编辑推荐：
•个体孢子囊数量在夏末至冬末期间最高。•体外配子释放和受精成功率在秋中至冬中期间最高。•体外受精成功率在春末至秋中期间最低。•在雄配子与雌配子比例超过50:1时，实现了最佳受精成功率。•配子释放超过5小时后播种，体外受精成功率下降。引言马尾藻科物种，包括Fucus serra
- •
个体孢子囊数量在夏末至冬末期间最高。
- •
体外配子释放和受精成功率在秋中至冬中期间最高。
- •
体外受精成功率在春末至秋中期间最低。
- •
在雄配子与雌配子比例超过50:1时，实现了最佳受精成功率。
- •
配子释放超过5小时后播种，体外受精成功率下降。
引言
马尾藻科物种，包括Fucus serratus（齿状海带），是潮间带生态系统中关键的栖息地构建物种，支持着高生物多样性和生态系统功能 [1]、[2]、[3]、[4]。近年来，利用马尾藻生物质进行多种应用的研究兴趣日益增长，包括将其用于食品和饲料，以及提取有价值的大分子化合物如褐藻多糖硫酸酯和酚类化合物 [5]、[6]、[7]。尽管尚未在体内得到证实 [8]、[9]，但F. serratus对反刍动物具有抗甲烷生成效果的体外研究证据 [10]，可能会进一步增加对F. serratus生物质的需求。
2019年，欧洲有37家公司生产Fucus spp.生物质，但它们都依赖于从天然种群中采集生物质，然而关于收获量的记录非常有限 [11]。只有少数研究评估了野生海藻物种采集对生态系统层面的影响 [12]、[13]、[14]，大多数针对野生海藻资源的研究和管理计划聚焦于单一物种的可持续性，这可能会忽视生态系统层面的后果（[15]；Levinsen et al., 2025）。海藻养殖（水产养殖）为从野生海藻种群获取生物质提供了一种有前景的替代方案，且对于特定褐藻和藻红藻物种已较为成熟。尽管海藻养殖在亚洲是一个重要产业，但在欧洲仍处于起步阶段 [11]、[16]、[17]。
马尾藻科物种，包括F. serratus的养殖尚未得到充分建立，因为驯化及其在培养条件下完成生命周期一直具有挑战性。Fucus spp.的早期受精和培养尝试成功率有限，大多数标本未能发育为成熟孢子体 [18]、[19]、[20]、[21]。尽管一些研究获得了受精卵的马尾藻胚胎，但幼体通常仅在生长几毫米后便死亡 [18]、[22]。McLachlan等人 [23] 成功在实验室条件下从胚胎培养了成体F. serratus，但这些个体未能产生完全成熟的孢子囊。近年来，Fucus vesiculosus和F. serratus的培养工作已侧重于利用从野生种群采集的顶端分生组织进行营养繁殖 [24]、[25]。尽管已有配子释放、受精和幼体生产的技术规程 [22]、[26]，但基于播种技术的马尾藻养殖流程，例如为褐藻物种开发的技术 [27]，对于F. serratus仍处于未开发状态。然而，最近的一项研究已证明，可以在低潮位长绳设置中从配子生命周期阶段成功培养F. serratus，幼体在8个月生长后超过6厘米，表明向更完善的规程方面取得了有前景的进展 [28]。尽管如此，仍需要进一步研究开发更高效和可扩展的方法，包括优化的配子释放、受精和播种流程，以及了解季节性和原产地如何影响受精成功率。
对目标物种生殖物候（即生殖事件的季节性时间）的可靠知识对于开发可持续的海藻养殖业至关重要（Liu et al., 2016；[29]、[30]）。Fucus serratus表现出区域特异性的生殖时间变异 [31]，大多数种群在秋季和冬季展现出峰值性生殖活动，但也有春季生殖延续至夏季的报告（[32]及其参考文献）。在西班牙北部，全年均可观察到有育的藻胞 [33]，而波罗的海种群显示出区域性的生殖峰值变化 [34]，表明该物种内对不同驱动因素如日照长度、温度和盐度的响应存在差异。波罗的海F. vesiculosus也观察到类似模式 [35]。在丹麦，缺乏关于F. serratus物候的全面研究，但观察表明孢子囊在一年中的大部分时间都存在。精子囊在二月至十一月之间被观察到，卵囊在三月和四月被观察到 [36]。因此，生殖结构的发育可能在一个较长的时期内发生，而配子成熟和释放的时间尚未确定。
