西藏扎布耶盐湖杜氏藻生态条件的观察与人工培养

西藏扎布耶盐湖杜氏藻生态条件的观察与人工培养 ( ) 植物学通报1997, 14 1: 48, 51 C h ine se B u lle t in o f Bo tany 西藏扎布耶盐湖杜氏藻生态 Ξ 条件的观察与人工培养 贺超兴吴玉书 ( ) 中国科学院植物研究所, 北京100044 郑绵平( )中国地质科学院盐湖与热水资源研究发展中心, 北京100037 THE B IO TO PE O BSERVA T IO N A ND A RT IF IC IAL CUL TURE O F D UN AL I EL L A SAL IN E IN ZA BUY E SAL T L A KE O F T IBET 22H e C h ao x ing W u Yu sh u ( ), , 100044 I ns t itu te of B otany C h inese A cad em y of S c iencesB e ijing 2Zh eng M ian p ing (), , 100037 R& D C en te r of S a l ine L ak e & Ep ith e rm a l D ep os itCA GS B e ijing () 杜氏藻 属绿藻门, 是一种无细胞壁的单细胞光合自养植物。具有生长D u n l ie l la sa l in e 快, 对逆境耐受力强等特点, 多生长于盐湖、盐池等高盐环境或海水中。由于杜氏藻富含天然 食用色素—— 2胡萝卜素, 而被美国、以色列、澳大利亚等国相继投入工业化生产, 具显著的 Β (() )经济效益 郭连城, 1990及理论研究价值 陈志等, 1992。1982年在我国西藏扎布耶盐湖 首 ()次发现的耐寒杜氏藻的大面积存在, 引起了国内外的关注 陈实, 1983。初步研究表明, 该 ( 藻种具有易培养、 耐低温、 2胡萝卜素产率高等特性, 是我国特有的生物资源 郑绵平等,Β )1989。本文对近几年扎布耶盐湖的杜氏藻资源现状及其生态条件进行了调查, 并对其培养利 用进行了研究探讨。 材料与方法 实验于1990, 1992年在西藏仲巴县隆格尔区扎布耶盐湖长观站进行, 地处北纬312?1′, 东 Ξ 国家科委重点资助项目。 经8404?′, 湖面海拔4421。气象资料表明湖区年均温118?, 年日照时数3340, 平均光强 m h 多大风,且多集中于7, 9月。120000L u x , 年蒸发量近2500; 年降水量仅150, mm mm 生态观测通过定期实测进行。藻种的越冬培养在覆以纱布的小口玻璃瓶中进行,3瓶 L 含藻培养液约为118, 置于玻璃温室进行观测。杜氏藻的人工培养均在夏季自然光温条件 L 进行, 藻种直接由天然含藻卤水提供, 每一250三角烧瓶加入120培养液, 接种10m l m l m l 藻卤水, 每处理3个重复。定期显微镜检, 统计藻细胞数, 计算出藻密度。实验所用人工培养 ( 盐 度均采用18?′, 原配方为海水的均由半稀释湖水代替, 其余成分均依文献 华汝成 B e ) 1986。 结果和讨论 () 一扎布耶杜氏藻的资源现状及生态特点 () 扎布耶盐湖为南北向构造湖 图1, 发现该湖大面积盐藻存在的1982年南、 北湖由浅 当通道连为一体, 北湖有东、 西长流河及深循环的上升泉补结, 南湖多靠滨湖泉水补给, () 南、 北湖已分离由于水位下降,郑绵平等,1989。湖水盐度为32?′。1984年夏, B e 图1 札布耶盐湖嗜盐藻分布图 干燥的自然气候使该湖呈逐渐缩小之势。1990年以来北湖的东、西长流河均已断流, 加 了湖面的缩小, 1991年北湖西、 南均出现了大面积的干盐滩, 湖底并有较厚的盐沉积。3年 对原发现藻的北湖卤水镜检均未发现活动藻的存在, 仅在湖底盐沉积中发现有黄色的 “ 圈”, 镜检时可见少量休眠孢子,基本上为饱和盐水, 因此扎布耶湖的36?′, 湖水盐度达B e 氏藻已基本绝迹。 