2021-2022年山东荣成海带产区大规模溃烂灾害综合调查分析

2021年11月至2022年4月,海带(Saccharina japonica)主产区山东荣成发生了海带溃烂灾害,受灾面积超9 300 hm^(2),直接经济损失20亿元。通过现场调查、室内试验、资料分析等手段进行了研究,结果显示,2021年10月至2022年12月,由多纹膝沟藻(Gonyaulax polygramma)和红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)构成的赤潮,顺自西向东沿岸流进入荣成海带养殖区,自北至南蔓延,暴发海域可溶解磷酸盐含量为3.68μg·L^(-1),凸显磷限制;室内培养试验显示问题海域海水正常;浮标观测显示,养殖区2021年11月盐度30.92 PSU,显著偏低;养殖区海水透明度显著高于往年同期。综上,此次灾害归因于海水透明度季节性偏高、赤潮藻枯竭了海带早期生长赖以需要的营养元素,溃烂海带促进了褐藻酸降解菌繁殖,加速溃烂过程,带来次生灾害。

荣成海带养殖区营养盐结构及时空分布特征

2022年11月—2023年7月,作者对荣成湾、爱莲湾和桑沟湾3个海带养殖区开展了海水营养盐情况调查,分析了春、夏、秋、冬4个季节,海带养殖过程中海水营养盐浓度的时空分布特征;利用单因子污染指数法评价了海带养殖区DIN和PO_(4)-P的污染指数,并对养殖区海水营养结构及潜在性富营养化情况进行了研究。结果显示, 3个海带养殖区海水整体营养水平较低、水质较好、仅个别养殖区在冬季水质超过海水二类标准。冬季有两个站位出现潜在性富营养化,其余站位均为贫营养级。从营养结构上看,海带养殖区存在一定程度的磷相对限制。海带养殖区营养盐水平有明显的季节变化特征,DIN浓度水平冬季最高,秋季次之,春夏季最低;PO_(4)-P和SiO_(3)-Si变化基本一致,从高到低依次为秋季、冬季、春季、夏季。从水平分布上看,秋季各养殖区营养盐水平基本一致,其余季节各站位由于海区养殖结构和海水交换程度的不同呈现不同的营养盐水平。

环境因子对“东方7号”海带配子体发育的影响

以“东方7号”海带(Saccharina japonica)雌、雄配子体为材料,分别在不同温度、光照周期和营养盐(氮)浓度条件下培养,观察配子体发育过程,探究配子体卵囊形成、排卵及幼孢子体形成的最适环境条件。结果显示:不同温度、光照周期及氮(N)浓度对配子体发育进程及发育率有显著的影响。在其他培养条件相同的情况下,12℃和15℃下配子体的发育率(60%~70%)显著高于其他温度组;在20℃条件下,配子体均处于营养生长阶段,未见发育。10L∶14D下配子体的发育率(80%)显著高于其他光照周期组,其次为6L∶18D组,但该条件下的幼孢子体长度显著低于其他光照周期组。当N浓度为2.0 mg/L和4.0 mg/L时,配子体最终发育率均达75%以上,其中孢子体约占70%,显著高于其他组。本研究为“东方7号”海带配子体人工育苗提供理论依据和数据支持。

不同光质对多肋藻配子体生长发育的影响

以多肋藻(Costaria costata)雌雄配子体为材料,研究了蓝光、白光、红光对配子体生长发育的影响。结果表明:光质对多肋藻配子体的生长发育有显著的影响(P<0.05),雌配子体在蓝光条件下相对生长率(5.62%)显著高于红光(3.37%),但与白光下的相对生长率(4.94%)无显著差异;雄配子体在白光下的相对生长率(8.71%)最高,显著高于红光(6.73%),但与蓝光下的相对生长率(7.74%)无显著差异。相同光质条件下,雄配子体相对生长率显著高于雌配子体。整个培养周期过程中,红光条件下,配子体均未发育。相同培养天数下,蓝光组的发育率显著高于白光组。随着培养天数的增加,白光组和蓝光组的发育率均有显著的提高,白光组于第28天达到最大值21.13%,蓝光组于第20天达到最大值67.73%。