F. serratus的生殖分配可高达总生物质的50% [37]，但关于种群水平上孢子囊大小结构变异的研究所缺乏，例如针对F. vesiculosus开展的研究 [38]、[39]。同样，关于F. serratus配子产生或触发配子释放的环境线索的知识也非常有限。在马尾藻科藻类中，配子释放通常发生在平静水域中，且常遵循半月周期性 [40]、[41]、[42]、[43]、[44]。对于F. serratus，释放可能与日光下的潮汐低潮对应 [45]。此类知识对于确定亲本采集的最佳时间、开发培养方法和确保马尾藻床的可持续管理高度相关。
本研究的总体目标是利用月度观察和采样，描述一年内一个温带寒冷地区F. serratus种群的生殖物候。这包括量化个体生殖分配、孢子囊丰度和重量，以及评估月度体外配子产生和受精成功率。选定的研究区域是丹麦少数拥有商业有机海藻采集许可证的区域之一，其中包括Fucus物种，因此该区域对于未来F. serratus亲本采集具有重要兴趣。具体目标为：1）根据配子释放和受精成功率确定F. serratus性生殖活动最活跃的时期；2）通过确定最佳雄配子:雌配子比例来优化配子利用和受精成功率以实现养殖；3）确定配子释放与播种之间的最佳时间间隔以实现有效养殖。
章节片段
研究地点
Fucus serratus于2023年3月29日至2024年3月13日期间，每月在丹麦Kattegat海域的奥胡斯湾内的一个小型海湾Begtrup Vig（56°16′N 10°52′E）进行采样（图1）。该地点具有高密度的Fucus spp.种群，并被用于海藻的许可商业采集，特别是Fucus物种、F. vesiculosus和F. serratus，用于生产保健品和护肤品。Begtrup Vig相对较浅，最大深度为10–12米。海底主要为沙质，其间散布
环境参数
Begtrup Vig的水温呈现明显的季节变化模式，最高温度（20.6°C）出现在六月至十月之间，最低温度出现在十二月至四月（0.3°C）（图3A）。2024年一月为最冷时期，开始出现结冰。盐度未观察到明显的时间规律，Begtrup Vig的点测量值在19至28 ppt之间波动，而NOVANA站位的值在15.5至27.9 ppt之间变化（补充图1）。
该
讨论
本研究为温带寒冷地区F. serratus种群的生殖物候建立了基线。含精子囊和卵囊的孢子囊在一年中的大部分时间都存在，但其丰度在八月至三月达到峰值，在春季明显下降，七月达到最低值。体外配子释放和受精成功率在十一月至二月期间最高，表明主要生殖期集中在晚
CRediT作者贡献声明
J?rgen Ulrik Graudal Levinsen：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿撰写，可视化，验证，方法论，调查，形式化分析，数据整理，概念化。Anne Bruhn Andreasen：撰写 – 审阅与编辑，方法论，调查，形式化分析，数据整理。Birgit Olesen：撰写 – 审阅与编辑，监督，方法论，概念化。Teis Boderskov：撰写 – 审阅与编辑，监督，方法论，调查，形式化分析，数据
致谢
该项目由两个项目支持：ClimateFeed项目（丹麦创新基金会，资助编号 #9067-00024 A）和MABICOW项目，后者由丹麦创新基金会支持的AgriFoodTure任务型伙伴关系资助。感谢Karen Lise Krabbe（Seaweed Matters）提供野外地点访问权限，感谢Lene Rechnagel出色的野外和实验室工作，以及感谢Tinna Christensen提供的图形协助。
J?rgen Ulrik Graudal Levinsen|Anne Bruhn Andreasen|Birgit Olesen|Teis Boderskov|Annette Bruhn
