季高华，许 莉，王丽卿

（上海海洋大学水产与生命学院，农业部水产种质资源与养殖生态重点开放实验室，上海 201306）

近年来，我国有80%以上的湖泊面积面临水华的威胁，多种藻类均能大量繁殖形成水华；铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）是其中最典型且常见的水华种类，不仅经常在湖泊中形成水华，在淡水养殖池塘中也很常见。对铜绿微囊藻的生长、抑制机理的探索一直是一个研究热点。影响铜绿微囊藻生长的环境因子众多，对其研究也较多[1-7]，而在河口区及滨海区，盐度对铜绿微囊藻的分布和生长也起着重要的影响，但对于此方面的研究少见报道。

对于盐度与藻类的关系，相关研究大致可分为两方面。一是不同盐度对藻类生长的影响，此类研究比较多。Barron等（2002）研究了不同营养条件下盐度对浮游植物特别是固氮蓝藻生长的影响，发现在高营养水平下盐度对浮游植物生长的影响更明显[8]。Taylor等研究了8种绿藻在不同盐度下的生长速率，发现有的藻类在6.8～27.2 PSU（实际盐度单位）生长最快，而有的藻类只能耐受0～3.4 PSU的盐度[9]；徐宁等研究了盐度对锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoided）生长的影响，发现盐度为25 g/L是锥状斯氏藻的最佳生长条件，此时种群比生长率和最大细胞数达到最高[10]。二是藻类对盐度的生理反应，如Jiménez和Niell研究了盐度对绿色杜氏藻（Dunaliella viridis）叶绿素合成的影响，发现在氮缺乏和高盐度下，叶绿素a和叶绿素b的含量都有下降，但是叶绿素b的下降更为明显[11]。总体看来盐度与藻类关系的研究多集中在海水种，对淡水种类的相关研究较少。而利用盐度控制藻类的相关研究就更少，Vincent尝试了用提高盐度的方法控制蓝藻水华，发现盐度的提高会导致大型沉水植物对营养物质吸收的减少，从而使浮游植物在水体中占优势[12]。

笔者应用实验生态学手段，在相同的温度、光照强度和营养条件下，确定盐度对铜绿微囊藻生长的影响，探讨利用盐度控藻的可能性，旨在为微囊藻防治提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 藻液制备

试验藻种为铜绿微囊藻FACHB-469（Microcystis aeruginosa），来源于中国科学院水生生物研究所淡水藻种库。将藻种（约300 mL）在与试验培养条件相同情况下放置两昼夜使其稳定，取处于指数生长期的上层藻液接种。以每个三角烧瓶中培养液100 mL计，接种后铜绿微囊藻的初始密度为1.2×107cells/mL，置于恒温培养箱中一次性培养。

1.2 试验设计

设置 1、2、3、4、5、7、9 和 11 共 8 个盐度梯度和一个盐度为0的对照组，每组设3个平行样品。盐度用蒸馏水和NaCl调节，ATAGO S/Mill-E型光学折射盐度计测定，培养时间为14 d。

1.3 培养条件

按照BG-11培养基配置铜绿微囊藻的营养盐，所有试验在光照培养箱内进行，（28±1）℃，光源为日光灯光源（1 000 Lx）,光暗周期为 14 h，10 h。在培养期间每天定时摇瓶3～4次。

1.4 计算与统计

藻类生长的变化由细胞密度和生长速率反映出来。试验期间每天定时取样，先将三角烧瓶中的藻液摇匀，取0.1 mL置于血球计数板上，计数细胞密度。

细胞比生长速率μ的计算公式为

μ=(lnNt-lnN0)/（t·ln2）

式中：Nt是第t天的细胞数量（个）；N0为初始细胞数量（个）；t为培养时间（d）。

所用数据经SPSS17.0处理，采用方差分析、LSD多重比较等方法，选取0.05为显著性水平。

2 结果与分析

2.1 生长曲线

由BG-11培养基中铜绿微囊藻各处理组的生长曲线（图1）表明，较低的盐度（即盐度为1）有利于细胞的生长和分裂，而高盐度则抑制细胞生长。在盐度超过5的三组中（即盐度为7、9和11），试验开始的24 h内藻体即出现发白、沉底现象，生长速率为负值。在0到第6天中，1盐度组的铜绿微囊藻细胞生长最快，比对照组（盐度为0）稍快一些（p<0.05）；从第3天起，1、2盐度组和对照组均进入指数生长期，且2盐度组在第12天进入生长稳定期；3、4和5盐度组的指数生长期较短，在第6天即进入生长稳定期。

