温度、辐照度和培养基对抗甲烷海藻——越南芽庄塔形刺松藻果孢子释放与萌发的影响

《Regional Studies in Marine Science》：Effects of temperature, irradiance, and culture medium on carpospore release and germination of the antimethanogenic seaweed Asparagopsis taxiformis from Nha Trang, Vietnam

【字体：大中小】 时间：2026年09月08日 来源：Regional Studies in Marine Science 2.7

编辑推荐：

　　 •首次报道越南热带Asparagopsis taxiformis的育苗协议。•当地生殖潜力高，每厘米结胞子囊12.3 ± 4.8个。•果孢子存活率与萌发率在24–28°C的狭窄温度范围内达到最佳。•自然诱导法释放的孢子数量是机械释放方法的5–10倍。•f/2培养基在21 μm

•
首次报道越南热带Asparagopsis taxiformis的育苗协议。
•
当地生殖潜力高，每厘米结胞子囊12.3 ± 4.8个。
•
果孢子存活率与萌发率在24–28°C的狭窄温度范围内达到最佳。
•
自然诱导法释放的孢子数量是机械释放方法的5–10倍。
•
f/2培养基在21 μmol photons m?2 s?1光强下促进早期幼体生长。

引言

由温室气体排放过多所驱动的全球气候变化日益加剧，导致全球范围内与气候相关的事件愈发严重。在温室气体中，甲烷（CH?）被认为尤为重要，因为其100年时间尺度上的全球增温潜势约为二氧化碳（CO₂）的27–30倍（IPCC, 2021）。近期研究表明，甲烷的增温效应远强于CO₂，使甲烷减排成为全球紧迫的优先事项（Wasson et al., 2022, de Vos et al., 2025）。除化石燃料行业外，农业活动已成为甲烷排放的主要来源，主要来自反刍动物的肠道发酵。全球牲畜贡献了约14–15%的人为温室气体总排放量（FAO, 2013, Glasson et al., 2022），而牲畜产生的甲烷占全球人为甲烷排放的近32%，其中牛是最大的来源（FAO, 2023）。因此，减少肠道甲烷排放已成为提高环境可持续性和缓解气候变化的重要目标。

在众多自然甲烷减排策略中，红藻属Asparagopsis（鲍特菜科）已发展成为减少反刍家畜肠道甲烷排放最具前景的生物学解决方案之一（Kinley et al., 2016）。多项研究表明，饲喂Asparagopsis可使人肠甲烷排放减少50–98%，具体取决于补充水平和饲喂条件（Machado et al., 2016, Kinley et al., 2020, Roque et al., 2021a, Roque et al., 2021b）。这些抗甲烷效果主要归因于卤代次生代谢产物，尤其是溴仿（CHBr?），它能抑制甲基辅酶M还原酶——一种由瘤胃古菌参与产甲烷的关键酶（Paul et al., 2006, Mata et al., 2012）。由于具有强大的减甲烷能力，Asparagopsis作为可持续饲料添加剂受到了国际广泛关注和重视，具有重大的环境和经济潜力。

尽管具有生物技术应用潜力，但Asparagopsis的大规模商业化应用仍受到缺乏可靠且可扩展的生物量生产系统的制约（Zhu et al., 2021, Statton, 2024）。该属物种，包括泛热带A. taxiformis（Delile）Trevisan和温带A. armata Harvey，具有复杂的异形三阶段生活史（Bonin and Hawkes, 1987, Zanolla et al., 2014）。这种生活史在宏观的单倍体配子体、微观的二倍体果孢子体和丝状二倍体四孢子体阶段（传统上称为Falkenbergia阶段）之间交替（Chihara, 1961, Bonin and Hawkes, 1987, Zanolla et al., 2022, Rule et al., 2025）。

