红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响

红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响 红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影 响 第30卷第6期 2009年6月 热带作物 CHINESEJOURNALOFTROPICALCR0PS Vo1.30No.6 Jun.2009 红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响 李春强,刘志昕,黎娟华,廖文彬,孙海彦,赵平娟,于晓玲,彭明 晕箨翥奎案曩蓥暮荠囊篓蠢霎海口570热带作物生物技术农业部重点开放实验室…… 摘要到目前为此,尚未见红树林区发生赤潮的报道:红树林不发生或极少发生赤潮的原因尚未完全清楚.红 树林对污水具有净化功能,同时对其它植物存在化感作用比较了几种红树植物粉对中肋骨条藻生长的效应. 研究了红树粉及其水浸液,红树根系分泌物(无土栽培营养液)对中肋骨条藻生长的影响.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:红树粉,红 树粉水浸液,红树根系分泌物对中肋骨条藻生长均有明显的抑制作用:红树植物对中肋骨条藻生长存在化感作 用,化感作用的强弱与红树总酚的含量不成正比.可能存在其它化感物质同时起作用.提示某些红树植物中存 在抑藻物质,并能分泌到植物体外(主要通过根分泌).抑制赤潮藻类大量繁殖,对赤潮有一定的防治作用. 关键词红树:化感作用:中肋骨条藻:赤潮 中图分类号X171 红树林是热带和亚热带沿海潮间带特有的木本植物群落,可为200O种左右的鱼 类,无脊椎动物和附 生植物提供栖息,摄食和繁育场所.是不可多得的生物多样性区域.红树植物及其生长的湿地系统能从 海水中吸收氮,磷,钠,钾,钙,镁等元素,能改良海洋水质,改善海洋生态.红树植物吸氮能力很强, 可减弱鱼,虾过度养殖造成的富营海养化程度,起到生物净化作用,减少赤潮发生【".红树植物通过发达 的根系网罗碎屑.加速潮水和陆地径流带来的泥砂和悬浮物的沉积,从而净化水质.一些红树植物的根 还有富集重金属和吸收某些放射性物质的作用圜许多红树植物能产生化感物质.对其它植物发生化感作 用.研究结果表明【3】,无瓣海桑对各乡土红树植物均存在化感作用.秋茄和木榄存在化感作用.到目前 为此.尚未见红树林区发生赤潮的报道,红树林不发生赤潮或极少发生赤潮的原因尚未清楚,笔者从红 树植物的化感作用方面.研究了红树粉及红树根系分泌物对赤潮藻中肋骨条藻生长的影响.旨在为利用 红树林防治赤潮提供依据 1材料与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1.1材料 1.1.1赤潮藻中肋骨条藻.由热带作物生物技术农业部重点开放实验室于三亚红沙港分离获得并保 存.培养条件:f/2培养液,温度(25?1)?,光照强度500Olx,光照时间12D:12L,每天摇动1,3次. 1.1.2红树植物正红树(尺叩0叩cMZoBlume),海莲[日rumsennfn(Lour.)Poir],角果木 (ce叩sqg),老鼠勒(Ac肌fcZ),卤蕨(cc『上m 叫),海芒果(r6e朋m?L)等来自海南省琼山的东 寨港红树林保护区.温室无土培养(营养液配方见表1).粉碎 分别得到正红树粉,海莲粉,角果木粉,老鼠勒粉,卤蕨粉, 低温干燥,100目过筛,分装备用. 表1无土栽培红树营养液 资助项目:科技部社会公益研究专项(No.2Oo4DIB3JO74);中央级公益性科研院所基本科研业务费(N0.ITBBZX0843). 作者简介:李春强,男,江西永丰人,硕士,助理研究员,研究方向:海洋科学.E—mai1:l_c_q@163mm. 通讯作者:彭明,研究员. 