采用“共同苗圃”方法选育的Kappaphycus alvarezii品种在农场试验中表现出更优的性能,这促使印度尼西亚的农民采纳了这些品种

《Journal of Applied Phycology》:Kappaphycus alvarezii cultivars selected using a ‘common garden’ approach demonstrate improved performance in on-farm trials leading to farmer adoption in Indonesia

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年05月09日 来源:Journal of Applied Phycology 3

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  摘要:采用“共同花园”实验方法评估了从印度尼西亚十个不同地点收集的Kappaphycus alvarezii品种的生产情况及其卡拉胶特性。评估通过三个45天的培养周期进行,这些周期复制了印度尼西亚海藻农民通常使用的延绳钓养殖方法。共同花园方法的优点在于它通过有效消除环境和养殖方法

  摘要:采用“共同花园”实验方法评估了从印度尼西亚十个不同地点收集的Kappaphycus alvarezii品种的生产情况及其卡拉胶特性。评估通过三个45天的培养周期进行,这些周期复制了印度尼西亚海藻农民通常使用的延绳钓养殖方法。共同花园方法的优点在于它通过有效消除环境和养殖方法的影响,分离出品种间的遗传变异。在第一个周期中,四个品种表现出较高的生长速率,产量为146–213克/平方米,而其他品种的产量仅为23–47克/平方米。其中一个来自Mamuju的品种在所有三个周期中都表现最佳,并显示出持续的高存活率(79–88%)。该Mamuju品种随后被提供给南苏拉威西省的海藻农民,在Barru、Jeneponto和Wajo三个地点的农场试验中,其表现优于“当地”品种。这些试验中,Mamuju品种的产量(24–416%)和卡拉胶含量(高达干重的32.3%)均高于当地品种。大约五年后进行的访谈显示,农民继续使用Mamuju品种是因为他们认为该品种具有更好的生长性和形态。这项长期研究工作始于对印度尼西亚现有品种的实验评估。本文强调了共同花园方法在识别适合商业海藻养殖场的优质品种方面的价值。

