CN113973799A - 羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海藻养殖技术领域，具体涉及羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用，本发明以羟乙基磺酸作为杀藻剂来清除吸附型底栖硅藻，由于本发明使用的杀藻剂‑羟乙基磺酸是异枝江蓠的提取物，与传统的清除硅藻方法相比具有以下显著优点：(1)在自然环境中易于降解，不会产生二次污染；(2)见效快，在3mM/L的羟乙基磺酸处理下，2天后对吸附型底栖硅藻的抑制率已超过50％，且操作简单，节约人力；(2)价格低廉，容易获取。可见，本发明的清除吸附型底栖硅藻方法是一种环保、高效、经济的底栖硅藻防除法。

Description

羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用
技术领域
本发明属于海藻养殖技术领域，具体涉及羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用。
背景技术
近年来，随着海藻养殖面积和密度的增加，海区养殖环境发生了恶化，导致经济海藻病害频繁发生，造成海藻品质、产量下降，从而严重制约海藻产业的快速发展。其中，有害藻暴发(HABs)是导致经济海藻疾病产生的重要原因之一。HABs是一种复杂的现象，涉及多种藻类，会出现在淡水和海水区域，并通过分泌毒性次生代谢物来破坏原生生态系统。2015年美国西海岸发生了由海洋吸附型硅藻(澳洲拟菱形藻)组成的大面积HABs，对当地经济造成了前所未有的冲击。海洋硅藻是海洋植物中的主要类群，分为浮游和底栖两大类，具有种类多、数量大、繁殖快等特点。其中，底栖硅藻具有吸附于水底岩石、泥沙或生物体表面的特性，而大型藻类是最常见的吸附型底栖硅藻宿主。因此，在经济海藻人工育苗和海区养殖过程中，海藻幼苗和成体均会受到吸附型底栖硅藻不同程度的污染，尤其是在高密度经济海藻养殖区域中，从而引起严重的经济海藻病害，这样的病害一旦发生会毁掉经济海藻养殖的收成，对当地海藻产业带来巨大的经济损失。
目前，生产上常用于防除底栖硅藻的方法主要有物理防除法和化学防除法。其中，物理防除法为通过干燥、冷藏、淡水冲洗、浸泡等物理法防除底栖硅藻，虽然能短时间内清除一定量的附着底栖硅藻，但是防除效果持续性差、耗费时间长、人力成本高。化学防除法为通过往养殖环境中添加化学试剂(比如：二氧化锗等)来清除硅藻，虽克服了物理防除法的缺陷，但化学防除法的使用面积有限，对养殖产品也具有一定的副作用，且易破坏养殖环境。另外，虽然物理防除和化学防除这些理化控制方法在短期内有效，但经过一段时间后可能会失效或对环境产生潜在的长期不利影响。因此，非常有必要研究一种环保、高效、经济的底栖硅藻防除法。
随着化感作用的兴起，越来越多的化感物质被用作生物防除。化感物质被认为是对环境友好且能有效控制有害藻暴发的物质，这是因为化感物质具有低污染、易于降解的特性。但目前鲜有关于使用生物防除法防除吸附型底栖硅藻的报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用，即以羟乙基磺酸作为杀藻剂来清除吸附型底栖硅藻，既环保，又高效、经济。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明提供了羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用。
羟乙基磺酸，也称2-羟乙基磺酸，2-羟基乙烷磺酸，其CAS号为107-36-8，其结构如下所示：
Figure BDA0003300312250000021
优选地，所述吸附型底栖硅藻包括但不限于新月菱形藻。
本发明还提供了一种清除吸附型底栖硅藻的方法，即以羟乙基磺酸作为杀藻剂来清除吸附型底栖硅藻。
上述的清除吸附型底栖硅藻的方法，具体为：往吸附型底栖硅藻的生长水域中添加一定浓度的羟乙基磺酸作为杀藻剂，从而达到清除吸附型底栖硅藻的目的。
优选地，所述羟乙基磺酸的终浓度为1-3mM/L。
进一步地，所述羟乙基磺酸的终浓度为3mM/L。
