陳書秀

山東東方海洋科技股份有限公司，山東煙臺264003

溫度對筒柱藻生長及其理化成分的影響

陳書秀

山東東方海洋科技股份有限公司，山東煙臺264003

本文探索了不同溫度對筒柱藻生長及其理化成分的影響。結果表明：筒柱藻適宜生長溫度范圍為15～30℃，其中最適生長溫度為30℃。筒柱藻在25℃時，葉綠素含量、胞外多糖達到最大值，而胞內蛋白及胞內多糖在30℃培養(yǎng)條件下達到最大值。

筒柱藻；溫度；生長；理化成分

筒柱藻（cylindrotheca fusiformis）隸屬于硅藻門（Bacillariophyta），殼縫綱（Bacillariphyceae），殼縫亞綱 （Bacillariphycidace），硅藻目 （Bacill?ariales），硅藻科（Bacillariaceae），筒柱藻屬（Cylin?drotheca），它是一種菱形的底棲硅藻，在剛退潮的海泥表面可見，呈一層深黃色類似油狀的物質，實驗室中經(jīng)分離純化的筒柱藻在充氣條件下可以像浮游微藻一樣以單個細胞的形態(tài)生長繁殖，且生長速度快、抗逆性強、營養(yǎng)豐富。

在水產養(yǎng)殖業(yè)中，海產底棲硅藻是一些名貴水產動物苗種如鮑、海參等的重要餌料，在鮑魚育苗中體長5mm以下的稚鮑以及海參育苗中體長2mm以下的稚參都以底棲硅藻為主要的開口餌料［1］，因此優(yōu)良底棲硅藻餌料對海洋經(jīng)濟動物的苗種生產具有重要的意義。蘭嵐等［2］研究表明，在流加-連續(xù)培養(yǎng)條件下，筒柱藻粗蛋白含量較高，達到31．96%，氨基酸種類齊全，必需氨基酸（EAA）占粗蛋白的30．79%，呈味氨基酸占粗蛋白的42．12%，粗脂肪含量為12．25%，完全符合作為水產動物苗種餌料。類似的相關研究［3～6］都顯示筒柱藻營養(yǎng)豐富，油脂含量高的優(yōu)點。近幾年來國內學者開始對筒柱藻的胞外多糖及培養(yǎng)條件優(yōu)化等方面開始進行研究，如刁永芳等［7］研究了各營養(yǎng)鹽含量對筒柱藻葉綠素熒光參數(shù)的影響，陳長平等［8］對該藻胞外多聚物進行了研究，發(fā)現(xiàn)筒柱藻除油脂外其他物質的含量很豐富和全面，并且培養(yǎng)方式更加簡單易行。但到目前為止，還未見不同溫度對筒柱藻生長及理化特性的影響的報道。本實驗主要研究溫度對筒柱藻生長及理化成分的影響，找出筒柱藻的最適培養(yǎng)溫度，為其作為實用經(jīng)濟藻類的規(guī)模培養(yǎng)及應用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 實驗材料

筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis），由中國海洋大學微藻種質庫提供。

1．2 微藻培養(yǎng)條件

藻種在250mL的三角燒瓶中進行培養(yǎng)，采用f／2培養(yǎng)基，將處于指數(shù)生長期的藻種10 mL接種到新配制的f／2培養(yǎng)基中，培養(yǎng)液終體積為200 mL，起始接種密度為10．53×104／mL。培養(yǎng)條件為溫度20℃，鹽度31，光照強度5 000Lux，24 h連續(xù)光照。

1．3 溫度處理

除培養(yǎng)溫度外，其他培養(yǎng)條件與藻種培養(yǎng)條件相同，溫度分別設定為15℃、20℃、25℃、30℃和35℃，每個溫度設3個平行組。培養(yǎng)過程不充氣，每日隨機調換三角瓶并搖動3～5次。培養(yǎng)周期為10 d，每隔1 d定時測定細胞密度，培養(yǎng)第10 d時收獲藻種，測葉綠素含量、胞內蛋白、胞外多糖及胞內多糖含量。

1．4 參數(shù)測定

細胞密度測定：血球計數(shù)板法。

細胞內外理化成分的測定：總葉綠素采用丙酮法［9］，蛋白質含量采用考馬斯亮藍法［9］，胞內及胞外總糖含量采用蒽酮-硫酸法［9］。

1．5 數(shù)據(jù)的處理

采用Excel軟件作圖，應用SPSS11．5軟件分別進行單因子方差分析和多重比較（P＜0．05表示差異顯著）。

2 結果與分析

2．1 溫度對筒柱藻生長的影響

由圖1可以看出，筒柱藻較適宜生長的溫度范圍為15～30℃，其中最適生長溫度為30℃，在此溫度條件下，生長速率及最終細胞密度都顯著高于其他各組。15℃條件下，筒柱藻生長周期中延緩期較長，但最終細胞密度與20℃實驗組無顯著差異。當培養(yǎng)溫度為35℃時，藻細胞密度迅速下降，藻體色素逐漸變淺，培養(yǎng)至第 6 d全部死亡。

圖1 溫度對筒柱藻生長的影響Fig．1 Effects of temperature on growth of cylindrotheca fusiformis．

表1 溫度對筒柱藻理化成分的影響Table 1 Effects of temperature on physiological biochemical compositions of cylindrotheca fusiformis．