收稿日期:2oo9一O3—26修回日期:20O9一O5—08 6期李春强等:红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响863 1.2方法 1_2.1红树粉对不同浓度赤潮藻生长的抑制活性正红树粉O.5×10,1.0×1O,2.0×10g分别加入到 100mL藻细胞浓度分别为1.0×10.5.O×10,10.0×10eells/L的中肋骨条藻培养液中.对照不加红树粉,3 份平行试验.藻液置于智能生物人工气候培养箱中培养.每天细胞计数1次. 1.2-2红树粉中微生物对赤潮藻生长的影响未灭菌和高压灭菌(121?,2Omin)的正红树粉各1.O×10之g 分别加入到100mL藻细胞浓度为5.0×10ce1ls/L的中肋骨条藻培养液中.对照不加红树粉.3份平行试 验每天细胞计数1次. 1.2.3红树粉水浸液抑藻活性将5.0g正红树粉浸泡在500mL灭菌蒸馏水中,30d后过滤,得正红树 粉水浸液,按藻培养液配方加入相应的各成分.分别取5.10,20mL水浸液加至100mL初始藻浓度为 5.O×l0,cells/L的藻液中.对照组分别加入5.10,20mL的ddHO,3份平行试验.每天细胞计数1次. 1.2.4无土栽培红树营养液(红树根系分泌物)对不同起始浓度骨条藻生长的抑制活性红树无土栽培: 直径约1.2cm红树幼苗栽培于直径20cm.高30cm的玻璃缸(玻璃缸外用黑色膜包裹,以防止藻类大量 繁殖).无土栽培营养液3L,盐度保持在l0,35之间(红树植物最适生长盐度为10左右,红沙港海水盐 度最高35左右),每15d补充营养盐,营养液体积保持不变,3份平行试验.2个月后无土栽培红树营养 液开始用于试验.不栽培红树为对照.与栽培红树的玻璃缸相同条件下放置. 取过滤除菌的上述无土栽培红树营养液5.10.20mL分别加入到100mL藻细胞浓度分别为1.0x 10,,5.0xl0.l0.0×10,cells/L的中肋骨条藻培养液中.对照1:分别加人相应剂量的蒸馏水,对照2:分 别加入相应剂量上述过滤除菌的未栽培红树的营养液,3份平行试验.藻液置于温度(25土1)cI=,光照强度 为5000lx,光暗比为l2D:l2L的智能生物人工气候培养箱中培养,每天摇动3次.细胞计数1次. 1_2_5营养液中微生物对赤潮藻生长的影响取未过滤除菌和过滤除菌的栽培红树营养液各1OmL加入 到100mL藻细胞浓度分别为5.0×lOceIIs,L的骨条藻培养液中.对照1:分别加入l0mL的蒸馏水,对照 2:分别加入l0mL过滤除菌的未栽培红树的营养液,3份平行试验.每天细胞计数1次. 1.2.6几种红树粉对中肋骨条藻的抑制活性将几种红树粉于灭菌锅内l2l?下高压蒸气灭菌20min分 别取上述各红树粉2.0×l0之g,加入到100mL藻浓度为5.0×10cells/L的中肋骨条藻培养液中.对照不加 木粉,3份平行试验.每天细胞计数1次 1.2-7红树粉的总酚含量测定总酚含量采用普鲁士蓝法测定.具体步骤为:?取lg木粉用50mL丙酮一 水(8:2)浸提48h,过滤得浸提液;?将0.1mL浸提液,加入50mL去离子水中,摇匀; ?加人0.1mol,L三 氯化铁溶液1.0mL,摇匀;?加入O.008mol/L铁氰化钾溶液1.OmL,摇匀;?加入0.1moL门L盐酸溶液 1.0mL.摇匀:?测定黼. 1_2.8数据分析采用spss11.O软件进行数据分析. 2结果与分析 2.1红树粉对中肋骨条藻生长的抑制活性 不同剂量正红树粉对不同浓度中肋骨条藻生长的抑制活性见图13.可以看出0.005,0.01和0.02g 正红树粉(分别加入l00mL藻液中)对3个浓度的(1.0×lO,5.0×l0,,1O.0×10ce1ls/L)中肋骨条藻生长抑制 作用均明显,而且,红树粉剂量越大.抑制作用越明显. 灭菌与未灭菌正红树粉对中肋骨条藻的生长均有抑制作用,但并无明显差别(图4).表明红树粉对中 肋骨条藻生长的抑制作用主要由红树自身所产生的物质引起 2.2红树粉水浸液对中肋骨条藻生长的抑制活性 5.10,2OmL水浸液加至100mL初始藻浓度为5.0×10cells,L的藻液中.3个浓度水浸液对中肋骨 条藻生长的抑制作用均明显,尤其是10mL和20mL水浸液对中肋骨条藻生长的抑制作用非常明显(图5), 48h后,抑藻率『(对照组藻浓度一实验组藻浓度)/对照组藻浓度1均达到90%. 