编辑推荐:
为探究温度对海带(Saccharina latissima)幼孢子体生长和营养吸收的影响,研究发现二者受温度显著影响,对理解海带养殖和生态意义重大。
# 温度对海带幼孢子体生长及营养吸收的影响:研究新发现
在广袤的海洋世界里,海带森林(kelp forests)宛如一片水下 “绿色王国”,它们不仅是众多海洋生物的温馨家园,还在海洋生态系统的营养循环中发挥着关键作用,对维持海洋生态平衡意义非凡。然而,近年来,全球气候变化的 “阴影” 逐渐笼罩海洋,海水温度持续上升,这给海带森林带来了巨大的生存挑战。许多地区的海带森林面积不断缩小,生物多样性也随之减少,这些变化不仅影响了海洋生物的生存,还对渔业和海洋生态服务造成了严重冲击。比如,2023 年,北大西洋的海表面温度(SST)创下历史新高,这一变化对海带的生长产生了显著影响。
为了深入了解温度对海带的影响,来自荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的研究人员 Xiaowei Ding、Karline Soetaert 和 Klaas Timmermans 展开了一项关于温度对海带(Saccharina latissima)幼孢子体(juvenile sporophytes)生长和硝酸盐(N O 3 ? ? )、磷酸盐(P O 4 3 ? ? )吸收动力学影响的研究。相关研究成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。
研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先,他们精心挑选了 72 株在实验室培育的海带幼孢子体,这些幼孢子体的亲本采集自荷兰特塞尔岛(Texel)附近海域。随后,研究人员将这些幼孢子体置于不同温度的环境中进行培养。实验设置了 5 个温度处理组,温度范围从 7.6°C 到 24.5°C。在实验过程中,研究人员运用了多种监测手段,如使用 MX Temp 和 Light HOBO 记录器每小时监测温度变化,确保实验环境温度的准确性。同时,通过 ImageJ 软件对海带的生长情况进行分析,精确测量其生长速率。此外,利用连续流动分析仪(QuAAtro)来测定海水中N O 3 ? ? 和P O 4 3 ? ? 的浓度,以此研究海带对营养物质的吸收情况。
1. 海带的生存与死亡情况