2 在北湖南岸与湖水相隔的湖湾发现了一片面积不大, 约100多的含藻卤水区, 有泉水 m 49 () 给 图1。该卤水区在7月初降水后由盐壳溶解后形成, 在适宜的生长条件下藻类开始生长繁 呈金殖,卤水盐度在15, 22?′之间, 并呈碱性 可达918。盐藻在雨季的8、9月极为繁盛, B e pH 4 黄色, 密度可达6×10个。10月后卤水干化而形成盐壳, 藻类则以休眠孢子贮存于晶间卤水 ƒm l 中越冬并度过旱季。3年连续观察表明, 该区含藻卤水呈年际间的周期性变化。 鉴于干旱使天 然含藻卤水成为盐壳而无法观测到扎布耶杜氏藻的耐寒性, 我们将含藻卤 () 水及接种藻的人工培养液 郑绵平, 1989置于小口瓶中以防干化。经越冬培养发现,M cN a lty 即使在平均气温达- 1315?的1月, 镜检仍可见活动藻的存在, 只是藻细胞数增长较慢, 至春 季气温回升后又可大量增殖。由此可见扎布耶杜氏藻具很强的耐寒性,在适宜的盐度条件下, 15?的低温下越冬生长。 13它可在- 图2不同培养中盐藻生长曲线 () 二扎布耶杜氏藻的人工培养 生态观测表明湖水盐度升高可能是扎布耶杜氏藻消亡的原因。为证实此推测, 我们将北湖 () 卤水以不同比例稀释或人工培养液混和在不同盐度下进行培养, 结果如下 表1:M cN a lty 可见经27天培养后, 均以盐度为1415, 18?′的培养液中杜氏藻生长为佳。而在高盐度的B e 北湖卤水等培养液中, 由于盐度较高, 无论湖水化学成分如何, 杜氏藻均生长不良乃至消亡。 这一方面表明杜氐藻在较低盐度下适应性强, 另一方面也支持了干旱化导致的湖水盐度的迅速升高是扎布耶盐湖大面积杜氏藻绝迹的主要原因。 为了寻找适宜扎布耶杜氏藻生长的培养 基成分, 采用以下几个单细胞藻的培养基配方在 相同盐度下进行了比较研究。包括 培养液; . 2培养液; 1轻工部制盐所浓 . AM cN a lty BA sp C 缩海水培养液; . 培养液; . 培养液; 1培养液; 1DE rd sch re ib e r EV o n sto sch F JCJB G G r izean 培养液; . 培养液。经培养15天后发现培养液 中藻细胞逐渐减少消失, 表明该培养 HH u tn e r H 液不适于杜氏藻生长; 而其它培养液中杜氏藻均可生长, 生长情况如图2。 表1 不同盐度卤水对盐藻生长的影响 培养液 34341212+ 12ƒƒƒƒƒM M N N N N M ()盐度 B ′e 1415 18 36 27 18 27 () 生长天数 天7 + + - - - + + - - 17 + + - - - - - + + - - 27 + + + + - - - - - + + + - - - )( 天然湖水; = 人工培养液 : N M M eN a lty () 根据图中结果可将以上培养液分为三类: 1几何增长型; 藻细胞数在接种后经短暂 () 缓期后, 以几何级数迅速增加,包括 、、三种由半稀释湖水配成的培养液; 2逐渐CDE () 长型, 藻细胞数以算术级数稳步增加, 包括 、培养液, 3缓慢增长型, 藻细胞数略减 FG 后缓慢增加, 包括 、培养液。A B 这一结果除了表明该藻种适应能力强, 可在大多数人工培养液中正常生长外, 还表明 适宜的盐度下扎布耶湖的天然湖水是其生长繁殖的最佳生长环境。因此进一步的大规模培 可通过稀释湖水来进行。 参 考 文 献 华汝成, 1986, 单细胞藻类的培养与利用, 农业出版社, 北京( ) 陈志、 焦新之, 1992, 植物生理学通讯, 28 1: 88, 97 陈实, 1983, 中国地质报, 7月11日第1版 郑绵平、 向军,1989, 青藏高原盐湖, 北京科学技术出版社, 北京, 354, 366盐田生物技术国际研讨会论文集, 轻工部制盐工业科学研究所出版, 郭连城,天津,, 1951990, 191盐田生物技术国际研讨会论文集Κ 轻工部制盐工业科学研究所出版, 潘俊敏, 天津, 182, 185 1990, 51