浒苔和缘管浒苔对海水盐度改变的生理响应及其品质效应研究

摘要

2008年以来，在中国黄海近海区域（江苏和山东沿海）前所未有的连续爆发绿潮，成为中国沿海生态灾害史上的重大事件，这些绿潮藻本身是非常有价值的经济海藻。本研究我们以绿藻门(Chlorophyta)绿藻纲(Chlorophyceae)石莼目(Ulvales)石莼科(Ulvaceae)江苏近海水华优势物种石莼属（Ulva）植物浒苔（Ulvaprolifera）（漂浮型、固着型）和缘管浒苔（Ulvalinza）为试验材料，研究了海水不同稀释配比的人工海水（0％、10％、50％、100％、200％、300％海水）对其生长、渗透调节、无机离子和有机溶质含量、抗氧化代谢及其品质等生理生化的影响，并比较了其耐盐性差异。旨在为石莼属绿潮爆发的预测、预警及防治措施、筛选大型海藻进行食品或饲料加工、改善近海海域的生态环境以及加快大型海藻的开发利用等提供科学理论依据。主要试验结果如下:
　　(1)与不加海水（0％海水）相比，漂浮浒苔和固着浒苔的生物量在10％、50％、100％、200％海水处理下均呈现正增长，而缘管浒苔的生物量仅在50％和100％海水处理下呈现正增长，且漂浮浒苔和缘管浒苔的鲜质量(FM)和相对生长速率(RGR)都在100％海水处理下达到最大值，缘管浒苔的FM和RGR在50％海水处理下达到最大值;300％海水处理则显著抑制3试验材料的生长，而缘管浒苔的受抑制程度较大;10％海水处理下，三个植物材料的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)等含量及Cha/Chlb均显著上升，且随海水盐度的增加，呈先增后降现象，漂浮浒苔和缘管浒苔的Chla、Chlb、Chl、Car等含量及Chla/Chlb都在100％海水处理下达到最大值，而固着浒苔的这些参数在50％海水处理下达到最大值;随盐度的增加，3种浒苔叶绿素荧光参数PSII最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSII实际光能转化效率(Yield)、最大相对电子传递速率（rETRmax）、光能利用效率(α)和半饱和光强(Ik)都显示与FM和色素一样的变化趋势。
　　(2)漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔Na+、Ca2+、Cl-含量随着海水盐度的增加而逐渐增加，都在300％海水处理下达到最大值。K+含量及K+／Na+随着海水盐度的增加而逐渐降低，在300％海水处理下达到最低值，与对照相比，10％海水处理下漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔Mg2+、N、P、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(PRO)、有机酸(OA)等含量均显著上升。随着海水盐度的增加，Mg2+、氮(N)、磷(P)、SS、PRO、SP、OA等含量均呈现显著增加趋势。漂浮型浒苔和缘管浒苔的Mg2+、N、P、SS、SP、OA等含量在100％海水处理下达到最大值，而固着型浒苔的Mg2+、N、P、SS、SP、OA等含量在50％海水处理达到最大值，并随着海水盐度的进一步增加而显著降低，三种浒苔的PRO都在300％海水处理下达到最大值。漂浮型浒苔的游离氨基酸（FAAS）含量随着海水含量的增加而增加在100％海水处理下达到最大值，固着型浒苔和缘管浒苔的FAAS含量随着海水含量的增加而增加在200％海水处理下达到最大值，并随着海水盐度的进一步增加而降低。随着海水盐度的增加，3材料的渗透调节能力(OAA)均显著增加，漂浮型浒苔和缘管浒苔OAA在100％海水处理下达最大值，而固着型浒苔在50％海水处理下达最大值，随着海水盐度的增加，其OAA均显著下降。
　　(3)与对照相比，10％的稀释海水处理下，两石莼属植物硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽(GSH)等均下降，随着海水盐度的上升，两种植物TBARS、SOD、POD、CAT、GR、GSH等均进一步下降，漂浮型浒苔和缘管浒苔的TBARS、SOD、POD、CAT、GR、GSH在100％海水处理下达到最小值，随着盐度进一步增加，两种材料TBARS、SOD、POD、CAT、GR、GSH均显著上升。随海水盐度的上升，两种浒苔的APX活性都在300％海水浓度下达最高值。AsA含逐渐显著下降，都在300％海水浓度下达到最低值。
　　(4)随海水盐度的上升，两种浒苔的含水量逐渐显著下降，都在100％海水处理下达最低值，随后随着盐度增加逐渐上升;与对照相比，10％海水处理下，两种植物的总糖、多糖、粗纤维、粗蛋白均上升，并随海水盐度的上升，其总糖、多糖、粗纤维、粗蛋白含量均逐渐上升，漂浮型浒苔和缘管浒苔总糖、多糖、粗纤维、粗蛋白含量均在100％海水处理下达到最高值。与对照相比，10％海水处理下，两种植物的海藻糖含量均显著上升，在300％海水处理下达到最高值。
　　总之，我们通过研究发现漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔都具备一定的耐受盐度变化的能力，但是过低和过高的盐度下它们生长都明显受抑制，漂浮浒苔和缘管浒苔最适盐度为100％海水，而固着浒苔最适盐度为50％海水。漂浮浒苔适应盐度的范围比固着浒苔和缘管浒苔要广，且漂浮浒苔适应低盐以及高盐的能力强于固着浒苔和漂浮浒苔，其原因是漂浮浒苔可维持更高的色素含量、光合水平、渗透调节能力、营养物质含量和抗氧化水平。在各个盐度下，漂浮型浒苔的大部分品质指标都较缘管浒苔的好。在人工培养浒苔用于食品或饲料时时应该注意其最适盐度，过高的盐度和过低的盐度条件都不利于它们营养成分的保持。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略词