引言:印度尼西亚是生产卡拉胶的海藻Kappaphycus(俗称“kotoni”)和Eucheuma(“spinosum”的主要国家(Kambey等人2020;Langford等人2022)。2023年,印度尼西亚的卡拉胶产量估计为980万吨湿重,价值18亿美元(MMAF 2025)。海藻养殖为从事这种水产养殖的沿海社区提供了经济和社会效益(Larson等人2021;Rimmer等人2021)。印度尼西亚政府认识到这些效益,并计划在整个群岛扩大海藻养殖规模,特别是在沿海社区替代生计选择有限的东部苏拉威西地区(Rimmer等人2021;Langford等人2022)。卡拉胶海藻原产于印度尼西亚,但商业品种是从菲律宾引入的,现在在整个群岛广泛种植(Ask和Azanza 2002;Neish 2008;Porse和Rudolph 2017)。虽然一些当地的Kappaphycus品种也被养殖,但大多数品种的来源已不详(Neish 2008)。尽管印度尼西亚的海藻养殖取得了成功,农民仍面临许多挑战,包括产量季节性变化、病害爆发、水质突然变化的影响以及种子供应不足等问题。与印度尼西亚某些地区的农民讨论表明,海藻产量有下降趋势,这一趋势在另一个主要的卡拉胶生产国菲律宾也有体现(Narvarte等人2022;Gacura等人2026)。这种生产力和耐寒性的下降归因于遗传多样性低(Zuccarello等人2006),这是由于长期的无性繁殖导致许多已建立的品种更容易受到环境压力、外寄生和内寄生病虫害的影响(Porse和Rudolph 2017;Narvarte等人2022;Gacura等人2026)。对此问题的建议措施是通过改进收获后处理和品种改良来开发更耐寒、生长更快、产量更高且提取物质量更好的品种(Ask和Azanza 2002)。一项研究方向是评估新的“野生”(即目前未栽培的)Kappaphycus alvarezii品种的潜力(Narvarte等人2022;Gacura等人2026)。另一项研究,如本文所述,是评估和比较已经种植的K. alvarezii品种,以识别表现更好的商业品种。在之前的研究中(Simatupang等人2021),我们评估了来自印度尼西亚不同地区的K. alvarezii品种,在印度尼西亚10个不同地点使用标准化培养方法对其产量和产品质量进行了研究。研究发现,不同地点之间的产量(生长和存活率)和产品质量(卡拉胶含量、凝胶强度和粘度)存在显著差异。45天试验期间的产量差异很大,最高为(平均值±标准误差)2819±124克/米(Bontang地点),最低为848±66.7克/米至495±25.2克/米(Mamuju、Gorontalo、Manado和Banten地点)。培养的K. alvarezii的卡拉胶含量也因地点而异,从26.4%(Mamuju地点)到8.6–11.7%(Lombok和Bantaeng地点)。凝胶强度从735.2克/平方厘米(Manado)到291.5克/平方厘米(Bantaeng)不等,粘度从138.8厘泊(Lombok)到30.0厘泊(Gorontalo)不等(Simatupang等人2021)。之前的评估消除了一个变异来源(不同的培养方法),但保留了两个潜在的变异来源:K. alvarezii“品系”或品种间的遗传变异(Zuccarello等人2006;Lim等人2014)和不同的环境条件,尤其是温度和营养水平(Mu?oz等人2004;Kotiya等人2011)。虽然不同地点种植的海藻的来源尚未正式记录,而且细胞色素氧化酶亚基1基因(COI)条形码分析显示该单一标记物在种植的K. alvarezii中没有多样性,但这些品种可能已经隔离和繁殖了几十年,其在颜色、形态和卡拉胶凝胶表型上存在明显差异(Ratnawati等人2020;Simatupang等人2021),这些差异可能是由于选择了生长较快的品种而进化的(Marshall等人2018)。本研究报告了一个“共同花园”实验(Rose和Garland 2009),该实验在不受不同地理位置相关环境变量干扰的情况下评估了海藻品种特性(de Villemereuil等人2016;Sudatti等人2021)。共同花园方法有效消除了第二个变异来源(不同的环境条件),将遗传变异作为品种间观察到的主要变异原因。从这个共同花园评估中选出的表现最好的K. alvarezii品种随后被提供给印度尼西亚南苏拉威西省的商业海藻农民,并在三个地点的农场试验中与“当地”品种进行了比较。最后,在农场试验完成后约五年,对海藻农民进行了访谈,以更好地了解他们对所选品种的使用情况。

材料与方法:
海洋藻类来源:
2017年4月至5月期间,从印度尼西亚的10个地点收集了50公斤的K. alvarezii海藻,具体地点如Simatupang等人(2021)所述。采样地点的详细信息(包括纬度和经度)见Simatupang等人(2021)的表1和图1,本研究的地点标记相同:Lampung、Banten、Lombok、Kupang、Pangkep、Bantaeng、Mamuju、Gorontalo、Manado和Bontang。为本次试验目的,从每个地点收集的海藻被指定为一个“品种”(Simatupang等人2021)。图1展示了每个品种的代表性样本照片。

样品运输:
样品被运送到位于南苏拉威西省Pangkajene dan Kepulauan(Pangkep)地区的Boddie Village附近的共同花园培养地点(图2),并在开始实验前进行了两周的适应性适应。选择Boddie Village是因为自2008年以来它一直作为海藻试验地点,与当地海藻农民合作使用。基于此经验,研究团队熟悉该地点的病虫害爆发及生长和产量的季节性波动。此外,南苏拉威西位于印度尼西亚群岛的中心位置,便于从整个群岛收集海藻品种。此外,该地点靠近马卡萨附近的Maros的国家认证海洋事务和渔业实验室,便于运输和水质、海藻产品质量及DNA的及时分析。