虽然宏观配子体是最终基于海洋栽培的首选目标，但丝状四孢子体因其能够快速进行营养繁殖以及易于在全年陆基系统中维持，成为大规模生产的主要工业基础（Mata et al., 2012, Zhu et al., 2021, Statton, 2024）。然而，从野外采集的丝状体建立可靠的四孢子体培养品系往往受到严重的附生污染和该阶段在自然珊瑚礁环境中相对稀少的限制（Zhu et al., 2021, Rule et al., 2025）。因此，确保获得单藻且遗传一致的原始品系的可行途径是采集成熟的野生配子体，使其携带有繁殖力的胞子囊，以便促进果孢子的受控释放和萌发（Statton, 2024, Rule et al., 2025）。从果孢子释放到建立健壮四孢子体生物量的这一转变——代表着任何商业化育苗管线的关键起点。尽管其重要性显而易见，但针对许多地理隔离种群，特别是分布于东南亚的热带谱系，优化果孢子表现所需的特定非生物因素仍然知之甚少（Mihaila et al., 2023, Theobald et al., 2024, Torres et al., 2024）。

在越南，A. taxiformis（越南语中称为"Rong m?ng leo"或"Rong h?i tùng"）已被记录超过半个世纪，其分布沿海岸线从广治省到坚江省延伸约2,500公里（Pham, 1969, Do and Do, 2013）。实地调查已确认该物种是越南中部礁体相关海洋植物的常见组成部分（Nguyen et al., 2013）。位于越南中南部的芽庄具有热带海洋环境特征，全年海水温度约为24.4–29.1°C（Chung et al., 2024），且年辐射量相对较高（Le et al., 2023），共同为A. taxiformis的分布提供了有利条件。近年来，芽庄也已报告有A. taxiformis的存在（Nghia and Minh-Thu, 2025）。尽管该物种的分布已得到相对充分的记录，但关于越南种群繁殖物候学、生活史转变和育苗需求的基础生物学信息仍然匮乏。这些信息对于发展本国基于Asparagopsis的水产养殖业至关重要，该产业能够为全球甲烷减排做出贡献。

因此，本研究旨在评估从越南芽庄采集的A. taxiformis系的生殖潜力并确定其早期发育的有利条件。具体研究了：(1) 野生种群中生殖结构的密度与成熟度；(2) 不同孢子释放方法下果孢子产量与培养纯度的权衡；(3) 温度、光照和营养培养基对果孢子萌发及后续向四孢子体阶段转变的交互效应。本研究结果为在中部越南建立可持续的育苗系统提供了必要的基础数据，同时有助于更深入地了解这一具有重要生态和经济意义的海藻物种的本地适应与培养生物学。

章节摘要

藻类采集

根据经验丰富的藻类学家的实地观察，A. taxiformis在越南广义省的繁殖季节通常从春季到初夏。因此，从二月起以两周为间隔进行初步调查，直至观察到成熟的胞子囊。随后在2025年3月及之后从越南广义省鸿葱岛（12.274154^o N, 109.193231^o E；图1见Nghia and Minh-Thu, 2025）采集了A. taxiformis的成熟果孢子体，

环境背景与样品特征

在主要采集期间（2025年3月和2026年4月）记录的鸿葱岛芽庄的环境参数将该生境特征化为一个稳定的高能量热带海洋生态系统。

采集点处的海表温度（SST）从2025年3月的26.2–27.2°C到2026年4月的27.0–28.5°C（表1）。这种热制度是越南中南沿海春夏过渡期的典型特征。所观察到的海表温度与已报道的

结论

本研究建立了越南Aspargopsis taxiformis生殖栽培的首个基线数据集。芽庄的野生种群显示出作为种子库源的强大潜力，其特征是高生殖密度，每厘米12.3 ± 4.8个胞子囊。研究结果进一步表明，24–28°C的相对狭窄温度范围支持100%的果孢子存活和萌发。在测试的培养条件中，自然诱导与f/2培养基

未引用参考文献

(de Bettignies et al., 2018, Ní Chualáin et al., 2004, SeaTemperature.info, 2026, Zanolla et al., 2017a)

CRediT作者贡献声明

Khuc Thi An：调查。Nguyen Thi Nhu Thuong：调查。Nguyen Thi Kim Cuc：调查。Tran Ngoc Khanh：资源。Thi Minh-Thu Pham-：写作——初稿、验证、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究由越南教育与培训部（MOET）资助，项目编号：B2026-TSN-25。同时感谢澳大拉西亚农业公司（Australasia Agriculture Company Limited）越南分公司的支持。

本工作贡献于位于越南广义省芽庄市芽庄大学建校50周年的庆祝活动。

引言