在实验过程中,研究人员发现不同温度处理下海带的生存情况差异明显。除了 15.7°C 处理组有 1 株海带死亡外,在驯化期所有个体均存活。但在整个实验期间,24.5°C 处理组的死亡率最高,15 天内有 50% 的个体死亡;15.7°C 处理组的死亡率为 33%;20.9°C 处理组的死亡率为 8%;7.6°C 处理组的死亡率为 17%;而 12.6°C 处理组的所有个体在实验期间均存活。这表明 12.6°C 可能是海带生长较为适宜的温度,而 24.5°C 对海带的生存构成了严重威胁。
2. 海带的生长速率
实验结果显示,在实验开始时,海带的平均大小为1.82 ± 0.46 c m 2 。在温度低于或等于 12.6°C 时,海带的生长速率(GR)虽有波动,但平均约为0.26 c m 2 d a y ? 1 。然而,当温度达到 15.7°C 及以上时,实验初期海带的 GR 出现负值。在 15.7°C 处理组,GR 随后逐渐上升并趋于稳定;20.9°C 处理组的 GR 起初为负,之后在 0% 附近波动;24.5°C 处理组的 GR 则在整个实验期间均为负值。通过方差分析(ANOVA)表明,温度对海带的 GR 有显著影响。进一步的 Tukey's HSD 检验发现,5 个温度处理组可分为低温组(7.6°C、12.6°C)和高温组(15.7°C、20.9°C、24.5°C),两组之间的 GR 存在显著差异,低温组的平均 GR 更高。
3. 海带的营养吸收动力学
不同温度处理下,海带对N O 3 ? ? 和P O 4 3 ? ? 的吸收速率呈现出不同的模式。与 GR 类似,N O 3 ? ? 和P O 4 3 ? ? 的吸收速率也可分为低温组和高温组。在低温组,N O 3 ? ? 和P O 4 3 ? ? 的吸收速率在整个实验期间均为正值;而在高温组,N O 3 ? ? 的吸收速率起初下降为负值,随后有所上升,P O 4 3 ? ? 的吸收速率则先上升后下降,但在所有温度处理下大多保持正值。温度对N O 3 ? ? 的吸收速率有显著影响,高温组的N O 3 ? ? 吸收速率低于低温组;而温度对P O 4 3 ? ? 的吸收速率影响不显著。在所有温度处理下,P O 4 3 ? ? 的平均吸收速率为0.06 ± 0.06 μ m o l c m ? 2 d a y ? 1 ,7.6°C 时吸收速率最高,24.5°C 时最低。
4. 海带生长速率与营养吸收速率的关系
