专利名称：紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法
技术领域：
本发明涉及紫菜栽培技术，具体地说是一种紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法。
背景技术：
紫菜是世界上最重要的人工栽培海藻，产值占全部栽培海藻的三分之二。迄今，国内外99％以上的栽培紫菜都是采用传统的贝壳丝状体育苗技术，其原理是成熟紫菜放出的果孢子能够钻入贝壳内长成为贝壳丝状体，经过6～10个月的生长发育达到成熟，放散出壳孢子就是紫菜的苗种。海上栽培1公顷(相当于15亩)紫菜需要在陆上室内水池中培养贝壳丝状体15平方米，称作育苗。存在费时、费力、育苗效率低、稳定性差和成本偏高等问题。1963年日本的岩崎英雄(Iwasaki)发现，将果孢子接种到添加了营养盐的海水中也可以发育成以悬浮状态生长的紫菜丝状体，该现象很快就取得了世界的公认。此后40年来，不经过贝壳直接由悬浮丝状体进行生产性育苗，成为岩崎本人和国内外藻类学家数十年来的理想和奋斗目标，大量的研究工作和科研成果都肯定了培养悬浮丝状体也可以产生正常的壳孢子，但迄今尚没有人能够解决好转化为生产必须解决的大规模、高效率和低成本三大实用化的问题。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种省时、省力、育苗效率高、稳定性好并且成本低、可大规模生产的紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法。
为了实现上述目的，本发明技术方案为根据试验找出紫菜不同种类和品系的最佳发育调控条件，在育苗室内通过调节培养容器温度、光线、营养和水运动条件，对培养的悬浮丝状体细胞进行生长调控至细胞浓度为5～10g/L并同步发育；培养容器为箱体结构，安放在育苗室的多层结构培养架上；具体是将悬浮丝状体细胞的发育分为1)藻丝、2)孢子囊枝、3)壳孢子囊、4)壳孢子囊成熟四个发育时期实施调控，所述藻丝发育时期15～23℃配以14～18小时长光照6～26周，孢子囊枝发育时期21～28℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育及壳孢子囊成熟时期可以采用先相对升温再降温或直接降温的方式配以12～8小时短光照1～10周，通过调控将成熟放散时期和采苗上网季节吻合一致，所述孢子囊成熟时期最后阶段再增加整晚冲水步骤2～10天，加快细胞促熟并大量放散出可以正常附着萌发的壳孢子；所述的紫菜种类为当前生产上的主要栽培种坛紫菜和条斑紫菜；所述坛紫菜调控条件为藻丝发育时期15～23℃配以14～18小时长光照6～26周，孢子囊枝发育时期25～28℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育时期27～29℃配以12～8小时短光照2～10周；壳孢子囊成熟时期24～26℃配以12～8小时短光照1～10周，为了孢子放散需增加冲水；所述条斑紫菜调控条件为藻丝发育时期15～17℃配以14～18小时长光照6～26周；孢子囊枝发育时期21～26℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育时期18～20℃配以12～8小时短光照2～10周；成熟发育时期18～20℃配以12～8小时短光照1～10周，孢子放散需增加冲水。
在壳孢子囊成熟时期的最后阶段，需再增加整晚冲水步骤(可以在每天晚上把细胞装入筛网制成的口袋内对细胞冲水冲水8～14小时)，以加快细胞促熟并大量放散出可以正常附着萌发的壳孢子；所述冲水方式时间控制在2～10天范围内。