优选地，所述吸附型底栖硅藻包括新月菱形藻。
优选地，所述吸附型底栖硅藻的生长水域为海藻养殖的海水区域。
优选地，所述吸附型底栖硅藻的生长水域的水温为22±1℃，盐度为30±1‰，pH为7.0-8.5。
本发明还提供了上述的清除吸附型底栖硅藻的方法在海藻养殖中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用，即以羟乙基磺酸作为杀藻剂来清除吸附型底栖硅藻，由于本发明使用的杀藻剂-羟乙基磺酸是异枝江蓠的提取物，与传统的清除硅藻方法相比具有以下显著优点：(1)在自然环境中易于降解，不会产生二次污染；(2)见效快，在3mM/L的羟乙基磺酸处理下，2天后对吸附型底栖硅藻的抑制率已超过50％，且操作简单，节约人力；(2)价格低廉，容易获取。可见，本发明的清除吸附型底栖硅藻方法是一种环保、高效、经济的底栖硅藻防除法。
附图说明
图1为羟乙基磺酸处理后新月菱形藻的生长曲线；
图2为羟乙基磺酸对新月菱形藻的抑制效果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到。
实施例1羟乙基磺酸的获取
羟乙基磺酸提取自异枝江蓠。异枝江蓠采自海南省文昌市冯家湾(19°24′49″N,110°42′53″E)。取20mg异枝江蓠干粉样本于1.5mL离心管中，加入400μL提取液(乙腈：甲醇＝1：1)，涡旋混匀30s后，低温超声提取30min(5℃，40KHz)，将样品于-20℃静置30min，4℃、13000g离心15min，移取上清液，氮气吹干,加120μL复溶液(乙腈：水＝1:1)复溶，低温超声萃取5min(5℃，40KHz)，4℃、13000g离心5min，移取上清液至带内插管的进样小瓶中上机进行质谱分析，样本制备设计6个平行。取等体积的所有样本代谢物混合制备成质控样本(QC)，在仪器分析过程中，每8个样本中插入一个QC样本，以考察整个分析过程的重复性。色谱条件为：10uL样本经BEHC18色谱柱(100mm×2.1mm i.d.,1.8μm)分离后进入质谱检测。流动相A:水(含0.1％甲酸)，流动相B:乙腈/异丙醇(1/1)(含0.1％甲酸)。分离梯度：0-3min，流动相A从线性95％降至80％，流动相B从线性5％升至20％；3-9min，流动相A从线性80％降至5％，流动相B从线性20％升至95％；9-13min，流动相A线性维持5％，流动相B线性维持95％；13.0-13.1min，流动相A从线性5％升至95％，流动相B从线性95％降至5％；13.1-16min，流动相A线性维持95％，流动相B线性维持5％。流速为0.40mL/min，柱温为40℃。质谱条件为：样品质谱信号采集采用正负离子扫描模式，质量扫描范围(m/z)：50-1000。离子喷雾电压，正离子电压5000V，负离子电压4000V，去簇电压80V，喷雾气50psi，辅助加热气50psi，气帘气30psi，离子源加热温度500℃，20-60V循环碰撞能。上机完成之后，LC-MS原始数据导入代谢组学处理软件ProgenesisQI(WatersCorporation，Milford,USA)，并采用该软件进行代谢物注释、数据预处理等。根据软件分析得出的结果，从阿拉丁试剂网购买相应的羟乙基磺酸标准品【即通过线性分离检测和代谢组学软件分析得出羟乙基磺酸为异枝江蓠提取上清液的高含量化学成分，再基于软件注释出的CAS号(CAS号：107-36-8)购买相应的羟乙基磺酸标准品】。
实施例2一种清除吸附型底栖硅藻(以新月菱形藻为模型)的方法
(1)选择水容量为600L的PE塑料材质方形无盖水箱，箱壁经刷洗后，用浓度为5mg/L的高锰酸钾溶液反复泼洒箱壁，浸泡10分钟，再用消毒过的海水冲洗干净。
(2)往洗干净的水箱中注入新鲜的砂滤海水，进水口套一个500目的滤袋，防止敌害生物的进入，进水至500L。用50mL30％有效氯的漂白液消毒海水，静置6小时。海水使用前，再添加9.24g硫代硫酸钠进行中和，并充分曝气3小时。
