温度、盐度及干露对宽礁膜配子体早期生长、发育的影响

发布时间：2020-10-10 02:13

　　 宽礁膜(Monostroma latissimum)是一种可食用的大型经济绿藻,具有较高的经济及生态价值。宽礁膜的生活史为异型世代交替,经历微观囊状孢子体时期和宏观叶状配子体两个时期,其中叶状配子体为人工栽培的主要对象。本实验以南海海域优势绿藻——宽礁膜为研究材料,观察其游孢子发生以及配子体的形成,并研究了温度、盐度、干露等环境因子对其生长发育的影响,以期探明其形态建成和早期发育的适宜条件,为今后开展全人工栽培提供理论依据。本研究从2018年4月至9月在室内完成了宽礁膜孢子体的人工繁育,并以此作为本次实验游孢子材料。实验过程中运用Nikon Eclipse Ti-E倒置荧光显微镜分别在40倍、100倍、200倍、400倍光镜及1000倍油镜下,记录游孢子从固着萌发到幼叶状配子体形成的动态变化,并运用实验生态学及形态学方法,设置不同的温度(15、20、25、30℃)、盐度(10、15、20、25、30、35、40)和日干露时间(对照、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 h)梯度,对固着游孢子进行培育,具体结果如下:1、宽礁膜游孢子的早期发生与幼配子体发育观察实验结果表明:宽礁膜配子体早期发育经过游孢子萌发、细胞分裂、单列丝状体形成、假根形成、叶状体形成等五个生长阶段。刚释放的游孢子细胞呈梨形或椭圆形,具四根鞭毛,在放散后前0-3 h运动能力最强,6 h后基本失去活力,鞭毛消失;刚固着的游孢子呈圆形或椭圆形,直径2.994±0.292μm,并有一红色眼点。游孢子固着后1-5 d为萌发期,主要进行细胞内物质积累及体积增大;第5 d开始第一次分裂,形成上下两个细胞,其中靠近基部细胞随着培养时间延长,逐渐向下延伸形成假根细胞;顶部细胞则继续单向分裂,形成单列丝状体,后经过横纵交替分裂扩展形成叶状体苗;宽礁膜配子体生长为散生长方式,无固定的生长点,藻体各部位细胞分裂速度依次为顶部中部基部。2、温度、盐度对宽礁膜配子体早期生长及发育的影响实验结果表明:不同温度培养条件下,在游孢子萌发和单列丝状体形成阶段(1~13 d),以20℃组配子体生长速度最快,平均相对生长率达16.7%,显著高于其它温度组(P0.05),随后从第15 d开始(此时主要进行幼叶状体的生长),15℃组相对生长率显著上升,并显著高于其它组(P0.05),且游孢子粘连现象发生较多。30℃组培养初期与15℃、25℃相对生长率差异不显著,但培养后期生长受到抑制,主要与高温引起的污损生物附着有关,且此时叶状体颜色发黄。低盐度组(10)宽礁膜游孢子不能正常萌发,但随着盐度的升高,叶状体发育趋于正常,藻体颜色从低盐度状态下发白、发黄变成浅绿或深绿,细胞间排列由稀疏逐渐变得紧密,其日相对生长速率在盐度为30时达到最大值,为12.76%,叶面积相对生长率为17.64%。随着盐度的继续升高,宽礁膜叶状体细胞间隙更小,叶状体生长速率下降,但其藻体发育颜色最深。此外高盐度条件下(40)游孢子不萌发的比例较高,具体表现为休眠状态,只完成细胞增大,不分裂。3、干露对宽礁膜配子体生长的影响实验结果表明:随着日干露时间增长其相对生长率呈先上升后下降的趋势,在日干露1.0 h达到最大值,为10.87%。同时,随着干露时间的延长,宽礁膜幼配子体叶绿素含量整体呈下降趋势,叶绿素a与叶绿素b比值(chl-a/chl-b)差异不显著,平均为0.472;短时间干露(0.5、1.0 h)对抗氧化酶活性(如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)影响不明显,随着干露时间延长抗氧化酶活性持续上升,在干露6.0 h过氧化氢酶活性开始下降;此外,随着干露时间的延长,藻体内脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质也呈现一定的变化趋势,其中可溶性蛋白含量在干露0.5、1.0 h与对照组差异显著,并呈下降趋势,干露2.0 h后蛋白质含量开始回升;脯氨酸含量变化趋势与可溶性蛋白较为接近,在干露0.5和1.0 h与对照组差异显著并低于对照组,随着干露时间延长脯氨酸含量与对照组差异不显著(P0.05),但较对照组含量较高;可溶性糖变化趋势与生长趋势呈负相关,其含量随时间延长呈上升趋势,当干露0.5、1.0、2.0 h时与对照组差异不显著,干露3.0 h后差异显著,从开始的7.5 mg/g上升到14.8mg/g,此时宽礁膜生长已开始受抑制,说明不同节律干露可溶性糖含量变化与配子体生长规律相一致。在干露5.0 h时可溶性糖含量出现低值,与对照组差异不显著。
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q945
【部分图文】：

图 1-1 宽礁膜叶状配子体（A）与囊状孢子体（B）Fig.1-1 Thalloid Gametophyte (A) and Cystic Sporozoites (B) of M. latissimum宽礁膜是典型的异型世代交替生活史[21,22]，即大型叶片状配子体（n）和微小球状孢子体（2n）的两种世代交替[22-24]（如图 1-1）。在我国南部，其大型叶状配子体出现在每年 12 月至 5 月间（水温在 18-25 ℃），其中，3-4 月为生长繁盛期，配子囊成熟后放散配子（n），并进行雌雄配子结合形成合子(2n)，进入微小球状孢子体阶段，附着在附着基质上，以孢子囊的方式度过高温夏季，初秋时开始成熟；

广东海洋大学硕士学位论文一端较粗，绿色，仍具有分裂能力，分裂速度较慢，分裂的细胞构成幼配子体基部，一般在幼叶状体时期开始后伸出假根丝，集结形成固着器。实验发现，假根丝细胞具有全能性，可再发育成独立叶状体。谢恩义[29]等描述了游孢子发育过程中存在聚集现象，可形成多个叶片和假根，陈美琴[51]在研究江蓠早期发育时曾指出释放附着的孢子密度较大时，相互靠近的孢子容易聚集共同形成盘状固着器，这与本研究观察结果相似，这种现象有助于增加幼体对附着基质的需求和固着强度，在进行海区栽培时不易脱苗。

图 2-2 宽礁膜配子体的早期发育（Ⅰ）A. 游孢子萌发（10×100 倍油镜）1.游孢子固着第 1 d；2.固着第 2 d；3.固着第 3 d；4.固着第 4 d；5.固着第 5 d；B.叶状体发育:6-8.单列丝状体苗，分别为 2 细胞苗、4 细胞苗、7 细胞苗；9-11.多列细胞苗；12.幼配子体；C.假根细胞：13.基部细胞；14.完整假根细胞。Fig.2-2 The Development and Growth of M. latissimum’s Gametocytes（Ⅰ）A. Development of M. latissimum zoospores (10×100 times the oil mirror) 1. Attaching on the 1std; 2. Attaching on the2ndd; 3. Attaching on the 3rdd; 4. Attaching on the 4thd; 5. Attaching on the 5thd; B. Development of thaulls: 6-8.Single filamentous with 2 Cells germling, 4 cells germling, 7 cells germling; 9-11. Multiple filamentous germlings; 12.Young M. latissimum gametocyte; C. Rhizoid cells: 13. Basal cell; 14. Whole rhizoid cell

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