大叶藻种子育苗及移栽技术研究

大叶藻(Zostera marina L.)是全球分布最广泛的海草之一,曾在山东半岛沿海有广泛分布。然而,自1980年代开始,受自然因素和人类活动的影响,大叶藻场严重衰退,导致黄海近岸海洋生态系统恶化,渔业资源锐减。本研究以中国黄海海域(山东半岛)大叶藻为研究对象,研究不同温度、春化作用时间对大叶藻种子萌发和不同播种深度对种子成苗率的影响,进行了幼苗培育,研制开发幼苗移栽装置和技术。结果表明:春化处理温度对大叶藻种子萌发率具有显著影响(p<0.01),4℃春化处理50d的大叶藻种子萌发率最高,平均达55.3%;埋植深度对大叶藻种子萌发率和幼苗成苗率有影响,埋植深度0.5~2.5cm时大叶藻幼苗的出苗率相似,但显著高于埋植深度3~4.5cm的成苗率(p<0.01)。依据这些研究结果,成功培育大叶藻苗7.6万株,生长110d,平均幼苗长度达16.3cm,最大长度达22cm;研制了育苗杯大叶藻苗移栽装置,实现了从水面高效栽植大叶藻幼苗。

几种大型野生海藻游离氨基酸组成分析

为进一步研究海藻游离氨基酸丰富的生物学功能,以适应对野生海藻资源的开发需求,采用高效液相色谱法(HPLC)对黄渤海沿岸常见的野生绿藻(石莼Ulva lactuca)、红藻(日本马泽藻Mazzaella japonica、石花菜Gelidium amansii)和褐藻(海蒿子Sargassum pallidum)的游离氨基酸含量及组成进行了测定与分析。结果表明:4种海藻的游离氨基酸含量和组成存在明显差异,游离氨基酸总量与必需氨基酸含量均以日本马泽藻最高(分别为8.50、0.78 mg/g),其次是海蒿子(分别为7.45、0.69 mg/g)和石花菜(分别为6.84、0.52 mg/g),石莼最低(分别为4.45、0.34 mg/g);石莼、日本马泽藻和石花菜的游离氨基酸分别以组氨酸、丙氨酸和谷氨酸为主,海蒿子则以谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸为主;日本马泽藻和石花菜呈味氨基酸占游离氨基酸的比例分别为89.37%、89.71%,显著高于海蒿子(77.13%)和石莼(31.53%)(P<0.05);4种海藻的游离态必需氨基酸组成也明显不同,日本马泽藻中缬氨酸、蛋氨酸和苏氨酸含量丰富,海蒿子中以亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸为主,石花菜中以蛋氨酸为主,而石莼中苏氨酸和蛋氨酸含量较多,赖氨酸在4种海藻中均较为丰富;缬氨酸和苯丙氨酸在石莼中、苯丙氨酸在石花菜中均未检出。本研究结果可为海藻产业结构调整升级及新种类开发提供基础营养学数据。

海带种质资源遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记技术对种质库中保存的19个海带品种(系)的36个海带配子体进行了遗传多样性分析。从100条引物中筛选出16条可扩增出清晰条带的引物,在36个海带配子体中共扩增出362条DNA条带,其中多态性条带比例达99.45%。遗传相似性分析表明,这36个配子体之间的遗传相似性范围为0.682-0.978,以0.756为最低遗传相似系数,可将36个种质材料分为6个大类,UPGMA聚类分析结果表明同一品系的雌雄配子体大部分能聚在一起,品系间遗传多样性较高。

基于SSR标记的海带、裙带菜的遗传构成分析

旨在通过对配子体克隆和孢子体幼苗的初代筛选,以培育出纯度更高、性状更优良的海带与裙带菜品种。以11个海带与裙带菜克隆组合为材料,在筛选出区分亲本♀与♂的数对引物的基础上,对其子代与亲本的遗传构成进行了分析。试验中共选出13对能够区分11个组合亲本♀与亲本♂的SSR标记,分析结果显示,2013年育苗的48号组合中所有子代都是其亲本的后代,49号组合中只有1个子代是其亲本的后代;2014年育苗的22号组合中所有子代都是其亲本的后代;2015年育苗的海带与裙带菜杂交组合中,36号、38号、39号与41号杂交成功,其他组合未杂交成功;2016年育苗的59号组合中有7个子代与亲本无亲缘关系。分析这11个组合中所有个体与亲本的遗传构成发现:部分个体是其亲本的后代,部分个体遗传构成与亲本不一致。