本发明具有如下优点1.育苗效率高、稳定性好；省时、省力、成本低，可大规模生产。从实施例可见，按照本发明的育苗措施培养的悬浮丝状体细胞，经过在育苗室内生长发育调控，以每一个4层结构的培养架包括人行道占地面积为1m2为例，安放8个40升培养箱可培养出1600～3200g丝状体细胞，每克细胞产出0.2～0.4亿壳孢子，相当于每平方米育苗室最少能产出320亿以上的壳孢子，按接种密度为每公顷15～45亿孢子计(每亩1～3亿孢子)，最少可供7公顷(100多亩)网帘的采苗上网之用，相当于传统的紫菜贝壳丝状体育苗室每平方米平均采苗上网0.5～2亩的50～100倍以上。占用的育苗劳力不足传统技术的三分之一，育苗成本则不足传统技术的二分之一，从而全面突破了影响悬浮丝状体细胞育苗实用化必须解决的大规模、高效率和低成本三大问题。
2.本发明技术先进、可操作性强。由于本发明完全不用贝壳进行紫菜育苗，属全新的紫菜育苗技术，并且方便操作；它适用于当前所有栽培紫菜，在中国、特别是日、韩三国的应用前景十分广阔。
具体实施例方式
下面结合实施例详述本发明。
实施例1使用坛紫菜180品系育苗所述培养容器为40L透明整理箱，按组安放在46×133×230cm的四层结构培养架上，8个箱为1组，一个培养架安放占用一平方米育苗室面积，设置在温度、光线、营养和通气均可调的育苗室内，通过改变培养条件可以对不同种类和品系的紫菜悬浮丝状体细胞实施生长和发育的调控，培养容器中悬浮丝状体细胞的末期密度为5～10g/L(本实施例为5g，每个40L培养箱培养200g紫菜丝状体细胞)，各项调控条件都起作用，其中温度和光时条件是决定性的，营养和通气条件起辅助作用。通过下款培养措施可达到同步发育。
所述藻丝发育时期15℃配以16小时长光照9周，孢子囊枝发育期28℃配以12小时短光照7周；壳孢子囊发育期在29℃下配以12小时短光照2周零2天；壳孢子囊成熟期26℃配以12小时短光照1周零3天，共调控培养了128天，前3期的同步发育率达到了85％以上，第4个发育期再经冲水处理2天后细胞迅速被促熟，当天放散壳孢子661万/g细胞，每晚冲水共进行了10天，每克细胞累计放散健康有活力的壳孢子3100万，分批按每亩网帘接种10亿、3亿、1亿采苗均顺利上网，上网3周后苗网下海，下海后1周用显微镜很容易在网帘上检查到3～10mm的细胞幼苗，密度分别为10亿-243株，3亿-63株，1亿-68株，又经过2周后苗长3～8cm，网帘出苗均匀达到生产要求，育苗试验取得成功。
本实施例冲水促熟步骤每年9～10月间，调控紫菜悬浮丝状体细胞的生长发育到了细胞工程化育苗的最后阶段，为了采苗上网需要大量壳孢子，这时实施晚间冲水能够促进人工培养的悬浮丝状体加快成熟，并大量放散健康有活力的壳孢子，成为本发明进行到最后阶段的有力配套技术措施。具体是用可漏水的冲水袋(300目的尼龙筛网)，每天傍晚(本实施例为下午16时)采用潜水泵(每小时流量可以为3t，)使盛放在冲水袋5袋底部的细胞在水流的冲击下，整夜保持不断翻滚的状态，凌晨5时结束冲水。
实施例2使用坛紫菜0307品系育苗与实施例1不同之处在于在培养后期容器中悬浮丝状体细胞的量按每公升培养体积10克掌握；所述藻丝发育期20℃配以14小时长光照6周，孢子囊枝发育时期25℃配以12小时短光照3周零6天；壳孢子囊发育时期27℃配以8小时短光照2周；成熟放散发育时期降温至24℃配以10小时短光照1周。经过83天的培养，至3期结束其同步发育率达到了75％以上，第4个发育期经晚间冲水处理4天后细胞被促熟，冲水到第7天，累计放散孢子的总量达到2000万/g细胞。当年9月19日按每亩网帘接种3亿孢子进行采苗，顺利采苗上网，留水槽内到10月14日下海，下海8天后镜检发现幼苗长1～3mm，密度80株/cm，2周后网帘上苗长3～8cm，下海32天后菜体长度已达到20cm，成为优质的生产网，已达到了栽培生产上的采收标准。进入成菜栽培期后的一个月内共采收了3次，每平方米网帘平均收获紫菜2kg，到栽培结束前又收获了2.5kg，平均亩产甩干紫菜800kg，达到了高产标准，丝状体细胞工程化育苗试验再次取得成功，海上栽培试验进一步检验了本发明技术的有效性和可靠性。