热带作物30卷 中肋骨条藻生长时间,h 说明:不同小写字母表示差异显着. 相同字母表示差异不显着,下同. 图1不同剂量正红树粉对起始浓度为1.0× 107cells/L中肋骨条藻生长的抑制作用 口对照 O24487296 中肋骨条藻生长时间/ll 图3不同剂量正红树粉对起始浓度为1O.0× 107cells/L中肋骨条藻生长的抑制作用 —— 1.I水抽提液5mL --水抽提液l0mL —— E一水抽提液2omL 25 2O l5 1O 5 O 25口对照 2O g15 1O 越 5 O O24487296 中肋骨条藻生长时间/l1 图2不同剂量正红树粉对起始浓度为5.0× 10cells/L中肋骨条藻生长的抑制作用 O24487296 中肋骨条藻生长时间/ll 图4红树粉中微生物对中肋骨条藻生长的影响 -—对照1(dH205mL) —— —-?一对照2(dH2olomL) -? [二]l一对照3(dH2o20mL) 中肋骨条藻生长时间/}l 图5红树粉水浸液对中肋骨条藻生长的抑制作用 2.3无土栽培红树营养液(根系分泌物)对赤潮藻生长的影响 2.3.1无土栽培红树营养液对不同起始浓度中肋骨条藻生长的抑制作用从图6,8中可见:5mL无土 栽培红树营养液对1.0×l0,5.0×l0和10.0×l0cells/L起始浓度的中肋骨条藻生长抑制作用不明显,而 【1一b.【x),璐 ?加mO —rI/sl一8b_【x),越蟮 如加mO 一厂I.I×一,鞋 一?一一?._【×),蛏 6期李春强等:红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响865 10mL和2OmL无土栽培红树营养液对3个起始浓度的中肋骨条藻生长均有非常明显的抑制作用:表明正 红树中的抑藻物质可以通过根系分泌到周围环境中.从而对其它生物产生化感作用.但是5mL无土栽培 红树营养液对3个起始浓度的中肋骨条藻生长抑制作用不明显,有时甚至还促进中肋骨条藻生长.陈长 平等【5J研究发现红树植物的滤出物中一些低分子量的有机物能够促进硅藻和甲藻(um6e)的 生长.因此,正红树中可能存在某些促进中肋骨条藻生长的物质,或是某些物质在高浓度下抑制赤潮藻 生长而在低浓度下促进生长 40 35 30 25 皇20 兰15 篓1o5 O 4O 35 30 号25 2O 15 越1o 爱5 A.1×lcel1s,LB.5×lOceUs,LC.1O×10ceUs,L I,?,?组分别表示加入5mL栽培红树营养液,5mL 水(对照1),5mL未栽培红树营养液(对照2)的中肋骨条 藻生长情况;A,B,C分别表示藻细胞的起始浓度. 图65mL无土栽培红树营养液对不同起始浓度的 中肋骨条藻生长的影响 ! A.1x1OceJls/L I?? B.5×1Ocel】s/L I?? C.1O×1Oce】ls,L I,?,?组分别表示加入2OmL栽培红树营养液,20mL 水(对照1),2OmL未栽培红树营养液(对照2)的中肋骨条 藻生长情况;A,B,C分别表示藻细胞的起始浓度. 图820mL无土栽培红树营养液对不同起始浓 度的中肋骨条藻生长的影响 40 30 220 × 魁 1O O A.1×1OceUs,LB.5×10ceI1s/LC.1O×l0cells,L I,?,?组分别表示加入1OmL栽培红树营养液,l0mL 水(对照1),l0mL未栽培红树营养液(对照2)的中肋骨条 藻生长情况;A,B,C分别表示藻细胞的起始浓度. 图710mL无土栽培红树营养液对不同起始浓度的 中肋骨条藻生长的影响 I??? 说明:起始藻细胞浓度为5×10cells,L,I,?,?,?组分别表 示加入1OmL未除菌的栽培红树营养液,10mL除菌的栽培红树营 养液,10mL蒸馏水(对照1),1OmL未栽培红树营养液(对照2). 图9无土栽培红树营养液中微生物对中肋骨条藻生长的影响 2.3-2无土栽培红树营养液中微生物对赤潮藻生长的 影响由图9可知.