研究发现,在不同温度处理下,海带的 GR 与N O 3 ? ? 、P O 4 3 ? ? 的绝对吸收速率之间的关系存在差异。在高温组(15.7°C、20.9°C、24.5°C),GR 与N O 3 ? ? 的吸收速率无显著相关性;但在 7.6°C 和 12.6°C 处理组,二者呈现显著正相关。在 20.9°C 和 24.5°C 的高温环境下,海带出现N O 3 ? ? 释放现象,这与叶片的负生长速率相似。而 GR 与P O 4 3 ? ? 的吸收速率在 7.6°C 至 20.9°C 的处理组中呈现显著正相关,在 24.5°C 处理组无显著相关性。
综合研究结果,温度对海带的生长和营养吸收有着显著影响。较高的温度(如 24.5°C)会导致海带死亡率上升、生长受抑制,同时影响其对N O 3 ? ? 的吸收,甚至出现N O 3 ? ? 释放的现象。而P O 4 3 ? ? 的吸收速率受温度影响较小,且在多数温度下与海带的生长速率呈正相关。这表明海带对不同营养物质的吸收和利用可能存在不同的调节机制。
这项研究对于理解海带在气候变化下的生存状况以及优化海带养殖具有重要意义。在全球气候变暖的背景下,研究结果有助于预测海带森林的变化趋势,为保护海洋生态系统提供科学依据。对于海带养殖产业而言,研究结果可以指导养殖者合理控制养殖温度,提高海带的产量和质量,从而促进海带养殖业的可持续发展。同时,研究中发现的高温下海带营养物质的释放现象,也为进一步研究海洋生态系统的营养循环提供了新的视角。
不过,该研究也存在一定的局限性。例如,研究主要在实验室条件下进行,与自然环境存在一定差异。未来的研究可以进一步拓展到自然海域,深入探究海带在复杂自然环境中的生理响应。此外,虽然研究揭示了温度对海带营养吸收的影响,但对于氮(N)和磷(P)吸收的调控机制仍有待进一步研究,这将有助于更深入地了解海带的生理过程,为应对气候变化和优化海带养殖提供更有力的支持。
闂傚倸鍊烽懗鍫曞箠閹剧粯鍊舵慨妯挎硾缁犳彃霉閿濆牊顏犻柣顓炵墦閺屻劑鎮ら崒娑橆伓
濠电姷鏁搁崑鐐哄垂閸洖绠伴柟闂寸贰閺佸嫰鏌涢锝囪穿鐟滅増甯掗悙濠囨煃鐟欏嫬鍔ゅù婊堢畺閺岋綁鎮㈤悡搴濆枈濠碘剝褰冨﹢閬嶅焵椤掑喚娼愰柟绋挎憸閳ь剚绋堥弲婵嬪焵椤掑嫭娑ч柕鍫熸倐瀵偊宕掗悙鏉戔偓閿嬨亜閹哄秶鍔嶉柣锕€閰e铏规嫚閹绘帩鍔夌紓浣割儐鐢€崇暦濠靛绠虫俊銈傚亾缂佲偓婢舵劖鐓熼柡鍐ㄥ€哥敮鑸垫交濠靛洨绡€闁汇垽娼у瓭濠电偠灏欐繛鈧€规洘鍨块獮姗€骞囨担鐟板厞闁诲氦顫夊ú鏍洪妸鈺傚仼闁惧繐婀辩壕浠嬫煕鐏炲墽鎳呮い锔奸檮娣囧﹪顢曢敐鍥╃厜閻庤娲樺ú鐔笺€侀弮鍫濆窛妞ゆ牭绲剧粊顐︽⒒娴g懓顕滅