大西洋鲑工厂化人工苗种培育技术

大西洋鲑（Salmon salar）,属鲑形目,鲢科,鲑属,俗称＂三文鱼＂,是一种冷水洄游性鱼类。20世纪60年代,国外开始三文鱼人工养殖（主要是网箱养殖）,由于三文鱼的营养价值高,逐渐被全世界消费者所接受,目前全世界养殖产量已经达到了350万t。我国的三文鱼市场份额已达到了130亿美金,目前国内的三文鱼养殖产量远远不能满足需求,仍然需要大量进口以满足国内消费者需求,

北方用维尼纶苗帘培育海带夏苗的实验研究

根据南方和北方海带夏苗培育采用苗帘苗绳差异,在山东烟台国家级海带良种场海带育苗基地进行两种夏苗培育工艺的实验研究。在同一个育苗车间内,利用种海带采集游孢子并附苗,跟踪观测维尼纶苗帘和棕绳苗帘对海带育苗期间配子体发育、孢子体(幼苗)生长的影响,并比较两种不同苗帘育苗成本差异。结果显示:相同育苗条件下,维尼纶苗帘采苗后,配子体发育速度、孢子体形成速度显著优于棕绳苗帘上的配子体和孢子体;转化孢子体后,在育苗第15~31天时间内,维尼纶苗帘海带幼苗相对生长速率(RGR)显著大于棕绳苗帘幼苗(P<0.05);维尼纶苗帘幼苗经55天培育,幼苗平均长度长至1.53 cm±0.13 cm,达到出库下海暂养规格,此时棕绳帘幼苗平均长度约0.47 cm±0.03cm。至70天,棕绳苗帘幼苗平均长度约1.78 cm±0.19 cm,维尼纶绳苗帘幼苗平均长度达7.87 cm±1.35cm,显著大于棕绳苗帘幼苗。采用维尼纶苗帘育苗,每1m3育苗水体育苗量约为60万株,综合育苗成本约为23元/万株,采用棕绳苗帘育苗,每1m^3育苗水体育苗量约40万株,综合育苗成本约为31元/万株。综上所述,北方采用维尼纶帘进行海带育苗在生产上具有可行性,并且可降低生产成本约25.8%。

多肋藻夏苗培育及养殖技术

采用种质库内保存的多肋藻[Costaria costata(C.Agardh)Saunders]雌雄配子体,进行扩增培养,然后利用雌雄配子体进行人工苗种繁育,并在自然海区进行栽培。2015年8月3日开始育苗,经过75d培育,多肋藻幼苗生长至0.83cm,出库下海暂养。下海后,经过40d生长,幼苗生长至平均长度约25cm,开始分苗养殖,分苗后每隔25~30d观测藻体长度和宽度生长变化,并同步监测海水温度。至2016年4月20日观测到多肋藻平均长度达到最大值,约228.3cm,此时海水温度约9.4℃,藻体平均宽度约29.3cm,平均鲜重量约528.4g,平均干重约79.7g,鲜干比约6.6。得出结论:多肋藻适合在我国北方海区进行人工育苗并养殖,最佳收获期在4月下旬前后。

海带种质固相保存技术

将海带种质的无菌采集与配子体固相保存相结合,对种海带的处理、游孢子的采集、配子体的分离与固相接种等关键步骤进行了研究和改进,建立了一种高效的海带配子体固相保存方法,此方法从源头降低了细菌的污染,减少了配子体保存过程中污染细菌的机会,简化了常规固相保存的菌处理流程,提高了保种效率,有利于固相保存方法的大规模应用。