除菌的和未除菌的无土栽培红树 营养液对中肋骨条藻的生长均有明显抑制作用:未除菌 的无土栽培红树营养液抑制作用更加明显提示红树植 物根系周围的微生物对中肋骨条藻的生长可能存在抑制 作用. 2.3.3无土栽培红树营养液对赤潮藻形态的影响显 微镜下观察发现.在起始浓度为5×10cells,L的藻细胞 液中加入10mL无土栽培红树营养液数小时后.相邻藻 细胞的对应刺断裂.明显影响细胞的分裂活动:随着时 间的推移.藻细胞开始裂解,培养液变混浊(图l0) AB . 1力?老.栽培红树营养液B.正常生长的中肋骨条藻的中肋骨条藻 图1O中肋骨条藻生长情况(放大倍数:1O×40) ??巧加:.0 一rJ_I_I?b_【x),蛏 热带作物3O卷 2.4几种红树粉对中肋骨条藻的抑制活性及其总酚含量比较 测定了几种红树粉对中肋骨条藻生长的影响,同时,比较了几种红树粉的总酚含量 以及它们对中肋 骨条藻生长的抑制活性.结果见图ll和图l2.从图l1可见,48h后,与对照相比,几种 红树粉对中肋 骨条藻生长的抑制作用均明显;其中角果木粉,正红树粉和海连粉对中肋骨条藻生 长的抑制作用十分明 显;几种红树粉对中肋骨条藻的抑藻效应为:角果木>正红树>海连>海芒 果>卤蕨>老鼠勒. 一 = 8 0 H × 矮 中肋骨条藻生长时间/h 图11几种红树粉对中肋骨条藻生长的影响 1.2 l O.8 O.6 O.4 O.2 O 海芒果卤蕨老鼠勒海莲正红树角果木 图12几种红树粉的总酚含量比较 由图12可知,几种红树粉中总酚含量与抑藻活性并不相对应.几种红树粉总酚含量大小为:海连> 角果木>正红树>卤蕨>老鼠勒>海芒果.卤蕨粉总酚含量较海芒果大,抑藻效应却比海芒果粉弱很多;海 莲粉的总酚含量最大,抑藻效应却并没有正红树粉和角果木粉的抑藻效应强.提示红树释放出的化感物 质是抑制藻类生长的主要原因,但酚酸类化感物质可能并非红树粉抑藻的主要化学基础,还存在其它化 感物质同时在起作用. 3讨论 红树林对污水具有净化功能,同时对其它植物存在化感作用.由于许多红树植物是药用植物.它们 含有特定的生理活性物质.而这些化学物质又往往是植物的次生代谢物质.并分布在药用植物的各个器 官,如根,茎,叶,花,果实,种子等,所以红树植物易产生化感物质,从而发生化感作用. 许多红树植物中含有丹宁等酚类物质;酚类和酚酸类化感物质对赤潮藻的生长有抑制作用嘲.丹宁 (Tannins),也称鞣质.是一类分子较大的能与蛋白质和其他化合物形成交联能力的多酚化合物.杨维东 等『句探讨了不同浓度酚酸类化感物质香草醛,没食子酸和(+)一儿茶素对赤潮藻一塔玛亚历山大藻 (Afe伽ume)生长的影响.结果表明,没食子酸和(+)一儿茶素的浓度为4,20,4Omg,L 时均能 有效抑制塔玛亚历山大藻的生长,且具有明显的剂量依赖关系,浓度为4Omg/L时,藻的生长被完全抑 制.本研究结果表明,红树粉,红树粉水浸液,红树根系分泌物对中肋骨条藻生长均有明显的抑制作用; 红树对中肋骨条藻生长存在化感作用.但化感作用的强弱与红树总酚的含量不成正比.提示可能存在其 它化感物质同时在起作用.除酚类物质外,许多红树植物中含有甾醇.萜类,生物碱,环硫醚等化学成 分.有的还有黄酮.醌类等化学成分川.正红树中具体有哪些化感物质对中肋骨条藻生长起作用还有待进 一 步研究. 综合本研究和相关研究.对于红树林在赤潮防治中的作用,笔者认为主要有以下几方面:(1)红树植 物对海水(及海泥/沉积物)营养盐的去除作用使海水不致富营养化(一般认为富营养化是赤潮发生的物质 基础),从而防止赤潮发生.(2)某些红树植物中存在抑藻物质,并能分泌到植物体外(主要通过根分泌). 抑制赤潮藻类大量繁殖,对防止赤潮发生有一定的作用.(3)红树林对海水的沉淀作用和对海泥或海沙的 固定作用使受污染的富含营养盐的海泥不宜扩散到海水中.从而保持海水的低营养状态.阻碍赤潮藻类 6期李春强等:红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响867 的大量繁殖.