2．2 溫度對筒柱藻理化成分的影響

溫度對筒柱藻理化成分的影響見表1。單因子方差分析結果表明，整個培養(yǎng)周期中，溫度對筒柱藻各理化成分（葉綠素含量、胞內蛋白、胞內多糖、胞外多糖含量）均有顯著影響（P＜0．05）。多重比較結果表明，筒柱藻葉綠素含量、胞外多糖、胞內多糖、胞內蛋白含量均隨溫度的變化呈現(xiàn)低高低的變化趨勢。在25℃時，葉綠素含量、胞外多糖達到最大值，而胞內蛋白及胞內多糖卻是在30℃培養(yǎng)條件下達到最大值。

3 討論

影響底棲硅藻生長的因素有很多，比如營養(yǎng)鹽配方、光照和鹽度等。溫度變化對底棲硅藻生長影響尤為明顯，其變化可迅速影響藻細胞新陳代謝和生長繁殖，研究表明，大多數(shù)硅藻的適溫范圍在10～25℃［10～13］。溫度過高或過低都會對底棲硅藻的生長造成危害，高溫對藻細胞可造成化學性的和不可逆的破壞；低溫則會對藻細胞造成機械性的破壞。梁英等［10，12］研究了溫度對三角褐指藻及小新月菱形藻生長的影響，這兩種藻類的最適溫度為20℃。陳書秀等［13］研究發(fā)現(xiàn)一種底棲硅藻谷皮菱形藻的最適溫度為20℃。本實驗結果表明，筒柱藻生長最適溫度為30℃，是一種耐高溫的底棲硅藻，解決了目前常用餌料如小新月菱形藻等因不耐高溫導致育苗期間供不應求的情況。

底棲硅藻理化成分的合成也存在一個適宜的溫度，且因品種而異。陳書秀等［13］研究表明，谷皮菱形藻在最適溫度20℃條件下，其胞內蛋白、胞內多糖等都達到最大值。張欣華等［14］發(fā)現(xiàn)小球藻和湛江等鞭金藻在25℃時胞內多糖含量最高，而小新月菱形藻和鹽藻15℃條件下胞內多糖含量達到最大值。邢榮蓮［9］發(fā)現(xiàn)，低溫條件下，8種底棲硅藻細胞總脂肪含量高于最適生長溫度條件下的含量。周洪琪［15］研究表明，鏟狀菱形藻在10℃時的總脂肪含量最高，新月菱形藻的總脂肪含量隨溫度增加而上升。本實驗結果表明，筒柱藻在最適生長溫度30℃培養(yǎng)條件下，胞內蛋白和胞內多糖含量最高，而在25℃時，胞外多糖達到最大值，這與陳書秀等［13］對谷皮菱形藻的研究結果有一定差異，也同時表明了筒柱藻較其他底棲硅藻附著性差的原因，胞外多糖釋放的越多，越有利于細胞間粘合在一起，從而有利于細胞的附壁生長，筒柱藻在最適溫度下胞外多糖的釋放量較少，更有利于充氣條件下細胞的浮游培養(yǎng)，更有利于大規(guī)模高密度培養(yǎng)，解決了底棲硅藻不適合大規(guī)模培養(yǎng)的難題。

海洋底棲硅藻是許多海產經(jīng)濟動物苗種生產過程中的重要餌料［1］，底棲硅藻不但可誘導鮑魚幼蟲的附著，其胞外釋放物也是幼鮑后期長到800μm時的重要食物。筒柱藻長55μm左右，是一種附著性較差的底棲硅藻，本實驗表明，在適宜溫度條件下，可釋放大量的胞外多糖。梁英等［3，4］研究表明，筒柱藻富含多種不飽和脂肪酸，且EPA、DHA的含量豐富，具有易培養(yǎng)，耐污染、易收獲等優(yōu)點，有望成為水產動物如親貝、鮑魚的優(yōu)質餌料。

［1］ 湯寧．8種底棲硅藻生化成分的研究［D］．遼寧大連：大連理工大學，2008，2-3．

［2］ 蘭嵐，王巧晗，郝勇，等．流加-連續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻營養(yǎng)成分分析［J］．中國海洋大學學報，2012，42（6）：68-72．

［3］ 梁英，麥康森，孫世春，等．對筒柱藻屬33株總脂含量及脂肪酸組成的比較研究［J］．青島海洋大學學報：自然科學版，1999，29（3）：457-462．

［4］ 梁英，麥康森，孫世春，等．鹽度對六株硅藻生長及脂肪酸組成的影響（英文）［J］．海洋湖沼通報，2000，18（4）：53 -62．

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［14］ 張欣華，楊海波，于 媛，等．不同培養(yǎng)條件對海洋微藻多糖含量的影響［J］．生物學雜志，2000，17：17-18．

［15］ 周洪琪，Renaud SM，parry D L，等．溫度對新月菱形藻、鏟狀菱形藻和把夫藻的生長、總脂肪含量以及脂肪酸組成的影響［J］．水產學報，1996，20（3）：235-240．

Effects of Tem perature on Grow th and Physiological Biochem ical Com positions of Cylindrotheca fusiform is

CHEN Shu?xiu
Shandong Oriental Ocean Group Co．Ltd．，Shandong Yantai264003，China

Effects of temperature on growth and physiological biochemical compositions of cylindrotheca fusiformis were studied．The results indicated that the optimal growth temperature range for cylindrotheca fusiformis was 15～30℃．The optimal growth temperature under the experimental conditions was 30℃．The contents of the chlorophyll and the extracellular polysaccharide gained maximum level at 25℃，but the intracellular protein and the intracellular polysaccharide gained maximum level at 30℃．

Cylindrotheca fusiformis；temperature；growth；biochemical compositions

10．3969／j．issn．2095?2341．2013．05．11

2013?07?30；接受日期：2013?09?10

國家863計劃項目（2012AA100806）資助。

陳書秀，水產工程師，碩士，主要從事微藻生理生化研究。E?mail：chenshuxiu124＠163．com