不同强度光强胁迫对海带(Saccharina japonica)幼苗光合生理的影响

海带(Saccharinajaponica)是我国藻类生产的主要品种之一,其栽培面积和产量均居世界首位。2021~2022年产季,山东荣成海带主产区先后暴发了大规模病烂灾害,给当地水产经济造成了巨大损失。引起病烂的原因可能来自多方面,其中藻体所受光照过强及水体营养盐水平较低可能起到了一定作用,为此,基于海带幼苗的最小饱和光强、烟台高新区牟平自然海区海水氮磷浓度及不同海水深度下的光照强度测定结果,研究了梯度强光在不同海水营养盐水平下对海带生理的影响,以期为“烂菜”现象的病因分析提供一定的线索。结果显示,海带幼苗在700~900μE/(m^(2) s)强光胁迫3 d后, Fv/Fm可恢复至对照水平,光合色素合成活跃,营养盐含量较高的海水更有助于PSII的修复,但1 300~1 500μE/(m^(2) s)的强光辐射导致PSII不能恢复,岩藻黄素、叶绿素a及β-胡萝卜素含量显著降低。整个胁迫实验中,藻体总抗氧化能力(T-AOC)及其他抗氧化酶比活力大体上在强光胁迫的起始至第3天上调,而在胁迫第5天时又出现下降趋势,且在营养盐含量较高的处理组中,各样本活性均高于天然海水处理组样本。抗氧化酶基因的表达也呈现类似的变化趋势。在低于900μE/(m^(2) s)的光照条件下,抗氧化酶活性可以得到较好的维持,而海水中相对较为丰富的营养盐则有利于藻体抗氧化能力的维持。研究结果为荣成海带病烂暴发的原因分析提供了一定的借鉴。

白刺参繁育及病害防治技术初探

海参含有丰富的蛋白质、人体必需氨基酸和多种微量元素,营养价值和药用价值极高。近年来,海参消费需求逐年上升,海参人工育苗和养殖逐渐兴起,其规模和养殖方式不断扩大。白刺参做为海参家族中的特殊变异种,除了颜色与众不同外,白刺参营养价值也较普通海参高出一筹,硒含量是一般海参的10倍,因此越来越引起广大水产工作者的关注。本文根据作者多年白刺参生产育苗经验,就白刺参规模化繁育和期间病害防治进行总结,为白刺参繁育从业人员提供实用指导。

不同pH和培养方式对海带配子体生长发育的影响

为了解决海带配子体人工高密度培养过程中因海水中游离CO_(2)减少及pH升高而导致生长受限的问题,本研究以海带’奔牛’(Sacchatina japonica)雌雄配子体为材料,以不用pH的富营养灭菌海水(10 mg/L N,1 mg/L P)为培养液,通过测量配子体长度,计算相对生长率,比较不同pH对配子体生长的影响,结果显示,pH(P<0.001)、性别(P=0.016<0.05)对海带’奔牛’配子体生长有显著影响,长期处在pH<7培养条件下的雌雄配子体相对生长率显著低于其他2组,雌配子体的相对生长率(4.61%)显著高于雄配子体(3.35%)。初始pH为7.0的处理组与对照组相比,雌雄配子体的相对生长率均无显著差异(P>0.05)。在此基础上,采用在通空气悬浮培养同时补充CO_(2)的方式进行配子体扩增培养,利用纯CO_(2)压力罐(出气量120 L/h),15 L培养液每2 d补充CO_(2)1~2 min,培养液pH范围即可控制在7.0~8.4,以此排除pH对配子体生长不利影响,并避免频繁测定pH对配子体可能造成的混种或杂藻等污染。结果显示,该培养方式下,雌雄配子体的特定生长率(♀15.42%,♂13.70%)显著高于其他2种培养方式。静置培养组雌雄配子体特定生长率(♀10.02%,♂8.12%)最低,其次为通空气悬浮培养组。在3种培养方式下,雌配子体的特定生长率显著高于雄配子体。海带’奔牛’雌雄配子体在3种培养方式下继代培养60 d后,将雌雄配子体按质量比2∶1混合后放于适宜条件下进行发育实验。结果显示,3种扩增培养模式下高密度培养的配子体均可在适宜的条件下正常发育,且发育率无显著差异(P>0.05)。以上研究结果可为利用补充CO_(2)进行海带配子体高密度扩增培养提供理论依据。

不同光照强度和光照周期对多肋藻配子体发育的影响

多肋藻(Costaria costata)是一种具有较高经济价值的一年生大型褐藻,在亚洲主要分布于日本北海道、朝鲜半岛等海域,在我国无自然分布。其富含碘以及多种人体必需的微量元素,可以作为海参、鲍鱼等海洋无脊椎动物的饵料,也是海藻工业的重要原材料,具备提取褐藻胶、甘露醇、钾等化工原料以及制备褐藻淀粉的应用潜力[1-2]。