图1 藻细胞生长曲线

此外，盐度相对较高的处理组中（盐度3以上），处于分裂期的铜绿微囊藻发育不太正常，出现细胞变得粗大、个体分裂数增多等现象。这可能是由于高盐度对细胞造成的伤害，也可能是该藻适应高盐胁迫的一种生理机制。

2.2 生长速率与最大细胞密度

铜绿微囊藻各盐度处理组生长速率的总体趋势是随盐度的增大而减小，且1盐度组的生长速率与对照组很接近，约为0.257 cells/d（表1）；在试验盐度范围内，盐度超过5的处理组生长速率为负值。铜绿微囊藻的各处理组细胞最大密度的趋势也是随盐度的增大而减小，对照组的藻细胞最大密度为最大，约 1.53×107个/mL（见图 2），明显高于 3～5盐度组。

表1 不同盐度下微囊藻的生长速率（平均值±标准差）

不同盐度对铜绿微囊藻生长的影响有显著差异（p＜0.05）。由方差分析可知，铜绿微囊藻各盐度处理组的生长速率差异显著；通过1～5盐度组的LSD多重比较可知，除了1盐度组与对照组的差异不显著（p>0.05），其余各处理组间差异均达到显著水平（p＜0.05）；且 1、2 盐度组分别与 3、4、5 盐度组的差异极显著（p<0.01），3盐度组与4盐度组的差异显著（p<0.05），3、4盐度组和5盐度组间也达到极显著水平（p<0.01）。由相关分析可知，盐度与铜绿微囊藻生长速率之间的相关系数为0.971，二者呈极显著相关（p＜0.01）。

当盐度在2～5时，铜绿微囊藻的生长速率（μ）随盐度（S）升高而降低，相关方程为

μ=-0.040 3S+0.295 9（R2=0.967 1）。根据此公式推算，致死盐度约为7.3，与试验结果基本一致。

细胞最大密度与生长速率两者之间的对比关系见图2。从图2中可见，细胞最大密度与生长速率的变化趋势相类似，两者都是在盐度2～3时发生了跳跃式的变化，盐度3的生长率为0.155 cells/d。

图2 细胞最大密度与生长速率的对比

3 讨论

关于盐度影响藻类生长机制的报道不多，对于藻细胞而言,在高盐度下生长需要更多的能量以维持其正常的渗透压以及特定的离子浓度，从而使用于生长的能量减少。近年来，研究者对藻类耐盐机制作了进一步的研究，特别是对Na＋在藻类耐盐生理上的作用获得了不少证据。有研究者在Tetraselmis virldis的质膜中，发现了Na＋转运ATP酶，有证据显示它在细胞质离子动态平衡中起着关键作用[13]。另有研究指出，离子传递系统，特别是Na＋的传递，是藻类耐盐的最重要决定因素（Serrano et a1，1999）。Strizh等最近的研究也证实，Tetraselmis viridis在适应高浓度NaC1介质时会诱导Na＋-ATP酶的合成[14]。至于阴离子如Cl－，是否存在类似的作用机制，目前鲜有相关报道。

盐度是影响水生生物原生质渗透压的一个重要因素。由于不同水域的盐度不同，变化幅度也各异，长期在各种盐度不同的水域中生活的浮游微藻，对生活环境的盐度变化均有其一定的适应范围和最适范围。盐度较高的水域有利于硅藻的繁殖，而不利于喜淡水生境的蓝藻繁殖。正如试验中9组培养液中的铜绿微囊藻的生长情况所显示，铜绿微囊藻和其它水生生物一样,对生活环境的盐度变化有一定的适应范围，在适应范围内又存在最适盐度范围，在此范围内藻类生长繁殖最快，一旦超过最适范围,过高或过低的盐度都会对藻类细胞造成伤害,直至死亡（图1）。在试验开始的24 h内，盐度超过5的三组中（即盐度为7、9和11），藻体出现发白、沉底现象，生长速率为负值；并且在整个试验过程中盐度相对较高的处理组中（3以上），处于分裂期的铜绿微囊藻发育不太正常，出现细胞变得粗大、个体分裂数增多等现象。图2显示，铜绿微囊藻各盐度处理组生长速率的总体趋势是随盐度的增大而减小，且1盐度组的生长速率与对照组很接近。作为淡水藻类，盐度小于1的水体铜绿微囊藻均能生长;当盐度大于2时，会抑制与破坏藻细胞的分裂，甚至对藻细胞自身的细胞结构产生严重的破坏。

4 结论

铜绿微囊藻较适合生长于盐度较低的淡水环境中,在1～5盐度范围内，铜绿微囊藻的生长速率随盐度上升而下降；最大耐受盐度在7左右。利用盐度控制湖泊水库或池塘铜绿微囊藻水华的发生并不可行，因其致死盐度较高。

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