古海尼沙·買買提，吉米拉木·加馬力， 帕孜來(lái)提·拜合提

(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 烏魯木齊 830046)

隨著自然資源的開(kāi)發(fā)利用，土地荒漠化和環(huán)境質(zhì)量惡化已成為人類共同面臨的問(wèn)題，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造沙漠，防沙治沙，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是最重要的任務(wù)[1-3]。干旱荒漠地區(qū)形成的藻結(jié)皮保留水分，不僅有效地阻擋了流沙的運(yùn)動(dòng)，也為高等植物生長(zhǎng)創(chuàng)造了生存環(huán)境。當(dāng)沙面形成結(jié)皮時(shí)，表面粗糙度增加，風(fēng)阻力顯著提高，從而降低了流沙，漸趨穩(wěn)定，達(dá)到固沙治沙的目的[4-6]。藻類的分泌物和胞外多糖使藻絲體與沙粒纏繞在一起，形成一層致密的防腐蝕層，提高沙土表面的穩(wěn)定性和抗風(fēng)蝕能力[7]。

具鞘微鞘藻是荒漠干旱地區(qū)的代表性藻類物種，適應(yīng)在嚴(yán)重缺水、營(yíng)養(yǎng)缺乏、沙層流失等極端環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖，通過(guò)藻絲體把松散的沙土粘在一起提高沙土的團(tuán)聚力，對(duì)藻結(jié)皮的形成發(fā)育過(guò)程有重要的意義[8-10]。普通念珠藻在提高沙土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及沙土肥力，保持水土，防止風(fēng)蝕，固定流沙等方面也起到了一定作用[11]。

菌藻共生的特殊生物——地衣中的共生藻類(photobiont)，雖然僅占地衣體的10%，通過(guò)光合作用為占地衣體90%的地衣共生菌(mycobiont)制造碳水化合物，在地衣型真菌的生存以及地衣生物整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建中起著不可忽視的重要作用[12-14]。為了深入了解地衣共生藻的種類、生物特性和應(yīng)用價(jià)值，本研究以地卷中分離的2種共生藻為研究材料，對(duì)藻結(jié)皮形成條件進(jìn)行研究，該研究在地衣體內(nèi)藻類資源的挖掘和開(kāi)發(fā)利用中具有一定的參考價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 材 料

以儲(chǔ)存于試驗(yàn)室-20 ℃冰箱內(nèi)的2種地卷屬地衣即地卷(Peltigerarufescens)和平盤(pán)軟地卷(P.elisabethae)為研究材料，采集于新疆烏魯木齊市南山八一林場(chǎng)，海拔高度為1 766～2 200 m，進(jìn)行了共生藻的分離培養(yǎng)。

1.2 地衣共生藻的分離培養(yǎng)

稱取適量的地衣體并切成小塊，自來(lái)水沖洗約1 h，75%乙醇處理5 min，無(wú)菌水清洗3遍，在無(wú)菌條件下放入研缽中充分研磨 (10 min)。把勻漿液涂布在已制備好的BGII[15]固體培養(yǎng)基中。定期觀察地衣共生藻的生長(zhǎng)情況，劃線法轉(zhuǎn)接培養(yǎng)進(jìn)行純化并在顯微鏡下觀察形態(tài)特征，描述并拍照。

1.3 地衣共生藻的分子鑒定

分離培養(yǎng)獲得的地衣共生藻DNA用上海生工DNA提取試劑盒(EZ-10 Spin Column Genomic DNA Isolation Kit BS423)提取，rDNA-ITS序列的擴(kuò)增引物為藍(lán)藻ITS1(5′-TGTACACACCGACC-GTC-3′)和ITS2(5′-CTCTGTGCCTAGGTATCC-3′)，測(cè)序結(jié)果NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)Blast比對(duì)分析， Mega 7軟件ML法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)[16]。

1.4 形成人工藻結(jié)皮條件的研究

1.4.1人工藻結(jié)皮的培養(yǎng)先把處理后的土樣平鋪(厚度<1)在烘箱中，溫度調(diào)為95 ℃，烘5 h，再將滅菌后的土樣冷卻并分裝在16 cm×10 cm的塑料盒中。在無(wú)菌條件下準(zhǔn)備的2種藻種[I1b具鞘微鞘藻(Microcoleusvaginatus)和 L2念珠藻(Nostocsp.)]分別均勻地噴灑在土樣表面，另外將具鞘微鞘藻和念珠藻的藻培養(yǎng)物以不同的比例充分混勻(按鮮重計(jì))后噴灑在土樣表面。將接種后的塑料盒置于光照培養(yǎng)架[(25±5) ℃，1 000～2 000 Lx，光周期12 h/12 h]上進(jìn)行人工藻結(jié)皮培養(yǎng)。每天早上9:00把每個(gè)接種過(guò)的處理組放在電子天平上稱重，并用少量微噴補(bǔ)足方法來(lái)澆水。每隔7 d補(bǔ)充1次BGⅡ營(yíng)養(yǎng)液(方法跟補(bǔ)水法一致)，補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)液的當(dāng)天不要加水。