(4)红树林区为海湾提供良好的生境,包括良好的食物链,气候环境及微生物条件,使赤潮 不易发生. 参考文献 【1】缪锦来,石红旗,李光友,等.赤潮灾害的发展趋势,防治技术及其研究进展[J]. 安全与环境,2O02, 【2】蓝宗辉,詹嘉红,杜联穆.红树林及其在海洋生态中的作用[J].韩山师范学 院,2o02,23(2):63,67. 【3】李玫,陈桂珠.含油废水对秋茄幼苗的几个生理生态指标的影响fJ].生 态,2Ooo,2O(3):528,532. 【4】莫竹承,范航清.木榄和秋茄的种间化感作用研究?].广西科 学,.2o01,8(1):61,62. 【5】陈长平,高亚辉,林鹏.红树林区硅藻研究进展【J].海洋科学,20o2,26(3):17,l9 【6】杨维东,张信连,刘洁生.酚酸类化感物质对塔玛亚历山大藻生长的影响叨.中 国环境科学,2o05,25(4): 【7】赵亚,郭跃伟.真红树林植物化学成分及生物活性研究概况[J].中国天然药 物,20o4,2(3):135,l4o. 2(3):40,44 4l7^,419 Allel0pathicEffectsOfMangr0Ve0ntheGr0wth0f口cDm LiChunqiang,LiuZhixin,LiJuanhua,LiaoWenbin, InstituteofTr0picalBioscienceandBiotechn0logy, 1rropica1Cr0pBi0techn0logy,Haikou571101,China SunHaiyan,zha0Pin自uan,YuXia0ling,PengMing CATAS;Ministry0fAgricultureKeyLaboratoryf0r AbstractThereisnorep0rtaboutredtideoccurringinmangr0vearea.Littleornooccun_enceo fred tideinman.0Veishardtoexplain.Generally,mangmvecanclearsewageandhasa1lel0pathic eflfectson otherplants.PowdersderiVedfomseVeralmangmvetI.eeswerec0mparedintheirresponset othegr0wthof et0聊,n0c0smm,andthep0wder,waterextractofpowder,andm0tsecretion0fthemang0tree 叩^0qpZ口Blumeweredetectedintheirinhibitoryactivitiesagainstthegr0叭h0fSc,m. Theresultsindicatedthatp0wder,waterextracts,andm0tsecretion0fR.印 cZ0Blumeobvi0usly inhibitedthegmwth0fs.cDs"m.Thissuggeststhatthemangmveplanthasallelopathicea'ectsonS c? Mm.H0weVer,theallelophathiceflfecthadn0p0sitivecorre1ati0nwiththecontent0ftotal hydr0xybenZenein ,hemangr0Vep1ant,whichimp1iesthattheremightbesome0therallelopa,hic substancesinthemangmVeplant.Thisindicatesthatsomemangr0veplantsproducesomesubstanceswhich caninhibitthegm? thofalgae,andcanexcretethemmainlythmughmotstoinhibitrapidpmpagation0f algae,thuscontr01lingoccun.ence0fredtide. KeywOrdmangmve;allelopathy;redtide;e0聊m皿cDs,m 责任编辑:赵军明