研究区域位置:
图2显示了印度尼西亚研究区域的位置(插图地图)。左侧主地图显示了苏拉威西省,其中南苏拉威西省用深绿色标出,西苏拉威西省用浅绿色标出,展示了研究地点的位置;右侧地图显示了南苏拉威西省(深绿色)的共同花园试验地点(Pangkep)和农场试验地点(Jeneponto、Barru和Wajo),以及西苏拉威西省的Mamuju(浅绿色),后者是农场试验中使用的品种来源。

遗传鉴定:
所有用于共同花园试验的样本均使用COI标记(Ratnawati等人2020)通过Zuccarello和Paul(2019)的方法进行遗传鉴定,确认为K. alvarezii。这些样本都属于相同的COI基因型,对应于主要栽培基因型(Genbank登录号:KT316556:Dumilag等人2016)。重新使用从Mamuju收集的新种子对Mamuju品种进行采样,以与当地品种进行比较,结果确认其COI序列相同(P. Ratnawati,未发表数据)。

实验设计与采样:
试验采用漂浮延绳钓养殖方法,分为三个45天的周期,使用不同数量的K. alvarezii品种。将海藻品种运送到共同花园试验地点后,分别培养两周以使其适应当地条件。

第一个周期(7月至8月):准备了三种每个品种的种子,总共30根绳索(3根绳索×10个品种)。每根绳索上绑有230个海藻丛,每个丛初始湿重为50克,如图2所示(Simatupang等人2021)。这相当于初始 stocking 密度为330克/平方米(或每根绳索11.5公斤)。出于实际考虑,每个品种的三根绳索在同一周期内相距1米放置。45天培养后,所有绳索都被收获,用海水冲洗,并通过从总重量中减去绳索重量来计算海藻的总重量(湿重)。同时记录每根绳索上的存活海藻丛数量以获得存活率。

收获后,存活最好的品种被重新分成50克的丛,再次放入延绳钓系统中。第二个周期(8月至10月):比较了来自Banten、Gorontalo、Lombok和Manado的品种。但由于第一个周期收获的材料有限,这个周期每个品种只使用了两根较短的绳索(长度3米),每根绳索上有20个丛(初始重量50克;相当于330克/平方米)。海藻再次培养45天后被收获。

第三个周期(10月至11月):在前两个周期中表现最好的品种(Mamuju品种)被单独培养,以验证其在另一个培养周期中的表现,然后再分发给农民。在这个周期中,Mamuju品种以每根绳230丛的密度进行培养(每丛重50克,相当于330克/平方米),使用了三根绳。在每个周期的收获时,从每根绳上取下一公斤海藻(即每个品种3公斤),并将其晒干2-3天,直至水分含量达到约35%,以便进一步分析卡拉胶含量和凝胶强度。

**卡拉胶含量和凝胶强度分析**
K. alvarezii的卡拉胶含量分析采用了氢氧化钾方法(Peranginangin等人,2013年),并对该方法进行了一些修改。取250克晒干的海藻样本,清洗三次,直至去除附着的污垢。然后将样本置于1.5升0.6%的KOH溶液中,加热至60-65°C,持续2小时。之后将样本冲洗至pH值为7的中性状态,再在90-95°C的水中煮沸2小时。提取物通过100微米的滤网过滤,室温下静置1-2小时直至形成凝胶。提取物放入-21°C的冷冻室中保存20小时。随后加入1.5升异丙醇,沉淀30-60分钟。所得到的卡拉胶纤维在阳光下晾干,再使用厨房搅拌机研磨成粉末。卡拉胶含量的计算公式如下:
$$卡拉胶含量\, (\%) = \frac{卡拉胶纤维的重量\, (克)}{样本的干重\, (克)} \times 100$$

