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大叶藻无菌苗快速培育试验

时间:2024-08-31 08:45:01 来源:网友投稿

王利芹,刘延岭,崔翠菊,田萍萍,李言

(山东东方海洋科技股份有限公司,山东 烟台 264000)

大叶藻(Zostera marina L.)地方名为海马蔺、海带草、海苫房草,分布于我国河北、山东等省沿海地区,在朝鲜、日本、俄罗斯、欧洲、北美洲等也有分布,通常在沿海潮间带和潮下带较浅的水域形成大片单种群落。大叶藻属于单子叶植物纲(Monocotyledoneae),眼子菜科(Potamo-getonaceae),大叶藻属(Zostera),是一种营沉水生活的海洋高等植物,广泛分布在近海生态系统中,在海洋生态环境保护中起着重要的作用[1]。近几十年来,由于许多人为因素的干扰,海水中悬浮颗粒物质和可溶性营养物质增多,导致大叶藻自然资源衰退,大叶藻植被大量减少,其种群分布范围日益缩小。目前,大叶藻的生物特性、种子萌发等逐渐成为研究热点之一[2]。

由于大叶藻种子在不利环境下具有休眠的特性,休眠时间可长达1 年甚至数年之久[3]。将大叶藻种子采集后直接播种或者播散到海区,由于种子休眠而不能立即进入萌发状态,虽然种子在休眠期间,能够顺利度过不利萌发的环境,但同时也增加被生物吞食的概率。另外由于种子休眠后再萌发时间的不确定性,也使种子萌发不能同步进行,从而造成种子大量损失[4]。若能使休眠的大叶藻种子同步发育,并加速萌发,可以快速地获得大量大叶藻苗。

本试验旨在能够快速高效和低成本地培育大叶藻无菌苗。将种子先进行消毒处理后,利用低盐人工海水和盐度升高驯化,快速打破大叶藻种子的休眠,再用灭菌海水来培养萌发的种子,使种子迅速萌发并且正常发育,实现种子的同步萌发。

1.1 材料

大叶藻种子、灭菌海水、蒸馏水、人工海水素、培养皿、吸水纸、镊子、75%乙醇、1.5%的碘化钾(KI),无菌操作台和恒温光照培养箱。

1.2 方法

1.2.1 消毒

(1)选取形状完整、质地坚硬、颗粒饱满、成熟并具有活力的大叶藻种子,用镊子夹住种子,于常温灭菌天然海水中依次涮洗2~3 次,直到没有明显的附着物和杂质,用吸水纸吸干,移至无菌室超净工作台上;

(2)用75%乙醇浸泡10 min,再用灭菌天然海水涮洗2 次,用吸水纸吸干;

(3)将种子移至1.5%的KI 中浸泡20 min,再用灭菌海水涮洗2 次,用吸水纸吸干备用。

1.2.2 低盐度海水配置

采用人工海水素和蒸馏水配制人工海水。在1 000 mL 蒸馏水中加入约5 g 人工海水素,配制成盐度约为0.5%的人工海水(蒸馏水与海水素的质量比例约为200∶1)。具体盐度人工海水的配制方法,可参照下面公式计算求得:

式中:S为盐度值,%;
m为1 000 mL 纯水当中需要加入人工海水素的质量,g。向1 000 mL 纯水中加入质量为m的海水素,所得海水盐度即为S%。

1.2.3 光照培养

将上述消毒处理好的种子,接种到盐度为0.5%的灭菌海水中,放入恒温光照培养箱内,在温度15 ℃、湿度60%、光照强度40 μmol/m2·s 条件下(L∶D=12∶12)(L:亮光时长;
D:暗光时长)培养。

1.2.4 盐度驯化

分别配制盐度为0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%和3%的人工海水,每天提高盐度0.5%,直至达到3%的自然海水盐度,对萌发的种子进行“盐度升高驯化”;
同时开展自然海水盐度对比试验,自然海水的盐度约为3%。

正常成熟的种子1~2 周内,可以实现完全萌发,3 周萌发的种子的子叶长度>1 cm,发育一切正常。种子萌发1 周后,转接到3%的灭菌海水中,在温度15℃、湿度60%、光照强度40 μmol/m2·s 条件下(L∶D=12∶12)培养。1~2 周后萌发的种子的子叶长度可达2~3 cm。盐度0.5%种子试验组萌发状态见图1(a)(b)(c)(d);
盐度3%种子试验组萌发状态见图2(a)(b)。

图1 盐度0.5%种子试验组萌发状态

图2 盐度3%种子试验组萌发状态

挑选合适的种子,经消毒后,接种到盐度0.5%人工海水的培养皿中[图1(a)],转入恒温光照培养箱内,在温度14℃、光照强度40 μmol/m2·s、光暗周期L∶D=12∶12 条件下,进行种子孵化。3 d后,低盐海水中试验的种子萌发[图1(b)];
经过2 周时间低盐度0.5%试验组大叶藻子叶已长至1 cm 以上[图1(c)];
转移至正常盐度海水,正常海水中又培养一周后的无菌苗[图1(d)]。开展自然海水盐度对比试验,对照组自然海水盐度培养的种子一直未见萌芽迹象,处于休眠状态[图2(a)(b)]。

利用低盐度人工海水和盐度升高驯化,打破大叶藻种子的休眠,使种子快速进入萌发生长阶段,低盐促萌发耗时短,效率高。培养过程只需用自然的灭菌海水即可,不需用额外的培养基和生长调节剂,节约成本,操作简便。

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