冲水步骤可以采用如
图1所示的装置，它由冲水袋、溢水桶、水泵和回水槽四部分组成，冲水袋5为圆筒形，直径30cm，高40cm，用300目筛绢缝制，溢水桶8为直径60cm，高80cm的塑料桶，桶口即溢水口。小型潜水泵3配以32mm内径软管4出水冲击细胞，每小时流量可以为10t，扬程5～20m，型号不限。回水槽深≥40cm，面积不限。每个冲水袋5可容纳150～450克丝状体细胞，设置在溢水桶8内，冲水袋5的上口高于溢水口25cm，回水槽1中注入30cm米深的洁净过滤海水；图中标号2为回水槽1的液面，标号7为溢水桶8的液面。
其方法每天傍晚(本实施例为下午17时)开动潜水泵使冲水袋5袋体下方的细胞在水流的冲击下，整夜保持不断翻滚的状态，凌晨4时结束冲水，1～4天后，细胞进入成熟放散状态，产出了具有正常附着萌发能力的壳孢子，冲水一直到第7天结束时，仍有很多孢子在继续放散。本实施例可用作紫菜试验性或小型生产试验采苗的需要。
实施例3使用坛紫菜0307品系育苗与实施例2不同之处在于所述藻丝发育期23℃配以18小时长光照26周，孢子囊枝发育时期26℃配以8小时短光照10周；壳孢子囊发育时期27℃配以10小时短光照10周；成熟放散发育时期降温至24℃配以8小时短光照10周。经过322天的培养，至3期结束其同步发育率达到了90％以上，到了第4期的前8周没有进行冲水处理，孢子的放散数量少、不集中，在第9周的后3天增加了冲水，冲水后2天即开始大量放散，在10天的冲水期内放散总量达到2800万/g细胞。当年按每亩网帘接种1亿孢子进行采苗，顺利采苗上网，留水槽内到10月14日下海，8天后镜检发现幼苗长1～3mm，密度68株/cm，2周后网帘上苗长3～8cm，成为优质的生产网，育苗试验再次取得成功。
实施例4采用条斑紫菜0311品系育苗与实施例1不同之处在于所用的紫菜种类不同，是条斑紫菜。所述悬浮丝状体细胞的后期培养密度，按8g/L掌握。
所述条斑紫菜的调控条件为藻丝发育时期17℃配以16小时长光照13周；孢子囊枝发育时期21℃配以12小时短光照7周；壳孢子囊发育时期18℃配以8小时短光照5周；壳孢子囊成熟时期20℃配以12小时短光照1周，经过182天的培养，至3期结束其同步发育率达到了80％以上，第4个发育期经冲水处理2天后细胞被促熟并放散出健康的壳孢子，满足了当时小型试验的需要，本实施例表明，本发明对于当前另一主要的紫菜栽培种类也同样有效。
实施例5采用条斑紫菜0312品系育苗与实施例4不同之处在于所述藻丝发育期15℃配以18小时长光照26周，孢子囊枝发育时期26℃配以8小时短光照10周；壳孢子囊发育时期20℃配以12小时短光照10周；壳孢子囊成熟时期降温至17℃配以8小时短光照7周。经过322天的培养，至3期结束其同步发育率达到了80％以上，第4个发育期的前6周未曾冲水，孢子放散少，第7周的增加冲水，2天后即进入孢子放散，冲水延续了7天，累计放散孢子的总量达到4000万/g细胞。当年9月30日按每亩网帘接种1.5亿孢子进行采苗，顺利采苗上网，留水槽内2日后下海，下海2周后取样镜检，发现幼苗长1～2mm，密度210株/cm，下海4周后网帘上苗长3～5cm，42天后菜体长度已达到20cm，成为优质的生产网，育苗试验再次取得成功。本实施例再次证明了培养后期的冲水处理在紫菜细胞工程化育苗中的重要作用。
总之，本发明技术先进、可操作性强。完全不用贝壳进行紫菜育苗，是全新的紫菜育苗技术，育出的苗网进入栽培期后生长正常，达到了生产上的实用化要求，在中、日、韩三国的应用前景十分广阔。