**凝胶强度分析**
凝胶强度的分析采用了Basmal和Ikasari(2014年)的方法。该方法包括将1.5克干燥的卡拉胶溶解在100毫升蒸馏水中,并加入0.5克KCl。溶液在加热板上加热至沸点(250oC),同时用搅拌器以700转/分钟的速度搅拌。随后将溶液冷却至室温(25-27oC),持续3-4小时,使用Brookfield CT3 4500质地分析仪测量凝胶强度。每个品种测三个重复样本。

**水质**
每周在每个实验区的三个地点测量盐度、温度和pH值。每隔30天采集一次硝酸盐和磷酸盐的样本。水质采样和原始数据的详细信息见补充材料文件。

**农民种植试验**
在完成公共花园试验后,将表现最佳的品种(Mamuju)与本地种植的K. alvarezii进行了比较,分别在Barru、Jeneponto和Wajo三个地区进行试验(见图2)。选择这些地点是因为它们都是K. alvarezii商业种植的重要区域。在每个地点设置了三根35米长的绳,间距为1米,实验设计与公共花园试验相同(每根绳上有230丛海藻,初始湿重每丛50克,丛与丛之间的间距为15厘米)。当地农民按照常规种植方法管理实验作物。45天后收获海藻,按照公共花园试验的规程进行清洗和称重。随后抽取海藻子样本,按照上述方法测定卡拉胶含量。

**农民访谈**
在第三个实验周期结束后,海洋事务与渔业部的官员将表现最佳的Mamuju品种免费分配给南苏拉威西四个地区的农民:2017年和2018年分布在Pangkep(公共花园试验地点),2020年分布在Barru、Wajo和Jeneponto。2024年8月至9月,官员再次访问了Pangkep、Barru和Wajo的农民,调查他们对该品种的表现体验。询问了农民当前的种植方式、对Mamuju品种的满意程度,以及与其他栽培海藻品种相比,Mamuju在农场门口价格、生长/产量、抗病性及不同季节表现等方面的优势。还收集了海藻买家和其他农民的看法。共有30名农民参与了调查,每个地区10名。

**数据分析**
数据使用Minitab v17和SPSS v19软件进行分析。在使用Levene检验(当ANOVA假设不满足时使用Kruskal–Wallis非参数检验)验证方差齊性后,通过单因素方差分析(ANOVA)分析了每个周期每根绳的生物量、卡拉胶含量和凝胶强度数据。需要注意的是,由于每个品种的三根绳在试验现场相邻,因此并非真正独立的重复样本。当ANOVA显示均值之间存在显著差异(P<0.05)时,使用Fisher最小显著差异(LSD)检验比较各均值(共对10个品种进行了45组配对比较)。对于农民种植试验数据,进行了三次独立的t检验,比较Mamuju品种与当地其他品种(Barru、Jeneponto和Wajo),并应用Bonferroni校正(PAdj.)进行多重比较。

**结果**
**第一周期**
十个品种的收获总重量存在显著差异(ANOVA;F9,20=7.4,P<0.001)。四个品种的生物量显著高于其他品种:Manado、Gorontalo、Mamuju和Lombok品种的平均生物量为146-213克/平方米(表1)。三个品种(Bantaeng、Lampung和Kupang)的生物量最低,平均为23-47克/平方米(表1)。所有十个品种的产量均为负值,存活率差异较大,Mamuju品种的存活率为87%,而Kupang品种的存活率最低,仅为13%(表1)。存活率也存在显著差异(ANOVA;F9,20=7.1,P<0.001),其中Mamuju、Gorontalo和Manado品种的存活率最高(66-87%)(表1)。

**第二周期**
在第一周期表现最佳的五个品种(Manado、Gorontalo、Mamuju、Lombok和Banten)再次进行了评估。这一周期中,五个品种的生物量没有显著差异(ANOVA;F4,5=0.51,P=0.732)。总体生长情况不佳,最终生物量为76-252克/平方米(表1)。所有五个品种的生物量均有下降(从初始的330克/平方米)。不过,这一周期的存活率高于第一周期,所有品种的存活率均超过85%(表1)。