紒璇插€块幃褔骞樺鍕枔閳ь剨缍嗛崰妤呮偂濞嗘劗绠鹃柤濂割杺閸ゆ瑦顨ラ悙杈捐€块柡灞炬礋瀹曞爼濡搁妷銉︽嚈闁诲孩顔栭崳顕€宕滈悢鑲╁祦鐎广儱顦介弫濠囨煟閿濆懏婀版繛鍫熸倐濮婄粯鎷呴挊澶夋睏闂佺儵鍓濆Λ鍐ㄧ暦瑜版帗鎯炴い鎰剁稻閻濈兘姊虹粔鍡楀濞堟洘銇勯妷銉уⅵ闁哄本鐩獮姗€鎳犻澶嬓滃┑鐐差嚟婵參宕归崼鏇炶摕闁哄洢鍨归獮銏′繆閵堝拑宸ラ柛鎾讳憾閺岋綁濮€閳轰胶浠繝銏㈡嚀濡宓勯梺鍦濠㈡﹢锝為崨瀛樼厽婵炲棗鑻禍鎯р攽閻愯尙婀撮柛濠冩礋濠€渚€姊洪幐搴g畵婵☆偅鐟х划鍫⑩偓锝庡枟閻撳啰鎲稿⿰鍫濈婵﹩鍘鹃埞宥夋煣韫囨凹娼愮€规洘鐓¢弻娑㈠箛閵婏附鐝栧銈傛櫇閸忔﹢寮婚妸銉㈡斀闁糕剝鐟ラ埅闈涒攽閳藉棗鐏犳い鎴濐樀瀵鈽夐姀鐘殿唺闂佺懓顕崕鎰涢敓鐘斥拺閻犲洤寮堕崬澶娾攽椤斿搫鈧鍒掑鑸电劶鐎广儱鎳愰ˇ銊ヮ渻閵堝棙灏靛┑顔惧厴椤㈡瑩骞掑Δ浣叉嫼闁荤姴娲犻埀顒冩珪閻忎線姊洪崨濠冪叆濡ょ姵鎮傞崺銏ゅ箻鐠囪尙顓洪梺鎸庢濡嫬鈻撻妷銉富闁靛牆妫涙晶顒傜磼椤旇偐鐒搁柛鈺傜洴瀵粙顢橀悢鍝勫箞婵犵數鍋涘Λ娆撳礉閺囥垺鍊堕柍鍝勫亞濞堜粙鏌i幇顒€绾ч柛鐘筹耿閺岀喖顢涘姣櫻呪偓娈垮櫘閸o絽鐣烽幒鎳虫梹鎷呯憴鍕絻
10x Genomics闂傚倸鍊风粈渚€骞栭锕€纾归柣鐔煎亰閻斿棙鎱ㄥ璇蹭壕濡ょ姷鍋為悧鐘诲灳閺傝¥鈧帗鍒婇悥鍓坢 HD 闂備浇顕х€涒晠顢欓弽顓炵獥闁圭儤顨呯壕濠氭煙閸撗呭笡闁绘挻娲橀幈銊ノ熼悡搴′粯闂佽绻掓慨鐑藉焵椤掑喚娼愭繛鍙夌矒瀹曚即骞橀懜娈挎綗闂佸湱鍎ら〃鍛寸嵁閵忊剝鍙忔慨妤€妫楁晶顔尖攽椤旂厧鏆f慨濠冩そ瀹曘劍绻濋崒婊呮噯婵犵妲呴崑鍛垝瀹ュ桅闁哄啫鐗嗙粻鐟懊归敐鍥ㄥ殌濞寸姰鍨藉娲箹閻愭彃濮夐梺鍝勬噺缁捇骞冩ィ鍐╃劶鐎广儱妫涢崢閬嶆椤愩垺鎼愭い鎴濇噺閹便劑鍩€椤掆偓閳规垿鎮欑€涙ḿ绋囧┑鈽嗗亝缁挻淇婇悽绋跨疀闁哄鐏濆畵鍡涙⒑缂佹ǘ缂氶柡浣规倐閹剝鎷呴搹鍦紳婵炶揪绲介幉鈥筹耿閻楀牅绻嗛柣鎰煐椤ュ鎽堕悙鐑樼厱鐟滃酣銆冮崨顖滅焼闁糕剝绋掗悡鏇㈡煃閳轰礁鏆堢紓鍌涘哺閺屽秷顧侀柛蹇旂〒閸掓帒鈻庨幘铏€悗骞垮劚椤︿即寮查幖浣圭叆闁绘洖鍊圭€氾拷
婵犵數濮烽弫鎼佸磻濞戞娑欐償閵娿儱鐎梺鍏肩ゴ閺呮粌鐣烽弻銉﹀€甸柨婵嗛娴滅偤鏌嶇紒妯活棃闁诡喗顨婇弫鎰償閳ュ磭顔戠紓鍌欐閼宠泛鈻嶆晶淇皊t闂傚倸鍊风欢姘缚瑜嶈灋婵°倕鎳忛弲婵嬫煥濠靛棙宸濈紒鐘虫煥椤潡鎳滈棃娑橆潓濠碘槅鍋呰摫闁靛洤瀚伴獮妯兼崉鏉炴壆鎹曠紓鍌氬€哥粔宕囨濮樿泛钃熸繛鎴欏灩閸愨偓闂侀潧臎閸愶絾瀚涘┑鐘垫暩閸嬫盯鎮ф繝鍥у偍妞ゃ儳顎怱PR缂傚倸鍊搁崐鐑芥倿閿斿墽鐭欓柟鐑橆殕閸庡孩銇勯弽顐粶闁绘帒鐏氶妵鍕箳閸℃ぞ澹曟俊鐐€х紓姘跺础閹惰棄绠栫憸鏂跨暦椤愶箑唯闁靛牆妫楁刊浼存⒒娓氣偓閳ь剛鍋涢懟顖涙櫠閺夋垟鏀介柍銉﹀墯閸ょ喖鏌嶈閸撱劎绱為崱娑樼婵ǹ娉涘Ч鏌ユ煃閸濆嫭鍣洪柛濠傜仛缁绘盯骞嬮悙鍨櫑婵犳鍠栭崯鎾蓟濞戙垹绫嶉柟鐐綑椤忥拷