坛紫菜北方海区养殖试验

为进一步拓展坛紫菜“南菜北养”的范围,2018年和2019年在山东烟台海区进行了坛紫菜“闽丰2号”的养殖试验。2018年9月中旬将购自江苏、幼苗肉眼可见的网帘投放下海,至12月上旬采收五水(第一次采收的紫菜叫头水或一水紫菜,后面的依次叫二水、三水、四水、五水),总产量为2359.5 kg/hm^(2)(干质量);2019年8月下旬,采用坛紫菜成熟贝壳丝状体在当地进行采苗、下海,9月下旬进行一水紫菜的收获,至11月中上旬共采收五水,总产量为1574.3 kg/hm^(2)(干质量)。随着收获期的延长,藻体的长度、宽度均呈增加趋势,但2个年度产量分别以三水和四水为最高。海区营养盐测定结果表明:海水中的无机氮浓度随着养殖时间的延长呈降低趋势,10月份的无机氮浓度明显低于8月份的,晒网同时喷洒施肥后藻体颜色快速好转,且产量有所提高,表明试验海区营养盐条件是影响坛紫菜养殖的重要因素之一。为避免病害发生,在养殖过程中应及时施肥以促进藻体生长,提高坛紫菜的产量和质量。

不同种类冷冻保护剂对海带配子体及孢子的毒性评价

为筛选用于海带超低温保存的冷冻保护剂,采用10%二甲基亚砜(DMSO)、10%甘油、10%蔗糖、10%乙二醇、10%DMSO+10%甘油、10%DMSO+8%葡萄糖、10%DMSO+10%蔗糖、10%DMSO+10%甘油+8%葡萄糖、10%DMSO+10%山梨醇等9种单一或复合冷冻保护剂,在0~4℃条件下分别对海带配子体和孢子进行处理,对配子体处理30 min、60 min、24 h,对孢子处理15、30、60 min,通过统计配子体细胞的存活率以及孢子萌发成配子体的比例,对不同种类的冷冻保护剂进行毒性评价。结果表明:9种冷冻保护剂均对海带配子体和孢子有一定的毒性作用,并且毒性随着处理时间的延长而增强。10%DMSO对海带配子体细胞的毒性最小,处理60 min后配子体细胞的存活率为100%;其次是10%乙二醇,处理30 min后配子体的存活率为100%;含10%甘油的单一或复合冷冻保护剂对配子体细胞毒性较大,处理后配子体的成活率显著低于DMSO和乙二醇组(P<0.05)。单一冷冻保护剂对海带孢子的毒性显著低于复合冷冻保护剂,除10%甘油组处理30、60 min外,其他单一冷冻保护剂试验组的配子体发生率均在60%~80%。

海带配子体低温冷冻保存研究

设置3个不同的温度组A(-80℃)、B(-40℃)、C(-20℃)和1个对照组D(未冻存配子体细胞),对不同品种的海带配子体细胞段或细胞簇进行低温冷冻保存,15 d后取出,在适宜条件发育培养了6个月。结果表明,不同冻存温度、雌雄差异,对海带配子体细胞段或细胞簇存活率有显著的影响(P<0.05),A组和B组冻存的配子体细胞存活率显著高于C组。相同冻存条件下,细胞簇的成活率显著高于细胞段的存活率。A组和B组冻存的细胞簇成活率均为34%~43%,而A组和B组冻存的细胞段成活率均<30%,其中901雄配子体成活率>20%,其他均<10%。在复苏培养过程中,各组存活细胞段或细胞簇的生长状态均与对照组无显著差异。在发育培养过程中,A组和B组冻存的配子体细胞的发育进程及最终发育率无显著差异。

二甲基亚砜对海带配子体克隆低温冻存的影响

以海带配子体克隆为试验对象,采用4种体积分数二甲基亚砜(DMSO)冷冻保护液,对10个品种(系)20个克隆系进行了低温冷冻保存试验。结果表明,海带配子体克隆在-80℃冻存10 d,复苏后培养,DMSO各体积分数组均有海带配子体细胞存活,其中10%和15%体积分数组冻存的20个克隆系均有存活细胞,5%和20%体积分数组仅部分克隆系有存活细胞。对于相同克隆系,10%和15%体积分数组配子体存活率高于5%和20%体积分数组。指出,在海带配子体低温冻存中,10%和15%DMSO可作为冷冻保护液,为降低成本,优选10%DMSO作为冷冻保护液。提出,经-80℃冻存的海带配子体复苏后培养,进行繁育能力验证,能正常发育,形成孢子体,低温冻存不影响其繁育能力。