**第三周期**
为了确保Mamuju品种在栽培条件下能表现出良好的生长,将其单独种植。第三周期的结果与第二周期截然不同,Mamuju品种的收获生物量达到848克/平方米,存活率为79%(表1)。Mamuju品种共培养了三个周期,接近半年的生产时间。计算三个实验周期的平均产量,Mamuju品种的产量为92克/平方米(45天周期),相当于每年746克/平方米。基于原始数据,第三周期的生物量增加了2.6倍,从330克/平方米增至848克/平方米(表1)。这相当于每天2.1%的生长率(SGR,根据表1第三周期的最终重量和初始重量计算)。

**卡拉胶含量和凝胶强度**
第一周期中卡拉胶含量最高的品种是Manado、Gorontalo、Lombok、Pangkep、Mamuju和Bontang(ANOVA;F9,20=2.91,P=0.022),平均卡拉胶含量在21.4%至17.3%之间(表2)。Lampung、Bantaeng、Kupang和Banten品种的卡拉胶含量最低,平均范围为15.2%至12.0%(表2)。
凝胶强度数据显示Banten、Bantaeng、Bontang、Lombok和Lampung品种的凝胶强度值显著高于其他品种(ANOVA;F9,20=4.68,P=0.020),其凝胶强度范围为994克/平方厘米至813克/平方厘米(表2)。Manado、Mamuju和Pangkep品种的凝胶强度最低,范围为724克/平方厘米至560克/平方厘米(表2)。

**第三周期**
第二周期的平均卡拉胶含量从Banten品种的7.5%到Mamuju品种的19.8%不等(表2)。由于这一周期的数据方差较大,无法通过普通统计方法处理,因此使用Kruskal–Wallis非参数检验进行分析,结果显示品种间存在显著差异(H4=13.50,P=0.009)。这一周期的卡拉胶含量普遍低于第一周期(12.0%-21.4%)(表2)。第二周期的凝胶强度范围为888-1106克/平方厘米(表2),五个品种之间没有显著差异(ANOVA;F4,5=1.11,P=0.404)。第三周期中,Mamuju品种的卡拉胶含量为20.2%,凝胶强度为967克/平方厘米(表2)。

**水质**
试验期间,水温、盐度和pH值相对稳定,处于推荐的海藻栽培范围内。水温范围为28.7-31.3oC(平均30.1oC,见补充材料,图S1)。盐度范围为29.2-36.0 ppt(平均32.4 ppt),在9月下旬达到峰值后下降(见补充材料,图S1)。pH值范围为7.1-8.3(平均7.7)。硝酸盐和磷酸盐的数据见补充材料文件表S1,但未显示出明显趋势。

**农民种植试验**
在农场对比试验中,公共花园试验中表现最佳的品种(Mamuju)在所有试验地点的生长均优于当地品种(见图3)。Mamuju品种(当地称为kotoni Kambunong)的藻体较长,达50厘米,因此径较粗,分枝间距较广且分枝较少(见图4)。而在公共花园地点种植的“当地”品种(kotoni merah)的藻体较短(“中等”长度,约25-30厘米),直径较小,分枝间距较窄,使得藻体丛看起来更密集(见图4)。

**结论**
Mamuju品种在所有三个试验地点的生长均明显优于当地品种(表3):在Wajo地的生物量增加了24%(独立t检验,PAdj.<0.001);在Jeneponto地增加了217%(PAdj.<0.001);在Barru地增加了416%(PAdj.<0.001)。Mamuju品种的45天周期产量平均为824克/平方米,相当于每年6.69公斤/平方米,而当地品种的平均产量为0.56公斤/平方米。总体而言,三个农民试验中的生物量增加了1.7至4.5倍(45天内的最终重量减去初始重量),相当于每天1.2-3.3%的生长率(根据表3计算)。尽管卡拉胶含量数据仅具有参考价值,但Wajo和Barru地区的卡拉胶含量最高(表3),且两者之间没有显著差异。三个农场试验中Mamuju品种的卡拉胶含量均高于Pangkep三个公共花园周期的结果(19.2%-20.2%)。