1.4.2人工藻結(jié)皮試驗(yàn)條件的設(shè)置本研究以沙土含水量、接種量(以葉綠素a含量計(jì))和混合藻比例為主要因子，研究其對(duì)人工藻結(jié)皮形成的影響。其中，沙土含水量設(shè)置5個(gè)水平，分別是0%(CK)、5%、10%、15%和20%；接種量也設(shè)置5個(gè)水平，分別是0(CK)、5、10、15和20 μg/cm2；混合藻類構(gòu)成比例(具鞘微鞘藻：念珠藻)設(shè)置3個(gè)水平，分別是1∶1(CK)、1∶3和3∶1。在處理每一個(gè)因子時(shí)，其他因子均固定，每一個(gè)因子重復(fù)3次。

1.4.3藻結(jié)皮生物量的測(cè)定分別于試驗(yàn)第0、5、10、15、20、25、30天，收集結(jié)皮塊4 cm2，去除底層沙粒, 放入10 mL離心管中，加入5 mL 95%乙醇并振蕩，置于黑暗處室溫下過(guò)夜，8 000 r/min離心機(jī)上離心5 min，取上層清液，分別測(cè)定吸光度值OD665和OD649，最后計(jì)算出 1 cm2的結(jié)皮塊樣本所包含的葉綠素a含量，即視為藻結(jié)皮生物量，公式如下：葉綠素a含量=5/4(13.95OD665-6.8OD649)[17]。

1.4.4藻結(jié)皮超微結(jié)構(gòu)的觀察人工藻結(jié)皮顯微結(jié)構(gòu)用Motic 400 L 數(shù)碼體式顯微鏡對(duì)觀察，并拍照。應(yīng)用S-570 型掃描電子顯微鏡觀察藻結(jié)皮的超微結(jié)構(gòu)，并照相。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 22.0軟件完成，利用Duncan方法進(jìn)行差異顯著性的比較。并用Excel 2010來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)和制作圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 分離培養(yǎng)地衣共生藻的形態(tài)鑒定

從平盤(pán)軟地卷中分離得到共生藻I1b，從地卷中分離得到共生藻L2，二者的形態(tài)特征均類似原核生物藍(lán)藻(圖1)。其中，藻株I1b為多細(xì)胞，絲狀體，集聚成群，通常不分枝，不具有異形胞，藻絲有鞘[18]，主要形態(tài)特征與顫藻科(Oscillatoriaceae)微鞘藻屬(Microcolus)具鞘微鞘藻相一致(圖1，A)。而藻珠L(zhǎng)2的藻絲為較深的綠色，無(wú)真分枝或偽分枝，具有異形胞，藻絲念珠狀，幼體球形，成熟后擴(kuò)展為扁平或波狀片體有時(shí)邊緣呈不規(guī)則撕裂狀，有的有穿孔。主要形態(tài)特征與念珠藻科(Nostocaceae)念珠藻屬(Nostoc)的種類較為相近(圖1，B)。

2.2 地衣共生藻的分子鑒定

2種藻ITS 序列的Blast比對(duì)結(jié)果顯示I1b與具鞘微鞘藻, L2與念珠藻屬均具有97%的相似度。

A. I1b ；B. L2圖1 分離培養(yǎng)的共生藻的顯微結(jié)構(gòu) (10×40)Fig.1 Microscopic structures of lichen photobionts (10×40)

用Mega 7軟件 ML法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析結(jié)果可見(jiàn)，I1b以100%支持率與具鞘微鞘藻聚類在一個(gè)分支，說(shuō)明其親緣關(guān)系很近；L2與念珠藻屬聚類在一個(gè)分支，支持率為93%(圖2)。