全文引言

第一章 文献综述

1．1 海洋植物的水分关系

1．2 藻类抵抗渗透冲击及其生理机制

1．2．1 栖息地

1．2．2 潮间带环境特点及其盐度变化情况

1．2．3 河口环境特点及其盐度变化情况

1．3 藻类耐盐机制

1．3．1 渗透调节作用

1．3．2 渗透调节物质

1．3．3 抗氧化代谢

1．4 浒苔、缘管浒苔等的生物学研究概况

1．4．1 生物学特性

1．4．2 生活史的研究

1．5 “绿潮”研究动态

1．6 浒苔、缘管浒苔的经济利用

1．6．1 营养成分

1．6．2 食用价值

1．6．3 饲料加工

1．6．4 药物开发

1．6．5 其它应用

1．7 结束语与展望

第二章 浒苔和缘管浒苔的生长和光合特性对不同盐度海水的响应及其比较

2．1 材料与方法

2．1．1 供试材料

2．1．2 试验设计与处理

2．1．3 指标的测定、计算与方法

2．1．4 数据处理与统计分析

2．2 结果与分析

2．2．1 不同海水处理对漂浮浒苔、固着浒苔和缘管浒苔鲜质量(FM)、相对生长速率(RGR)、相对电导率(REC)的影响

2．2．2 不同海水处理对漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)等含量及Chl a／Ch1 b、Chl／Car的影响

2．2．3 不同海水处理对漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔叶绿素荧光参数的影响

2．2．4 不同海水处理下浒苔(漂浮型、固着型)和缘管浒苔RGR与光合参数相关指标的相关性分析

2．3 讨论与结论

第三章 浒苔和缘管浒苔矿质营养、有机溶质组成和渗透调节对不同盐度海水响应及其比较

3．1 材料和方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 试验设计与处理

3．1．3 指标的测定、计算与方法

3．1．4 数据处理与统计分析

3．2 结果与分析

3．2．1 不同海水处理对漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Cl-的影响

3．2．2 不同海水处理对漂浮浒苔、固着浒苔和缘管浒苔氮(N)、磷(P)含量的影响

3．2．3 不同海水处理对漂浮浒苔、固着浒苔和缘管浒苔可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(PRO)、游离氨基酸(FAAS)和有机酸(OA)等含量的影响

3．2．4 不同海水处理对漂浮型浒苔、固着型浒苔和缘管浒苔饱和渗透势和渗透调节能力的影响

3．2．5 不同海水处理下浒苔(漂浮型、固着型)和缘管浒苔RGR与矿质营养、有机溶质组成和渗透调节相关指标的相关性分析

3．3 讨论与结论

第四章 漂浮型浒苔和缘管浒苔抗氧化代谢对不同盐度海水的响应及其比较

4．1 材料与方法

4．1．1 供试材料

4．1．2 试验设计与处理

4．1．3 指标的测定、计算与方法

4．1．4 数据处理与统计分析

4．2 结果与分析

4．2．1 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量的影响

4．2．2 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响

4．2．3 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等活性的影响

4．2．4 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量的影响

4．2．5 不同海水处理下漂浮浒苔和缘管浒苔RGR与抗氧化代谢相关指标的相关性分析

4．3 讨论与结论

第五章 漂浮浒苔和缘管浒苔品质变化对不同盐度海水的响应及其比较

5．1 材料与方法

5．1．1 供试材料

5．1．2 试验设计与处理

5．1．3 指标的测定、计算与方法

5．1．4 数据处理与统计分析

5．2 结果与分析

5．2．1 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔含水量的影响

5．2．2 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔重金属As、Hg、Pb、Cr和Zn含量的影响

5．2．3 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔总糖和多糖含量的影响

5．2．4 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔粗纤维和海藻糖含量的影响

5．2．5 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔粗蛋白含量的影响

5．2．6 不同海水处理对漂浮浒苔和缘管浒苔氨基酸含量的影响

5．3 讨论与结论

全文总结

全文创新点

存在问题与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