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环境友好型养殖:海藻养殖中的生物学保护

 

来源:亥姆霍兹海洋研究中心      发布时间:2019年1月7日

 

       在缺乏植物物种多样性的人工生态系统中,栽培单一物种通常会更容易遭受病菌或害虫侵袭。在海藻养殖过程中也面临着类似的风险。最近,德国-中国科学家团队与海带养殖企业合作开发了一种植物保护产品,能够在不破坏环境的情况下有效预防多种病原体。该研究的结果现已发表在《国际应用藻类学》杂志。

       海藻的养殖规模在全球范围内不断扩大。中国是最大的食物藻类生产国,海洋养殖场中广泛地种植海带(Saccharina japonica)。近几十年来,德国及其周边国家海藻的水产养殖规模也逐步发展壮大。欧洲种植的品种主要为糖海带  (Saccharina latissima)。与陆地植物一样,海藻也易受疾病和寄生虫的影响。在海洋养殖期间出现疾病爆发可能会导致相当大的经济损失。尤其是近些年来栽培单一大型藻类进一步加剧了包括海带在内的海藻疾病的爆发风险。除了细菌病原体和寄生微藻的威胁,藻类还受到各种污染生物(如藤壶和附生藻类)的威胁。 

       鉴于这些风险,必须制定有效的对策。但成功用于陆地农业以控制真菌和其他有害生物的方法(如杀菌剂)几乎不适用于藻类养殖,因为海水中的波浪和水流会使活性物质过快地稀释,并危害沿海环境。 

       这项由亥姆霍兹海洋研究中心与中国海洋大学的研究人员合作进行研究首次测试了是否可以利用靶向激活海藻自然防御来替代使用有毒杀菌剂。科学家们分别在德国和中国的商业化藻类养殖场进行了现场试验。为了刺激藻类的免疫防御,藻类分别用低聚海藻酸盐处理不同的时间间隔。在自然条件下,海藻酸盐在病原体攻击期间从受侵染的藻类组织中释放出来,并被邻近的健康藻类细胞高度敏感地检测到,进而在几分钟内触发防御反应。结果表明该方法对养殖中的藻类物种产生积极影响。藻类幼苗遭受的损害明显降低,成熟的海带与微藻被侵染的几率显著减少,藻类表面的细菌密度也降低。

荣成养殖场   图片:亥姆霍兹海洋研究中心

 

       与此同时,藻类与藤壶和其他污垢生物的侵染也增加了。这种不良副作用可能与消除藻类表面的保护性细菌直接相关:藻类和海洋中其他生物和非生物表面的定植细菌具有重要的生理作用,其中一些细菌会对幼虫和藻类孢子产生抑制作用。尽管上述方法已经发挥了一定程度的保护作用,研究人员认为,还需要寻找更多的特异引发选择性防御反应的信号物质,从而减少对植物表面有益细菌的伤害。

 

原文链接:Biological plant protection in seaweed cultivation

编译:刘晓琳