2.3 沙土含水量對(duì)2種藻的人工藻結(jié)皮中生物量的影響

2.3.1具鞘微鞘藻生物量隨著沙土含水率的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)，人工藻結(jié)皮中具鞘微鞘藻的生物量不斷增加積累。接種第10天后，不同的沙土水分處理組開(kāi)始形成肉眼能看到的藻類結(jié)皮；第20天后，具鞘微鞘藻結(jié)皮層厚度大量增加，及其生物量水平逐漸趨于穩(wěn)定。

方差檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同沙土含水量對(duì)具鞘微鞘藻生物量的影響極顯著(F=11.226，P<0.01)。接種后第15天CK處理組發(fā)現(xiàn)藻類生物量的最小值0.646 μg/cm2，第25天15% 處理組中(圖3)出現(xiàn)最大值(11.34 μg/cm2)。10%、15%和20%處理組，藻類生物量顯著高于5%與0%(CK)處理組。沙土含水量為15%時(shí)，藻類的生物量大，但沙土含水量20%時(shí)藻生物量未繼續(xù)增加，反而略有下降，說(shuō)明過(guò)量的沙土水分含量不一定有利于藻結(jié)皮中藻類的生長(zhǎng) (表1)?？梢?jiàn)，人工藻結(jié)皮形成過(guò)程中，具鞘微鞘藻生物量與沙土含水量(0%～15%)呈正相關(guān)，而且沙土含水量15%時(shí)具鞘微鞘藻的生物量顯著增高，考慮到沙漠地區(qū)的供水不足，沙土含水量10%時(shí)也可形成較理想的藻結(jié)皮層。

表1 不同沙土含水量下具鞘微鞘藻和念珠藻平均生物量的變化

圖2 分離培養(yǎng)藍(lán)藻類藻種的 rDNA-ITS序列的ML 進(jìn)化樹(shù)Fig.2 The ML evolution tree of rDNA-ITS sequence of lichen photobionts

初始接種量為5 μg/cm2；藻生物量用葉綠素a含量表示；不同小寫(xiě)字母表示同一時(shí)間不同處理間差異顯著(P≤0.05)。圖4同圖3 不同沙土含水量下具鞘微鞘藻生物量的變化The initial amount of inoculation is 5 μg/cm2；Algal biomass is expressed by chlorophyll a content；Different letters mean the significant difference between treatments at the level of 0.05. The same as Fig.4Fig.3 The biomass of M. vaginatus under different soil water content

圖4 不同沙土含水量下念珠藻生物量的變化Fig.4 The biomass of Nostoc sp. under different soil water content

2.3.2念珠藻生物量藻接種第20天后，10%、15%、20%的處理組可見(jiàn)藻結(jié)皮形成，第20天后，念珠藻的厚度顯著增加，生物量總體水平逐漸穩(wěn)定。方差檢驗(yàn)結(jié)果表明，(F=3.675，P<0.05)不同沙土含水量對(duì)念珠藻的藻結(jié)皮生物量影響顯著(圖4)。接種第15天的CK(0%)處理組中發(fā)現(xiàn)藻類生物量的最小值為0.089 μg/cm2，最大值(2.849 μg/cm2)出現(xiàn)在第20天的20%處理組(圖4)。15%和20%處理組的藻類生物量大于CK(0%)、5%和10%處理組(表1)。20%、15%處理組間無(wú)明顯顯著差異，20%與5%、0%(CK)處理組間有顯著差異。結(jié)果表明，念珠藻藻結(jié)皮形成，沙土含水量的增加對(duì)藻類生物量起著重要的作用。隨著含水量的增加生物量也增加，沙漠地區(qū)的供水不足條件下，10%沙土含水量條件下，也可產(chǎn)生較理想的藻結(jié)皮。

2.4 接種量對(duì)2種藻的人工藻結(jié)皮中生物量的影響

2.4.1接種量對(duì)具鞘微鞘藻生物量的影響具鞘微鞘藻接種量與形成的藻結(jié)皮中藻類的生物量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性(圖5)。生物量的快速增加趨勢(shì)可以從接種后的第5天開(kāi)始明顯，可觀察到第一個(gè)高峰，10、15和20 μg/cm2的處理組形成可見(jiàn)的藻結(jié)皮；第二次高峰值出現(xiàn)在接種后第15天，而且藻結(jié)皮厚度明顯增加。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)藻類整體生物量水平逐漸穩(wěn)定，但接種后30 d 生物結(jié)皮中藻類的生物量開(kāi)始下降。

