温度对筒柱藻生长及其理化成分的影响

陈书秀

山东东方海洋科技股份有限公司，山东烟台264003

温度对筒柱藻生长及其理化成分的影响

陈书秀

山东东方海洋科技股份有限公司，山东烟台264003

本文探索了不同温度对筒柱藻生长及其理化成分的影响。结果表明：筒柱藻适宜生长温度范围为15～30℃，其中最适生长温度为30℃。筒柱藻在25℃时，叶绿素含量、胞外多糖达到最大值，而胞内蛋白及胞内多糖在30℃培养条件下达到最大值。

筒柱藻；温度；生长；理化成分

筒柱藻（cylindrotheca fusiformis）隶属于硅藻门（Bacillariophyta），壳缝纲（Bacillariphyceae），壳缝亚纲 （Bacillariphycidace），硅藻目 （Bacill⁃ariales），硅藻科（Bacillariaceae），筒柱藻属（Cylin⁃drotheca），它是一种菱形的底栖硅藻，在刚退潮的海泥表面可见，呈一层深黄色类似油状的物质，实验室中经分离纯化的筒柱藻在充气条件下可以像浮游微藻一样以单个细胞的形态生长繁殖，且生长速度快、抗逆性强、营养丰富。

在水产养殖业中，海产底栖硅藻是一些名贵水产动物苗种如鲍、海参等的重要饵料，在鲍鱼育苗中体长5mm以下的稚鲍以及海参育苗中体长2mm以下的稚参都以底栖硅藻为主要的开口饵料［1］，因此优良底栖硅藻饵料对海洋经济动物的苗种生产具有重要的意义。兰岚等［2］研究表明，在流加-连续培养条件下，筒柱藻粗蛋白含量较高，达到31．96%，氨基酸种类齐全，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%，粗脂肪含量为12．25%，完全符合作为水产动物苗种饵料。类似的相关研究［3～6］都显示筒柱藻营养丰富，油脂含量高的优点。近几年来国内学者开始对筒柱藻的胞外多糖及培养条件优化等方面开始进行研究，如刁永芳等［7］研究了各营养盐含量对筒柱藻叶绿素荧光参数的影响，陈长平等［8］对该藻胞外多聚物进行了研究，发现筒柱藻除油脂外其他物质的含量很丰富和全面，并且培养方式更加简单易行。但到目前为止，还未见不同温度对筒柱藻生长及理化特性的影响的报道。本实验主要研究温度对筒柱藻生长及理化成分的影响，找出筒柱藻的最适培养温度，为其作为实用经济藻类的规模培养及应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1．1 实验材料

筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis），由中国海洋大学微藻种质库提供。

1．2 微藻培养条件

藻种在250mL的三角烧瓶中进行培养，采用f／2培养基，将处于指数生长期的藻种10 mL接种到新配制的f／2培养基中，培养液终体积为200 mL，起始接种密度为10．53×104／mL。培养条件为温度20℃，盐度31，光照强度5 000Lux，24 h连续光照。

1．3 温度处理

除培养温度外，其他培养条件与藻种培养条件相同，温度分别设定为15℃、20℃、25℃、30℃和35℃，每个温度设3个平行组。培养过程不充气，每日随机调换三角瓶并摇动3～5次。培养周期为10 d，每隔1 d定时测定细胞密度，培养第10 d时收获藻种，测叶绿素含量、胞内蛋白、胞外多糖及胞内多糖含量。

1．4 参数测定

细胞密度测定：血球计数板法。

细胞内外理化成分的测定：总叶绿素采用丙酮法［9］，蛋白质含量采用考马斯亮蓝法［9］，胞内及胞外总糖含量采用蒽酮-硫酸法［9］。

1．5 数据的处理

采用Excel软件作图，应用SPSS11．5软件分别进行单因子方差分析和多重比较（P＜0．05表示差异显著）。

2 结果与分析

2．1 温度对筒柱藻生长的影响

由图1可以看出，筒柱藻较适宜生长的温度范围为15～30℃，其中最适生长温度为30℃，在此温度条件下，生长速率及最终细胞密度都显著高于其他各组。15℃条件下，筒柱藻生长周期中延缓期较长，但最终细胞密度与20℃实验组无显著差异。当培养温度为35℃时，藻细胞密度迅速下降，藻体色素逐渐变浅，培养至第 6 d全部死亡。

图1 温度对筒柱藻生长的影响Fig．1 Effects of temperature on growth of cylindrotheca fusiformis．

表1 温度对筒柱藻理化成分的影响Table 1 Effects of temperature on physiological biochemical compositions of cylindrotheca fusiformis．

2．2 温度对筒柱藻理化成分的影响

温度对筒柱藻理化成分的影响见表1。单因子方差分析结果表明，整个培养周期中，温度对筒柱藻各理化成分（叶绿素含量、胞内蛋白、胞内多糖、胞外多糖含量）均有显著影响（P＜0．05）。多重比较结果表明，筒柱藻叶绿素含量、胞外多糖、胞内多糖、胞内蛋白含量均随温度的变化呈现低高低的变化趋势。在25℃时，叶绿素含量、胞外多糖达到最大值，而胞内蛋白及胞内多糖却是在30℃培养条件下达到最大值。