**农民访谈**
接受访谈的农民普遍对Mamuju品种表示满意,其中17名(共30名)在2024年仍在种植该品种(距离提供该品种已4-7年)。大多数停止种植的农民来自Pangkep地区,他们报告称2022年由于极端天气和洪水导致作物损失。2022年,Pangkep地区所有种植的Mamuju品种的海藻培养株都消失了,而且农民们没有资金购买Mamuju品种的种子(即起始培养物);因此,他们使用从附近地区获取的种子重新建立了海藻培养。然而值得注意的是,目前生产的一些kotoni(K. alvarezii的当地名称,其分类曾归为Eucheuma cottonii)可能仍然是Mamuju品种的存活植株。三个地区的农民都报告说,他们也种植了sacol品种(可能是K. striatus或K. alvarezii的其他形态类型),而在Pangkep和Barru地区还种植了‘spinosum’(Eucheuma denticulatum)。

农民对Mamuju品种的表现非常满意。尽管该品种与其他海藻在农场出售价格相同,但他们认为这种海藻生长得更好,抗病性更强,并且在所有季节都能获得良好的产量,这与之前种植的品种有所不同。当被问及海藻产业链上其他参与者的看法时,大多数农民表示买家都称赞Mamuju品种的形态更优,其藻体更大、更长,分枝更多,且污生物 Got(生物污损)较少。对于干燥后的海藻,他们还认为Mamuju品种的颜色更好,且比其他品种更不容易碎裂。

种植Mamuju品种的农民向周围的其他农民推荐了这一品种,30名农民中有28人表示他们认识有人开始种植Mamuju品种(作为二次使用者),并且知道还有更多的农民有兴趣开始种植这一品种。他们认为这种品种的优势在于生长更好、形态更优、抗碎裂性更强,以及干燥后的总重量更大。

这项研究首次全面比较了来自印度尼西亚各地的10个不同K. alvarezii品种的生长和产品质量参数。通过使用“共同花园”实验设计,在相同的环境条件下采用标准化的培养方法对这些品种进行了评估,我们发现不同品种在产量和产品质量上存在显著差异,尤其是在连续三个45天的培养周期中。此外,研究表明使用表现更好的K. alvarezii品种可以提高商业海藻养殖场的生产力,农民也非常重视这样的研究成果。

所有用于这些试验的K. alvarezii品种在基因上都是相同的,具有COI标记(Ratnawati等人,2020年)和相同的线粒体单倍型(3),这与所有已培养的K. alvarezii群体中的情况一致(Zuccarello等人,2006年)。众所周知,养殖的K. alvarezii的产量和产品质量存在显著的季节性和区域性差异(Neish,2013年;van Oort等人,2025年)。这种差异可以归因于三个主要因素:K. alvarezii“品系”或品种之间的遗传差异(Zuccarello等人,2006年;Lim等人,2014年)、不同的环境条件(尤其是温度和营养水平,Mu?oz等人,2004年;Kotiya等人,2011年),以及培养方法(包括种植密度、深度和从种植到收获的培养时间,Hurtado等人,2008年;Gacura等人,2026年)。本研究采用的“共同花园”方法通过在一个地点使用标准化的培养方法消除了后两个影响因素,使遗传变异成为这些比较中的主要变异性来源(Rose和Garland,2009年;de Villemereuil等人,2016年;Sudatti等人,2021年)。我们的结果表明,印度尼西亚各地K. alvarezii品种之间的遗传变异很大,可以利用这一点来识别和推广表现更好的品种。