方差檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同接種量對(duì)藻結(jié)皮生物量的影響顯出極顯著(F=13.903，P<0.01)。由表2可知，0(CK)與5、10、15、20 μg/cm2處理組之間有顯著差異；處理組5 μg/cm2與15、20 μg/cm2之間也存在差異；藻結(jié)皮生物量的大小可以排到20>15>10>5>0(CK)μg/cm2。藻類生物量最大值(10.941 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第20天的接種量為20 μg/cm2處理組，最小值(0.332 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第5天的接種量為0(CK)處理組(圖5)。這表明，隨著具鞘微鞘藻的藻類接種量的增加其生物量也增加。15和20 μg/cm2處理下的生物量平均值接近于最早的初始接種量，因此10 μg/cm2接種量選擇為最佳接種量。

2.4.2接種量對(duì)念珠藻藻生物量的影響結(jié)果可知，隨著時(shí)間的推移念珠藻的接種量增加其生物量也越來(lái)越增加，表現(xiàn)出上升趨勢(shì)(圖6)。接種第5天后，念珠藻的生物量迅速增加達(dá)到第一個(gè)高峰，第20天達(dá)到第二個(gè)高峰值，逐漸趨于穩(wěn)定，第30天后藻類生物量開(kāi)始下降。

方差檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同接種量處理的念珠藻生物量的影響極顯著(F=9.377,P< 0.01)。由表2可知:0(CK)與5、10、15、20 μg/cm2處理間均有顯著差異，5、10(μg/cm2)與15、20(μg/cm2)處理間也存在顯著差異。5和10(μg/cm2)之間無(wú)顯著差異。各處理組的念珠藻生物量的大小為20>15>

10>5>0(CK) μg/cm2。念珠藻生物量最大值(5.091 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第20天的接種量為20 μg/cm2處理組，最小值(0.121 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第5天的0(CK)μg/cm2處理組(圖6)。綜上所述，念珠藻接種量的增加使人工結(jié)皮中藻生物量增加。20 μg/cm2處理下念珠藻生物量最高，但考慮到荒漠的實(shí)際情況，所以10 μg/cm2被認(rèn)為是較合適的接種量。

表2 不同接種量下具鞘微鞘藻和念珠藻平均生物量的變化

沙土含水量為10%，不同字母表示不同的處理間在0.05水平差異顯著。圖6同圖5 不同接種量下具鞘微鞘藻生物量的變化The soil water content is 10%; different letters indicate significant difference at 0.05 level between treatments. The same as Fig.6Fig.5 The biomass of M. vaginatus under different inoculation amounts

圖6 不同接種量下念珠藻生物量的變化Fig.6 The biomass of Nostoc sp. under different inoculation amounts

沙土含水量為10%；1∶1、1∶3、3∶1分別表示具鞘微鞘藻∶念珠藻的混合比例；人工藻結(jié)皮中生物量用葉綠素a含量表示；不同字母表示同一時(shí)間不同處理間差異顯著(α=0.05)。下同圖7 不同比例混合藻種對(duì)人工藻結(jié)皮中生物量的影響The soil water content is 10%；1∶1, 1∶3 and 3∶1 indicate the mixing ratio of Microcystis vaginatus∶ Nostoc sp., respectively; the biomass of artificial algae crust is expressed by chlorophyll a content； different letters indicate significant difference at 0.05 level between treatments. The same as belowFig.7 Effect of different proportions of two mixed species on biomass in artificial algal crust

2.4.32種混合藻種不同比例構(gòu)成對(duì)人工藻結(jié)皮中生物量的影響不同比例的具鞘微鞘藻與念珠藻混合藻接種量對(duì)藻結(jié)皮中藻類生物量產(chǎn)生不同的影響(圖7)。具鞘微鞘藻和念珠藻比例為3∶1處理組接種后第25天，結(jié)皮中藻生物量達(dá)到最大；1∶1處理組的藻類生物量接種第10天后逐漸增加，也是第25天達(dá)到了最大值；1∶3處理組中生物量增加不明顯。檢驗(yàn)結(jié)果表明，混合藻比例構(gòu)成藻結(jié)皮的藻類生物量有顯著的差異(F=8.288，P<0.05)。利用不同比例的混合藻形成藻結(jié)皮時(shí)，藻生物量的最大值(11.917 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第25天的3∶1處理組。最小值(1.638 μg/cm2)出現(xiàn)在接種后第10天的1∶3處理組。由表3可知，3∶1處理組與1∶1、1∶3處理組的藻類生物量有顯著差異(圖7)。1∶1處理組與1∶3處理組生物量也有顯著差異。各處理組的藻類生物量大小依次為藻混合比列3∶1>1∶1>1∶3。這說(shuō)明，一定比例的具鞘微鞘藻對(duì)藻類生物量的增加有顯著影響。