3 讨论

影响底栖硅藻生长的因素有很多，比如营养盐配方、光照和盐度等。温度变化对底栖硅藻生长影响尤为明显，其变化可迅速影响藻细胞新陈代谢和生长繁殖，研究表明，大多数硅藻的适温范围在10～25℃［10～13］。温度过高或过低都会对底栖硅藻的生长造成危害，高温对藻细胞可造成化学性的和不可逆的破坏；低温则会对藻细胞造成机械性的破坏。梁英等［10，12］研究了温度对三角褐指藻及小新月菱形藻生长的影响，这两种藻类的最适温度为20℃。陈书秀等［13］研究发现一种底栖硅藻谷皮菱形藻的最适温度为20℃。本实验结果表明，筒柱藻生长最适温度为30℃，是一种耐高温的底栖硅藻，解决了目前常用饵料如小新月菱形藻等因不耐高温导致育苗期间供不应求的情况。

底栖硅藻理化成分的合成也存在一个适宜的温度，且因品种而异。陈书秀等［13］研究表明，谷皮菱形藻在最适温度20℃条件下，其胞内蛋白、胞内多糖等都达到最大值。张欣华等［14］发现小球藻和湛江等鞭金藻在25℃时胞内多糖含量最高，而小新月菱形藻和盐藻15℃条件下胞内多糖含量达到最大值。邢荣莲［9］发现，低温条件下，8种底栖硅藻细胞总脂肪含量高于最适生长温度条件下的含量。周洪琪［15］研究表明，铲状菱形藻在10℃时的总脂肪含量最高，新月菱形藻的总脂肪含量随温度增加而上升。本实验结果表明，筒柱藻在最适生长温度30℃培养条件下，胞内蛋白和胞内多糖含量最高，而在25℃时，胞外多糖达到最大值，这与陈书秀等［13］对谷皮菱形藻的研究结果有一定差异，也同时表明了筒柱藻较其他底栖硅藻附着性差的原因，胞外多糖释放的越多，越有利于细胞间粘合在一起，从而有利于细胞的附壁生长，筒柱藻在最适温度下胞外多糖的释放量较少，更有利于充气条件下细胞的浮游培养，更有利于大规模高密度培养，解决了底栖硅藻不适合大规模培养的难题。

海洋底栖硅藻是许多海产经济动物苗种生产过程中的重要饵料［1］，底栖硅藻不但可诱导鲍鱼幼虫的附着，其胞外释放物也是幼鲍后期长到800μm时的重要食物。筒柱藻长55μm左右，是一种附着性较差的底栖硅藻，本实验表明，在适宜温度条件下，可释放大量的胞外多糖。梁英等［3，4］研究表明，筒柱藻富含多种不饱和脂肪酸，且EPA、DHA的含量丰富，具有易培养，耐污染、易收获等优点，有望成为水产动物如亲贝、鲍鱼的优质饵料。

［1］ 汤宁．8种底栖硅藻生化成分的研究［D］．辽宁大连：大连理工大学，2008，2-3．

［2］ 兰岚，王巧晗，郝勇，等．流加-连续培养的筒柱藻营养成分分析［J］．中国海洋大学学报，2012，42（6）：68-72．

［3］ 梁英，麦康森，孙世春，等．对筒柱藻属33株总脂含量及脂肪酸组成的比较研究［J］．青岛海洋大学学报：自然科学版，1999，29（3）：457-462．

［4］ 梁英，麦康森，孙世春，等．盐度对六株硅藻生长及脂肪酸组成的影响（英文）［J］．海洋湖沼通报，2000，18（4）：53 -62．

［5］ Dunstan G A，Volkaman J K，Barrett SM，et al．．Essential polyunsaturated fatty acids from 14 speciesof diatom［J］．Phyto⁃chemistry，1994，35（1）：155-161．

［6］ Tan C K，JohnsM R．Screening ofdiatoms for heterotrophic ei⁃cosapentaenoic acid production［J］．J．Appl．Phycol．，1996，8：59-64．

［7］ 刁永芳，梁英，田传远．磷浓度对筒柱藻叶绿素荧光参数、生长及总脂含量的影响［J］．海洋湖沼通报，2012，4：47-54．

［8］ 陈长平，高亚辉，林鹏．盐度和pH对底栖硅藻胞外多聚物的影响［J］．海洋学报，2006，28（6）：123-129．

［9］ 邢荣莲．海洋底栖硅藻的筛选、培养和应用研究［D］．大连：大连理工大学，博士学位论文，2007．

［10］ 梁英，陈书秀，田传远，等．温度对三角褐指藻叶绿素荧光特性及生长的影响［J］．中国海洋大学学报，2008，38（3）：377-383．

［11］ Cohn SA，Farrell JFMunro JD etal．The effectof temperature andmixed species com position on diatom motility and adhesion［J］．Diatom Res．，2003，18（2）：225-243．

［12］ 梁英，刁永芳，陈书秀，等．温度对小新月菱形藻叶绿素荧光特性及生长的影响［J］．水产科学，2011，30（8）：435-440．

［13］ 陈书秀，崔翠菊，曹增梅，等．温度对谷皮菱形藻生长及理化成分的影响［J］．生物技术进展，2012，2（1）：1-4．

［14］ 张欣华，杨海波，于 媛，等．不同培养条件对海洋微藻多糖含量的影响［J］．生物学杂志，2000，17：17-18．

［15］ 周洪琪，Renaud SM，parry D L，等．温度对新月菱形藻、铲状菱形藻和把夫藻的生长、总脂肪含量以及脂肪酸组成的影响［J］．水产学报，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

国家863计划项目（2012AA100806）资助。

陈书秀，水产工程师，硕士，主要从事微藻生理生化研究。E⁃mail：chenshuxiu124＠163．com