栖菜幼孢子体的体长增长率和体宽增长率均达到最大值;25℃时,2 000 lx比5 000 lx更有利于羊栖菜幼孢子体生长,但劣于26.5℃、3 500 lx组;5 000 lx时,18℃比25℃下羊栖菜幼孢子体具有更高的生长率,但不及21.5℃、5621 lx组。响应曲面法分析表明在实验范围内,无论温度与光照强度的一次或二次效应均对羊栖菜幼孢子体的体长、体宽增长率影响差异不显著,在此范围内二者联合效应无显著差异。

羊栖菜幼孢子体苗海区培育的研究

在不同的海区培育羊栖菜的幼孢子体苗,研究不同时间下海的幼苗在不同海区、不同的水层生长与附着情况,再结合海区的生态因子的分析观察,表明羊栖菜的幼孢子体苗可以在浙江海区培育成为羊栖菜栽培的种苗,10月下旬前后下海培育比较合适,小于透明度的培养水层是适宜的,平挂的效果优于吊挂。

裙带菜幼孢子体营养细胞多倍体育种

本文报道了裙带菜幼孢子体的营养细胞2n配子体的产生过程及其发育特点、性分化、发育成熟时间,进行了2n配子体间及与正常配子体的杂交,培育出3n、4n幼孢子体。测定了不同倍性幼孢子体的生长。观察到3n幼孢子体的染色体数为90。

温度与盐度对全缘马尾藻幼孢子体生长的联合效应

以全缘马尾藻（Sargassum integerrimum）幼孢子体为对象,采用中心复合设计和响应曲面法,研究了温度（18~25℃）与盐度（27~33）对其生长的联合效应。结果表明,温度与盐度对全缘马尾藻幼孢子体生长的影响具有明显联合效应,温度的影响大于盐度。21.5℃、盐度30条件下,幼孢子体的体长增长率和体宽增长率均达到最大值,但易滋生杂藻;在光照强度5000lx、温度16.5~26.5℃和盐度25.8~34.2时,温度与盐度的一次、二次效应以及二者间的联合效应对全缘马尾藻幼孢子体生长的影响无统计学意义差异（P〉0.05）,表明此范围为全缘马尾藻幼孢子体生长的适宜温度与盐度范围。全缘马尾藻幼孢子体长度的平均增长率与温度、盐度的二次回归方程模型拟合效果较好。

利用胚胎和幼孢子体进行蕨类细胞学研究

以蕨类植物胚胎和幼孢子体根为实验材料,以根尖和孢子母细胞为对照,进行细胞学观察方法的比较研究。结果显示:(1)野外材料的根尖仅在春季分裂期约1个月时间内存在分裂相,根尖个体数目较少(每植株根尖数目<20条),根尖细胞内含有较坚硬的黏性物质,利用单株根尖进行压片,成功率低于40%;而从野外采回培养时根尖生长极为缓慢且较难成活,因而影响实验效果。(2)野外材料的孢子母细胞仅在孢子囊形成期约1周时间内存在分裂相,因此极大地限制了细胞学观察研究。(3)以胚胎和幼孢子体根为材料进行实验,单位面积(d=15cm培养皿)内幼孢子体根尖或胚胎的数量多于300个,分裂期细胞比例高,且细胞间基本不含黏性物质,进行细胞学研究时较少受到季节和实验时间的限制;利用单株根尖或胚胎进行压片,成功率高于80%。因此,利用蕨类植物的胚胎和幼孢子体根进行细胞学研究能有效地提高蕨类植物细胞学观察实验的成功率。

铜对海带雌配子体和幼孢子体生长发育的影响

用不同浓度的铜来处理海带(Laminaria japomca Aresch)雌配子体和幼孢子体中,发现:①海带雌配子体和幼孢子体对微量的铜是很敏感的,在铜浓度为10ppb的情况下,营养生长和发育排卵受到了明显的抑制。②50ppb的铜可以完全抑制海带雌配子体的排卵。③在铜浓度为250ppb的情况下,雌配子体和幼孢子体不能健康生长,而趋于死亡。④海带幼孢子体对同一浓度铜的敏感性高于雌配子体。

裙带菜孤雌生殖幼孢子体体细胞诱导2n♀配子体

以实验室内保存培养的裙带菜(Undaria pinnatifida)2n♀配子体为实验材料,经切碎培养,促进2n♀配子体成熟,排出卵进行孤雌生殖,形成幼孢子体。将0.5～1.0cm的孤雌生殖幼孢子体的假根切除,从其体细胞中诱导出2n♀配子体。实验结果表明,在10～20℃范围内,培养20d后,在15℃和20℃下的2n♀配子体排出的卵的孤雌生殖率分别为8.4%和7.4%,明显高于10℃下的1%。20℃下诱导培养15d后就出现了2n♀配子体,培养60d后,2n♀配子体的诱导率达到100%;15℃下培养30d后才出现2n♀配子体,60d后的诱导率为38%;而10℃下诱导培养45d后才开始出现2n♀配子体,60d后的诱导率仅为12%。将诱导产生的2n♀配子体切碎,在20℃下培养10d后的成熟率为34%,60d的成熟率达到100%。通过孤雌生殖幼孢子体诱导产生的2n♀配子体与正常♂配子体杂交形成了3n裙带菜幼孢子体。本研究发现了获得大量2n♀配子体的新方法,旨在为裙带菜三倍体幼苗规模化培育奠定基础。

用裙带菜孤雌生殖的幼孢子体体细胞诱导雌配子体的研究

在裙带菜雌配子体的切碎培养中，通过成熟的卵孤雌生殖获得幼孢子体，经染色体观察其染色体数为30条，而正常幼孢子体的染色体为60条。采用切除假根的方法从孤雌生殖幼孢子体体细胞中诱导出雌配子体。在设定的不同温度下，20℃下诱导5d时开始出现雌配子体，培养60d后雌配子体的诱导率达到100％；15℃下诱导5d后出现雌配子体，培养60d后的诱导率为45％；10℃下诱导45d后才开始出现雌配子体，培养60d后的诱导率仅为12％。将诱导产生的雌配子体切碎，在20℃下培养5d后开始成熟，10d后成熟率为75％，15d后成熟率达到100％，与对照组正常的雌配子体无明显差异（P〉0．05）。使用孤雌生殖幼孢子体诱导产生的雌配子体与正常雄配子体杂交，幼孢子体的形成率为88％，与正常雌雄配子体杂交的幼孢子体的形成率（92％）差异不显著（P〉0．05）。将诱导产生的雌配子体与正常雄配子体混合切碎并撒在维尼纶育苗绳上，30d后培育出藻体长度为1—2mm的裙带菜幼苗。