2.5 人工藻結(jié)皮超微結(jié)構(gòu)的觀察

掃描電鏡觀察藻結(jié)皮的超微結(jié)構(gòu)結(jié)果(圖8)顯示，培養(yǎng)時(shí)間達(dá)20 d 時(shí)，沙土含水量和2種藻混合比例等因素對(duì)形成的藻結(jié)皮中藻類的形態(tài)結(jié)構(gòu)存在一定的影響。2種藻分別用不同沙土含水量處理時(shí)，CK組在裸沙中基本上為松散的沙粒，很少發(fā)現(xiàn)絲狀藻類(圖8，a和c)，隨著澆水量的增加結(jié)皮中藻絲明顯發(fā)達(dá)，能更好地把沙粒纏繞在一起，藻絲同時(shí)分泌大量的胞外多糖(圖8，b和d)。2種藻分別用不同藻接種量處理時(shí)，CK組無(wú)結(jié)皮形成，沙粒表面的微形態(tài)排列松散，根本觀察不到絲狀藻類的出現(xiàn)(圖8，e和g)；當(dāng)達(dá)到合適的接種量時(shí)，沙?？芍饾u發(fā)育成藻結(jié)皮, 絲狀藻類明顯增多，能把更多的沙粒纏繞一起，而且可以看出藻結(jié)皮有固定沙粒的效果(圖8, f和h)?；旌蠘?gòu)成藻比例(3∶1)的處理組中看出來(lái)，與單一種藻類構(gòu)成的藻結(jié)皮相比，2種混合藻的藻結(jié)皮更多，混合藻種比單一藻種更容易形成荒漠藻結(jié)皮(圖8, i和j)。

表3 混合藻種不同比例構(gòu)成對(duì)人工藻結(jié)皮中平均生物量的影響

3 討 論

地衣是菌藻共生并經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的生物演化形成的，具有高度遺傳穩(wěn)定性的特殊生物。目前地衣學(xué)家公認(rèn)地衣并非是低等植物，地衣的學(xué)名、分類地位、外部形態(tài)均由共生菌決定，因此地衣的系統(tǒng)學(xué)本質(zhì)應(yīng)歸屬于真菌。但Vernon Ahmadjian 等研究指出，通過(guò)光合作用為地衣型真菌的生存提供所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的共生藻，雖然僅占地衣體的10%，但可能具有與共生菌同等重要的生理功能[19]，因此地衣共生藻物種多樣性及其與地衣共生菌的互惠共生，協(xié)同進(jìn)化機(jī)制的研究成為了國(guó)外地衣學(xué)家關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一[20-25]。

a～d.不同沙土含水量藻結(jié)皮超微結(jié)構(gòu):a、c.藻I1b和L2的對(duì)照組，b、d.沙土含水量為20%時(shí)，藻I1 b和L2的發(fā)達(dá)藻絲體胞外分泌物對(duì)沙粒的粘結(jié)、束縛作用最明顯；e～h.不同藻接種量藻結(jié)皮超微結(jié)構(gòu):e、g.藻I1b和L2的對(duì)照組， f、h.藻I1b和藻L2的最佳條件即10 μg/cm2；i、j. 2種混合藻比例下藻結(jié)皮超微結(jié)構(gòu):i.I1b: L2為1∶3, j.I1b: L2為3∶1圖8 藻結(jié)皮樣品超微結(jié)構(gòu)a-d. Represent the effects of soil water contents to the ultrastructure of crust: a and c.Control of I1b and L2; b and d.Sandy soil particles were sticked together by lots of I1b and L2 algal filaments and their secretory products under 20% soil water content; e-h. Represent the effects of different algae inoculum doses to the ultrastructures of crust: e and g.Control of algae I1b and L2; f and h. Optimal conditions for algae I1b and L2 respectively, that is 10 μg/cm2; i and j. Represent the effects of mixed algae ratio to the ultrastructure of crust: i. I1b: L2 is 1∶3; j. I1b: L2 is 3∶1Fig.8 Microstructures of various algal crust samples