这项研究首次使用了来自印度尼西亚各地的10个不同K. alvarezii品种,全面比较了它们的生长和产品质量参数。通过“共同花园”实验设计,在相同的环境条件下采用标准化的培养方法进行评估,我们发现不同品种在产量和产品质量上存在显著差异。此外,研究还表明,使用表现更好的K. alvarezii品种可以提高商业海藻养殖场的生产力,农民也非常重视这样的研究成果。

所有用于这些试验的K. alvarezii品种在基因上都是相同的,具有COI标记(Ratnawati等人,2020年)和相同的线粒体单倍型(3),这与所有已培养的K. alvarezii群体中的情况一致(Zuccarello等人,2006年)。众所周知,养殖的K. alvarezii的产量和产品质量存在显著的季节性和区域性差异(Neish,2013年;van Oort等人,2025年)。这种差异可以归因于三个主要因素:K. alvarezii“品系”或品种之间的遗传差异(Zuccarello等人,2006年;Lim等人,2014年),不同的环境条件(特别是温度和营养水平,Mu?oz等人,2004年;Kotiya等人,2011年),以及培养方法(包括种植密度、深度和从种植到收获的培养时间,Hurtado等人,2008年;Gacura等人,2026年)。本研究采用的“共同花园”方法消除了后两个影响因素,使遗传变异成为这些比较中的主要变异性来源(Rose和Garland,2009年;de Villemereuil等人,2016年;Sudatti等人,2021年)。我们的结果表明,印度尼西亚各地K. alvarezii品种之间的遗传变异很大,可以利用这一点来识别和推广表现更好的品种。

尽管养殖的K. alvarezii具有相同的线粒体单倍型(3),但它们之间存在显著的表型可塑性(Zuccarello等人,2006年;Dumilag等人,2016年,2023年;Simatupang等人,2021年;Gacura等人,2026年),这一点在本研究中也得到了验证(图1)。虽然表型可塑性可能是由未测量的遗传差异引发的,但由于这些植物是通过克隆繁殖的,因此这种可能性较低。另一种解释是,K. alvarezii的表型可塑性可能是由于表观遗传相互作用或其他非遗传机制引起的。在不同条件下种植不同品种时观察到的形态和颜色趋同趋势支持了表观遗传因素影响K. alvarezii品种形态和颜色的假设。进一步研究这一方面将有助于识别影响K. alvarezii培养的表观遗传因素。

在第一个共同花园周期中,表现最好的品种(Manado、Gorontalo、Mamuju和Lombok)的产量为146–213克/平方米,而表现最差的品种(Bantaeng、Lampung和Kupang)的产量仅为23–47克/平方米(表1)。这表明表现最好的品种产量是差品的3到6倍。Mamuju品种在三个周期中的存活率一直很高(79–88%),并且其卡拉胶含量也是最高的(表2)。在三个周期中,Mamuju品种的平均年新增产量为0.76千克/平方米。与其他关于K. alvarezii培养的研究相比,这些试验中的生长表现相对较低(< 1千克/平方米/年),需要注意的是,共同花园实验的目的是比较多个品种的生长和存活情况,而这三个试验周期恰好涵盖了“低产”季节(9月至11月),这时Pangkep的农民报告说Kappaphycus的生长情况较差,许多人转而种植更为耐寒的E. denticulatum。印度尼西亚和菲律宾的海藻养殖场的生产力通常较低,为1.1–1.4千克/平方米/年,据称这是由于冰冰病的影响(Valderrama等人,2015年)。印度尼西亚不同地区的K. alvarezii产量也有差异,例如苏拉威西岛的Gorontalo产量为0.4–1千克/平方米(Fadilah等人,2016年),Buton(苏拉威西东南部)为1.2千克/平方米(Afandi等人,2015年),而Bau Bau(苏拉威西东南部)则高达2千克/平方米(Kasim和Mustafa,2017年)。