权利要求
1.一种紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法，其特征在于根据试验找出紫菜不同种类和品系的最佳发育调控条件，在育苗室内通过调节培养容器温度、光线、营养和水运动条件，对培养的悬浮丝状体细胞进行生长调控至细胞浓度为5～10g/L并同步发育；培养容器为箱体结构，安放在育苗室的多层结构培养架上；具体是将悬浮丝状体细胞的发育分为1)藻丝、2)孢子囊枝、3)壳孢子囊形成、4)壳孢子囊成熟四个发育时期实施调控，所述藻丝发育时期15～23℃配以14～18小时长光照6～26周，孢子囊枝发育时期21～28℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育及成熟时期可以采用先相对升温再降温或直接降温的方式配以12～8小时短光照1～10周，通过调控将成熟时期和采苗上网季节吻合一致；所述孢子囊成熟时期最后阶段，增加整晚冲水步骤2～10天，以加快并促进细胞大量放散出可以正常附着萌发的壳孢子。
2.按照权利要求1所述紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法，其特征在于所述的紫菜种类为坛紫菜和条斑紫菜。
3.按照权利要求1或2所述紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法，其特征在于所述坛紫菜调控条件为藻丝发育时期15～23℃配以14～18小时长光照6～26周孢子囊枝发育时期25～28℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育时期27～29℃配以12～8小时短光照2～10周；壳孢子囊成熟时期24～26℃配以12～8小时短光照1～10周。
4.按照权利要求1或2所述紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法，其特征在于所述条斑紫菜调控条件为藻丝发育时期15～17℃配以14～18小时长光照6～26周孢子囊枝发育时期21～26℃配以12～8小时短光照3～10周；壳孢子囊发育时期18～20℃配以12～8小时短光照2～10周；壳孢子囊成熟时期18～20℃配以12～8小时短光照1～10周。
5.按照权利要求1所述紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法，其特征在于在壳孢子囊成熟时期的最后阶段，每天晚上把细胞装入筛网制成的口袋内对细胞冲水，加快细胞的成熟放散，所述冲水处理的时间控制在2～10天范围内。
全文摘要
本发明公开一种紫菜无贝壳丝状体细胞育苗方法。根据试验找出紫菜不同种类和品系的最佳发育调控条件，在育苗室内通过调节培养容器温度、光线、营养和水运动条件，对培养的悬浮丝状体细胞进行生长调控至细胞浓度为5～10g/L并同步发育；培养容器为箱体结构，安放在室内培养架上，到了紫菜育苗的后期，从细胞产生大量壳孢子供给采苗上网成为最重要的育苗任务，此时需每晚将箱内细胞转入筛网袋内，整夜以流动海水冲击细胞，促进细胞在白昼大量放散壳孢子。应用本发明，完全不用传统的贝壳丝状体育苗也能进行大规模、高效率和低成本的紫菜育苗生产，育苗空间小、用工少、技术含量高、更加稳定可靠，达到了实用化要求，适用于所有栽培紫菜。
文档编号A01G33/00GK1689399SQ200410020459
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月26日 优先权日2004年4月26日
发明者费修绠, 于义德, 张京浦, 彭光, 邹立红, 陈兰涛, 汤晓荣, 李大鹏, 王广策, 秦松 申请人:中国科学院海洋研究所