马萨诸塞州伍兹霍尔(2025年2月10日)——像大多数水生植被一样,海带正受到气候变化的负面影响。海洋温度变暖导致生长和收获季节缩短,包括糖海带,糖海带是最常养殖的海带物种之一。海带种群的减少可能会对生态系统产生重大影响,并可能对可持续农业食品、饲料、肥料、药品和化妆品的需求不断增长。
为了给海带一个应对气候变化的机会,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的科学家已经确定了海带物种具有自然适应性来应对高温。在发表在《应用生理学杂志》上的一项新研究中,WHOI专家确定了在温暖水域中可能更具弹性的新菌株。
研究人员首先评估了海带配子体的耐热性,母体是受精和产生海带叶的微观雄性和雌性阶段。配子植物是从纽约和缅因州之间的近岸水域收集的14个不同种群中分离出来的。在测试它们对高达24°C(75°F)的温度的耐受性之前,这些在实验室环境中生长了4.5年,直到第二轮研究。
在第二轮研究中,耐热性更強的配子植物与其他耐热性更強的菌株杂交。与此同时,对耐热性较低的菌株进行了杂交。然后,研究人员在受控环境中测试了他们的后代(海带叶片)的耐热性。
WHOI应用物理和海洋工程系的客座研究员、该研究的主要作者Sara Gonzalez说:“糖海带种群之间存在遗传多样性,因此一些海带可能已经具有有用的适应性来应对温度升高。”“我们发现,当我们杂交我们确定的耐热配子植物时,它们产生的海带叶片在热应力下生长得更好,与不耐热的配子植物的后代相比。这是了解如何培育耐热海带并帮助海带农民在变暖的海水中提高产量的可靠性的重要一步。”
该研究领域侧重于在美国东北部发现的菌株,那里的海带床正在减少,在某些情况下,它不再生长。缅因州湾是世界上变暖最快的水体,这一点尤为重要。这里的生产性海带养殖场在应对全球变暖中发挥着作用,通过吸收海洋中的二氧化碳来充当碳汇。海带还可以提高周围环境的pH值,并提供氧气,以帮助减轻海洋酸化的局部影响。
“海帶用途非常广泛。WHOI的水产养殖技术研究专家、该研究的合著者Scott Lindell说:“它还可以转化为新的燃料来源,并有可能减少温室气体和我们对化石燃料的依赖。”“在未来一个更热、更干燥的世界里,很难找到比养殖海藻更好的生物燃料资源。这项研究使我们能够加快耐热海带菌株的繁殖,从而帮助维持该行业。”
Lindell继续说:“未来的研究可以解决海带父母是否将更多的耐热性传递给后代。”“更大的样本量和进一步的工作也可以表明海带基因的哪一部分与耐热性有关。”