虽然养殖的K. alvarezii具有相同的线粒体单倍型(3),但它们之间存在显著的表型可塑性(Zuccarello等人,2006年;Dumilag等人,2016年,2023年;Simatupang等人,2021年;Gacura等人,2026年),这一点在本研究中也得到了验证(图1)。然而,我们确实观察到在共同花园地点试验的品种在形态和颜色上存在一定程度的趋同(图1)。虽然表型可塑性可能是由未测量的遗传差异引起的,但由于这些植物是通过克隆繁殖的,这种可能性较低。另一种解释是表型可塑性可能是由表观遗传相互作用或其他非遗传机制引起的。不同品种在相同条件下培养时观察到的形态和颜色趋同趋势支持了表观遗传因素影响K. alvarezii品种形态和颜色的假设。进一步研究这一方面将有助于识别影响K. alvarezii培养的表观遗传因素。

共同花园试验中记录的性能差异在将选定的Mamuju品种与南苏拉威西省三个养殖地点“当地”商业种植的海藻(其来源已不清楚)进行比较时得到了体现。选定的Mamuju品种在Jeneponto的生物量比当地品种高出200%以上,在Barru地点高出400%以上(图3)。相比之下,在Wajo与当地品种相比,Mamuju品种的生物量仅高出24%(图3)。尽管如此,Mamuju品种的平均年产量仍为6.69千克/平方米/年,是三个当地品种平均产量0.56千克/平方米的10倍以上。这些结果表明,通过共同花园方法选定的K. alvarezii品种可以显著提高农场生产力,但这种提升的程度在不同地点可能会有所不同。

获得Mamuju品种的海藻农民对其表现和市场潜力给予了非常积极的反馈。除了因极端天气和洪水导致的Pangkep地区的农民失去培养物外,我们采访的海藻农民在引入该品种五年后仍在继续种植。最近(个人通讯),一些农民使用从Mamuju的养殖场购买的K. alvarezii种子恢复了他们的海藻培养,包括在南苏拉威西政府指导和支持下的Pangkep农民。重新补充养殖物是一个重要的考虑因素,因为各地的海藻生长季节不同,应对低产季节的策略也各不相同。例如,农民可能在温度较高和Kappaphycus冰冰病发生频率较高的时期转而种植Eucheuma(van Oort等人,2025年),尽管Eucheuma的价格较低。

人们认识到需要改进的海藻品种是限制印度尼西亚海藻养殖业持续发展的关键瓶颈(Permani等人,2024年)。我们得出结论,共同花园方法对于比较海藻品种的表现非常有用,可以识别出具有优异表现特征(生长和品质)的品种,以便提供给商业海藻养殖场。通过从关键地区识别并采购这些品种,可以为海藻养殖场提供即时的补充来源,补充区域性的组织培养和野生型eucheumatoids驯化研究,以解决基因多样性方面的问题(Faisan等人,2024年;Gonzaga等人,2025年)。尽管一些品种表现优异,但其表现水平在不同地点和季节间存在差异,这表明可能需要在区域尺度上进行共同花园评估,以最大化这种方法对商业海藻养殖的效益,并进行全年评估以评估疾病和环境之间的关系。与此方法一致的是,需要建立有效的优秀品种分配系统。印度尼西亚的种子苗圃系统(kebun bibit)与海洋事务和渔业部的技术实施单位(TIUs)相关联(Ruhon等人,2024年),该网络可以作为建立区域共同花园实验点的起点,也可以作为商业养殖场的分配中心。然而,由于TIU的数量有限,需要额外的分配机制来将选定的K. alvarezii品种推广到印度尼西亚各地的海藻养殖场。总体而言,共同花园方法是一种技术简单的系统,适用于其他海藻养殖地区,以提高农场生产力并支持沿海社区的生计。
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