(3)往蓄有消毒海水的水箱内添加一定量的羟乙基磺酸，使其终浓度分别为1、3、5、7mM/L，并设置不添加羟乙基磺酸的对照组。选择处于相同指数生长期的新月菱形藻细胞(购自上海光语生物科技有限公司)进行接种，接种后水箱内的新月菱形藻细胞的浓度均为30×107个/L，然后加入0.8g/L的礁膜藻体(采自湛江市硇洲岛谭北湾)，最后往水箱内加入0.5LNaNO3母液、0.5LNaH2PO4·H2O母液、1.5LNa2SiO3·9H2O母液、0.5L微量金属母液对海藻进行加富培养，让其更快更好的生长，其中NaNO3母液的浓度为8.82×10-4M，NaH2PO4·H2O母液的浓度为3.62×10-5M，Na2SiO3·9H2O母液的浓度为3.18x10-4M,微量金属母液包括FeCl3·6H2O(1.17×10-5M)、Na2EDTA·2H2O(1.17×10-5M)、CuSO4·5H2O(3.93×10-8M)、Na2MoO4·2H2O(2.60×10-8M)、ZnSO4·7H2O(7.65×10-8M)、CoCl2·6H2O(4.20×10-8M)、MnCl2·4H2O(9.10×10-7M)，上述母液均用去离子水配制。培养过程中通过气石充空气，水温通过温控系统(智能温控潜水型电热管，属于紫铜恒温加热器，购自兴化市文鑫电热电器有限公司)维持在22±1℃，盐度维持在30±1‰，pH用碳酸氢钠维持在7.0-8.5，光照强度维持在2500±100lx，光暗周期为12h：12h，实验周期为10天，每两天对各组的新月菱形藻进行细胞计数。
通过图1、图2所示的细胞密度与抑制率统计结果可知，终浓度分别为1、3、5、7mM/L的羟乙基磺酸均能有效降低新月菱形藻的生长密度，且降低效果呈浓度依赖性。其中，终浓度分别为3、5、7mM/L羟乙基磺酸的试验组对新月菱形藻生长的降低效果最为显著。然而，进一步观察羟乙基磺酸对礁膜的影响发现，经羟乙基磺酸处理2天后，5、7mM/L处理组的礁膜藻体出现死亡发白的现象。而1、3mM/L羟乙基磺酸处理组的礁膜藻体色泽和柔软度无明显变化，且3mM/L羟乙基磺酸处理组在第十天对新月菱形藻的抑制率达到77％。可见，1-3mM/L的羟乙基磺酸可以有效防除新月菱形藻，且对经济海藻(比如礁膜藻)的正常生长无不良影响，说明在经济海藻人工育苗和海区养殖过程中，可以通过羟乙基磺酸对新月菱形藻等吸附型底栖硅藻进行清除，从而提高经济海藻人工养殖的经济效益。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.羟乙基磺酸在清除吸附型底栖硅藻中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述吸附型底栖硅藻包括新月菱形藻。
3.一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，以羟乙基磺酸作为杀藻剂来清除吸附型底栖硅藻。
4.根据权利要求3所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，往吸附型底栖硅藻的生长水域中添加一定浓度的羟乙基磺酸作为杀藻剂，从而达到清除吸附型底栖硅藻的目的。
5.根据权利要求3或4所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，所述羟乙基磺酸的终浓度为1-3mM/L。
6.根据权利要求5所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，所述羟乙基磺酸的终浓度为3mM/L。
7.根据权利要求3或4所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，所述吸附型底栖硅藻包括新月菱形藻。
8.根据权利要求4所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，所述吸附型底栖硅藻的生长水域为海藻养殖的海水区域。
9.根据权利要求4所述的一种清除吸附型底栖硅藻的方法，其特征在于，所述吸附型底栖硅藻的生长水域的水温为22±1℃，盐度为30±1‰，pH为7.0-8.5。
10.权利要求3-9任一项所述的清除吸附型底栖硅藻的方法在海藻养殖中的应用。
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