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琼枝(Betaphycus gelatinus)是重要的产卡拉胶经济海藻,是珊瑚礁生态系统中重要的初级生产者,分布于东南亚及我国海南岛、东沙群岛等地,具有很高的经济价值和生态价值,但近年来,我国琼枝野生资源衰退严重。琼枝在海南具有一定的养殖规模,养殖方式为水泥框夹苗,通过营养繁殖方式在近海潮间带进行,其藻种来源以野生琼枝为主。养殖模式和种质资源的单一,加之长期的营养繁殖,造成琼枝产量与品质下降。此外,近岸海域的污染等问题也使琼枝环境适应能力下降,病害频发。因此,亟需开发新的养殖模式和种质资源。目前,关于琼枝营养盐吸收特征及不同品系环境适应性差异的研究较少。本文以琼枝为研究对象,通过对琼枝适宜的营养盐浓度与供给方式展开研究,建立适合于琼枝的种质保藏和扩繁培养体系;探究琼枝绿色突变体在不同环境因素(温度、光照强度、光质、盐度)的适应性,以琼枝红色野生型作对照,比较其生长优势,为琼枝绿色突变体的产业化应用提供参考;开展了陆基池塘养殖、海区养殖、西沙岛礁海藻资源调查与生态修复试验,探究了琼枝的野外增殖方式与生态修复能力。主要研究结果如下:1.营养盐浓度与供给方式对琼枝的影响营养盐实验中,当固定了氮磷摩尔浓度比为25:1条件下,氮浓度为100μmol·L-1,磷浓度时为4μmol·L-1,NO3--N:NH4+-N=3:1,琼枝特定生长率为2.13±0.32%·d-1,显著高于其它条件下琼枝特定生长率。以此为基础,设计了适用于琼枝室内培养的营养液,并应用于室内琼枝一次供给方式的培养中。针对琼枝适应较低营养盐浓度的特点,建立了稳定的低营养盐浓度连续培养体系,在该培养模式下实现了琼枝的较快连续生长并保持健康状态。同时,可对光暗周期、水气交互、水体流动、温度等条件进行调整,模拟了海区生长实况。与一次供给方式相比(同营养液浓度和同营养液总量),稳定的低营养盐浓度连续培养的方式在琼枝特定生长率、色素含量、光合生理参数方面均显著高于其它两种培养方式(P<0.05)。在5μmol·L-1 NH4+-N浓度培养下,琼枝特定生长率为1.94±0.25%·d-1,叶绿素a的含量为150.73±17.52μg·g-1,类胡萝卜素含量为44.89±4.9μg·g-1,藻红蛋白含量为863.03±99.46μg·g-1,藻蓝蛋白含量为339.14±9.01μg·g-1,别藻蓝蛋白含量为420.82±22.52μg·g-1,Y(Ⅱ)为0.167±0.013,rETR为1.752±0.132,q P为0.754±0.006,NPQ为0.606±0.011,Fv/Fm为0.539±0.011。研究表明稳定的低浓度连续培养琼枝的方式有助于提升琼枝特定生长率、色素含量以及光合效率。2.琼枝不同颜色品系生长和光合作用的比较研究琼枝绿色品系的藻红蛋白含量(256.11±21.41μg·g-1)显著低于红色品系的(451.73±24.89μg·g-1)(P<0.05),其它色素含量无显著性差异,因此藻红蛋白含量的下降是造成藻体呈现绿色的主要原因。在温度、光照强度、盐度单因素对比实验中,发现绿色品系特定生长率、光合参数方面基本均高于红色品系。在蓝光下,发现绿色品系适应能力弱于红色品系,特定生长率分别为0.21±0.10%·d-1和0.77±0.10%·d-1。在光照强度和温度叠加的双重条件下,绿色品系的Fv/Fm、NPQ、Y(Ⅱ)和rETR均显著高于红色品系(P<0.05),尤其在30℃和380μmol·m-2·s-1时,绿色品系的特定生长率(2.76±0.02%·d-1)显著高于红色品系(2.17±0.01%·d-1)的(P<0.05),是其1.27倍,绿色品系Fv/Fm(0.57±0.021)显著高于红色品系(0.342±0.021)的(P<0.05),是其1.67倍,绿色品系rETR(4.66±0.26)显著高于红色品系(3.42±0.021)的(P<0.05),是其1.40倍。结果表明,应对高温高光的环境(30℃+380μmol·m-2·s-1)中,绿色品系相较于红色品系在生长和光合生理方面更具优势。3.琼枝的野外养殖与增殖通过池塘吊养、浮框养殖、水泥框底播的方式,探索建立琼枝野外养殖模式。在陆基池塘吊样方式养殖中,在水深0.6-1.2 m的范围内琼枝的特定生长率随水深的增加而显著降低;不同水深的特定生长率大小依次为2.16±0.07%·d-1(0.6 m)、1.04±0.08%·d-1(0.9 m)和0.57±0.07%·d-1(1.2 m)。不同水深之间的温度基本一致,而光照强度随水深的增加而下降,这可能是造成琼枝特定生长率显著下降的主要原因。在海区养殖实验中,11-12月间琼枝特定生长率呈现下降趋势,依次为1.39±0.01%·d-1,1.31±0.24%·d-1和1.20±0.04%·d-1。实验期间发现光照强度随着时间的推移无明显变化,而温度则呈明显下降趋势,表明海区养殖中温度变化是制约琼枝生长的主要因素之一。在西沙群岛七连屿海域开展琼枝的资源修复。通过对西沙群岛大型海藻资源调查共发现西沙群岛礁栖大型海藻50种,隶属于3门15目28科41属,且存在季节性变化;未发现有琼枝的分布,表明琼枝野生资源退化严重。通过在七连屿海域,以水泥框底播和渔网与珊瑚礁相结合绑缚的方式开展琼枝的资源修复,共在6个点位600 m~2的区域投放240株琼枝,相比于未投放区域,海藻与海洋生物明显增多,可有效提高养殖水域内生物的多样性。本研究的结果为琼枝室内与野外培养方式、绿色突变体的研究及海区的资源修复提供了参考与借鉴。