具鞘微鞘藻和念珠藻是地衣共生體中較為重要的2類藍(lán)藻。藍(lán)藻是生物結(jié)皮中的先鋒生物，具鞘微鞘藻是荒漠藻結(jié)皮最主要的優(yōu)勢(shì)物種，在藻結(jié)皮的形成和發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用[26-27]。念珠藻是人體蛋白的極好來(lái)源，也能產(chǎn)生許多珍稀天然活性物質(zhì)，在醫(yī)藥、食品、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領(lǐng)域具有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

水分的極度短缺，營(yíng)養(yǎng)不足是干旱、半干旱地區(qū)最為顯著的生態(tài)特征。水分對(duì)沙漠生物的生長(zhǎng)中起重要作用[28]。當(dāng)裸沙表面藻類生物量達(dá)到一定水平時(shí)，可以形成可見(jiàn)的藻結(jié)皮，隨著接種量的增加藻類生物量的積累也隨之增加。研究結(jié)果表明，在一般條件下裸沙表面不產(chǎn)生藻結(jié)皮，生物量也很低。當(dāng)沙土含水量低于5% 時(shí)，不僅不能有效地形成藻結(jié)皮，而且原有結(jié)皮厚度也不再增加。在干旱期間，具鞘微鞘藻和念珠藻對(duì)外界環(huán)境不表達(dá)生理活動(dòng)，只有沙土含水率達(dá)到一定程度時(shí)，可以為2種藻類提供濕潤(rùn)環(huán)境，能夠維持藻絲的正常生理活動(dòng)，相應(yīng)地能提高其生物量。研究結(jié)果表明，在一般條件下裸沙表面不產(chǎn)生藻結(jié)皮，生物量也很低；當(dāng)2種藻類的沙土含水率高于10% 時(shí)，生物量也增加，與黃文福等[29-30]的研究相一致。沙土所含水分的增加也能增高藻類的生物量。鄭云普等[31]研究指出，藻初始接種量的增加可以促進(jìn)生物結(jié)皮中生物量的積累，但量超過(guò)了一定值的時(shí)候生物結(jié)皮中藻類生物量不一定繼續(xù)增加。

因?yàn)殡S著藻量和密度的增加，光源之間出現(xiàn)相互屏障，就無(wú)法照射到細(xì)胞，對(duì)光合作用有利的光強(qiáng)就減弱會(huì)導(dǎo)致藻類生物量的增殖率下降。早期裸沙表面由于營(yíng)養(yǎng)不良，未能提供2種藻類所需補(bǔ)充的營(yíng)養(yǎng)，可能導(dǎo)致部分藻絲體的衰亡抑制生物量的增加，后面藻類生物量也越來(lái)越穩(wěn)定。2種混合藻構(gòu)成的藻結(jié)皮生物量的影響中，具備了一定比例的2種藻之間有互惠互利作用。具鞘微鞘藻的量達(dá)到一定程度的時(shí)候，促進(jìn)藻結(jié)皮的快速形成和生物量的增加。與沙土含水量，接種量對(duì)單一藻種的藻結(jié)皮生物量的影響相比，2種混合藻種的藻結(jié)皮生物量的影響更明顯。

從本研究結(jié)果可以看出，具鞘微鞘藻比念珠藻在適應(yīng)荒漠環(huán)境、產(chǎn)生更多藻絲、快速形成藻結(jié)皮、提高沙土表面顆粒團(tuán)聚力等方面較強(qiáng)。具鞘微鞘藻對(duì)沙粒有更高的藻束縛作用，捆綁流動(dòng)沙粒形成致密層等特征占了主導(dǎo)地位[32]。本研究中固定其他因子的條件下，構(gòu)成混合藻比例隨著具鞘微鞘藻量的增加藻結(jié)皮的生物量也增加。混合藻比例中3∶1也就是具鞘微鞘藻量多的試驗(yàn)組生物量顯出最高趨勢(shì)。適量的念珠藻也能對(duì)藻結(jié)皮的形成以及藻類生物量的增高有利。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)形態(tài)鑒定，基于ITS基因序列比對(duì)及構(gòu)建的ML系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，分析確定了分離于2種地卷的2株地衣共生藻的分類地位均屬于藍(lán)藻門(mén)，其中分離自平盤(pán)軟地卷的地衣共生藍(lán)藻屬于微鞘藻屬，分離自地卷的共生藻屬于念珠藻屬。具鞘微鞘藻和念珠藻在試驗(yàn)室模擬的荒漠極端環(huán)境中形成人工結(jié)皮的最適合的沙土含水量為10%，接種量為10 μg/cm2。2種藻混合接種的最適比例為3∶1(具鞘微鞘藻：念珠藻)。