闂傚倸鍊风粈渚€骞夐敓鐘偓鍐幢濡炴洖鎼オ浼村川椤撶偟浜伴梻濠庡亜濞诧妇绮欓幒妤€鍚归柛鏇ㄥ灡閻撶喖鏌熼柇锕€澧婚柛銈囧枛閺屾洟宕奸悢绋垮攭濡ょ姷鍋為悧鐘差嚕閸洖绠i柣妯活問閸炲爼姊绘担鍛婂暈闁荤喆鍎辫灋婵犻潧妫ḿ鏍р攽閻樺疇澹橀幆鐔兼⒑闂堟侗妾х紒鑼帶闇夐柣鎴eГ閻撶喖鏌eΟ澶稿惈闁告柨绉堕幉鎼佸级閸喗娈婚梺璇″枔閸庣敻寮幘缁樻櫢闁跨噦鎷� - 婵犵數濮烽弫鎼佸磿閹寸姴绶ら柦妯侯槺閺嗭附銇勯幒鎴濐仼闁活厽顨婇弻娑㈠焺閸愶紕绱板銈傛櫆閻擄繝寮诲☉銏犵労闁告劖鍎冲В鈧梻浣告贡閸庛倝骞愭ィ鍐︹偓鍛存倻閽樺顔愰柡澶婄墕婢х晫绮旈悽鍛婄厱閹兼番鍨归悘銉╂煃閽樺妯€妤犵偞锕㈤、娑橆潩椤愩埄妫滃┑鐘垫暩閸嬬偤宕归崼鏇炵闁冲搫鍊婚々鍙夌節婵犲倸鏆熼柡鍡畵閺岋綁寮崶顭戜哗缂佺偓鍎抽妶鎼佸蓟濞戙垹鐒洪柛鎰靛幖椤ユ繈姊洪崨濠冣拹閻㈩垽绻濋獮鍐ㄎ旈崨顓熷祶濡炪倖鎸鹃崑妯何i幇鐗堚拺缂備焦岣块埊鏇㈡煟閻旀繂娲ょ粻顖炴倵閿濆骸鏋涚紒鐘崇叀閺岀喐瀵肩€涙ɑ閿梺璇″枙缁舵艾顫忓ú顏勫窛濠电姴鍊婚鍌涚節閳封偓閸曞灚鐤侀悗娈垮枟婵炲﹪骞冮姀銈嗗亗閹艰揪缍嗛崬瑙勪繆閻愵亜鈧牠寮婚妸鈺傚€舵繝闈涚墢閻滅粯绻涢幋娆忕仾闁绘挻鐟╅幃褰掑Ω閵夘喗笑闂佺ǹ锕ら…鐑藉箖閻戣棄顫呴柕鍫濇閸樺崬鈹戦悙鍙夘棡闁挎岸鏌h箛瀣姕闁靛洤瀚伴、鏇㈠閳轰礁澹庨柣搴ゎ潐濞叉粍绻涢埀顒傗偓娈垮枙缁瑩銆侀弽顓ф晝闁挎繂鎳忕拠鐐烘倵濞堝灝鏋熼柟顔煎€垮顐﹀箻缂佹ɑ娅㈤梺璺ㄥ櫐閹凤拷
濠电姷鏁搁崑鐐哄垂閸洖绠伴柟闂寸贰閺佸嫰鏌涢锝囪穿鐟滅増甯掗悙濠冦亜閹哄棗浜鹃弶鈺傜箖缁绘繈鎮介棃娴躲垽鎮楀鐓庢珝闁诡垰鏈幆鏃堝Ω閿旀儳骞橀柣搴ゎ潐濞叉牕煤閵堝棛顩锋繝濠傜墛閻撴洟鏌i幇顒傛憼閻忓骏绠撻弻鐔兼寠婢跺ň鍋撴繝姘劦妞ゆ帒锕︾粔鐢告煕閹炬潙鍝烘い銏℃婵¤埖寰勭€n亙鍖栭梻浣筋潐婢瑰寮插☉娆庣箚闁惧繐婀辩壕濂告煏婵炑冨枤閺嗩參姊洪悷鏉挎Щ闁瑰啿閰i妶顏呭閺夋垹顦ㄩ梺闈浤涢埀顒勫磻閹惧绡€婵﹩鍘鹃崢鎼佹煟鎼搭垳绉甸柛瀣閹便劑宕奸妷锔惧幐閻庡厜鍋撻柍褜鍓熷畷鐗堟償閵娿儳鍘洪梺鍝勫暙閻楀棝宕¢幎鑺ョ厽婵☆垱瀵ч悵顏呮叏閿濆懎顏柡宀嬬稻閹棃濮€閳垛晛顫岄梻浣告啞濮婂湱鏁垾宕囨殾婵犻潧顑嗛崑鍕煟閹惧啿顔傞柕澶嗘櫆閻撱儵鏌i弴鐐测偓鍦偓姘炬嫹