衣藻

單細胞，球形或卵形，前端有兩條等長的鞭毛，能遊動。鞭毛基部有伸縮泡1或2個；在細胞的近前端，有紅色眼點一個。色素體常為大型杯狀，具一個蛋白核。細胞壁平滑，不具或具膠被。細胞前端中央具或不具乳突狀突起。無性繁殖產生2~16個遊動孢子；有性生殖為同配、異配和卵式生殖。 ^[4] 

多生活於有機質豐富的小水體或潮濕的土表上。但是池塘、湖泊或河流中也常發現。巢湖常見的浮游種類。 ^[4] 

植物體為遊動單細胞：細胞球形、卵形、橢圓形或寬紡錘形等，常不縱扁；細胞壁平滑，不具或具有膠被。細胞前端中央具或不具乳頭狀突起，具2條等長的鞭毛。鞭毛基部具1個或2個伸縮泡。具1個大型的色素體，多數杯狀，少數片狀、“H”形或星狀等，具1個蛋白核少數具2個、多個。眼點位於細胞的一側，橘紅色。細胞核常位於細胞的中央偏前端，有的位於細胞中部或一側。營養繁殖時細胞進行縱分裂或橫分裂，無性生殖，原生質體分裂產生2—16個動孢子，生長旺盛時期以無性生殖為主，繁殖很快；遇不良環境，形成膠體羣，環境適合時，恢復遊動單細胞狀態。有性生殖為同配、異配，極少數種類為卵式生殖。 ^[5] 

衣藻屬是常見的淡水綠藻。在生長季節裏，衣藻常在營養特別是氮、磷較豐富的坑塘中，有時長成純羣，但在池水或緩流中則常與其他藻類等混生，不易採集。在非生長季很難找到它們。 ^[6] 

衣藻屬植物不論是在清澈的泉水，還是在污水裏都有分佈，但大多數種類產於有機質豐富的小水體或潮濕的表土上，一些種類則喜生於酸性的沼澤水體中，如泥炭蘚衣藻有的甚至在pH為2時還能生活，如嗜酸衣藻，少數特殊的種類分佈在冰霄和極地上，呈紅、黃或褐色。春、秋雨季，它們生長繁殖，可成為純衣藻羣落，使水體呈草色，冬季也可在養魚缸內生長。 ^[2] 

團藻目（Volvocales）是綠藻門（Chlorophyta）綠藻綱（Chlorophyceae）最大的類羣，種類繁多、分佈廣。衣藻屬（Chlamydomonas）是團藻目最大的一個類羣，全世界已報道約500種（包括變種）。 ^[3] 

生殖方式有無性和有性生殖兩種類型。環境適宜時多連續進行無性生殖。無性生殖時，細胞常靜止不動，鞭毛收縮或脱落。其內的原生質體經過1~4次有絲分裂，形成2、4、8或16個子原生質體，隨後各自形成1個遊動孢子，其結構和母體一樣。待母細胞壁膠化破裂時，每個遊動孢子即被釋放出來，並在水中游動，各自長大成1個新個體。衣藻的有性生殖過程也是首先脱去鞭毛，原生質體經過3~6次分裂，產生8、16、32或64個具2條鞭毛的細胞，叫做配子。其形態結構和遊動孢子相同，但更小些。配子釋放出來後，成對地進行融合，每對配子產生1個二倍體的合子。合子分泌產生厚壁，經過休眠，當條件適宜時萌發，首先進行減數分裂，各產生4個單倍體的減數孢子。待合子壁破裂後放出孢子，每個減數孢子各形成一個個體。 ^[7] 

在有機質較豐富的池塘或河水中，於春秋雨季，用浮游網採回衣藻樣品，如果是小水體或淺水域，最好用碗取水，注入網中過濾，鏡檢後倒入培養缸內，置於向陽處，不久可見培養缸壁的水錶面有一條綠線，這是集聚的衣藻。用吸管自綠線處吸取綠水，可得純衣藻羣種，然後在室內長期培養和保存。 ^[2] 

藻種來源於自然水體。在生長季節，找營養豐富含有衣藻細胞的坑塘、池水或緩流取水，帶回實驗室鏡檢。確認水樣中含有衣藻細胞後，利用其趨光性進行分離提純。方法是將水樣倒入燒杯放在陽面房間見光培養。幾小時後在燒杯內水面與杯壁相接處就會有許多遊動的衣藻細胞聚集。用吸管從此部位吸取液體放入預先裝好培養液的另一燒杯繼續培養。此為第一次分離。第一次分離後經3~4天的培養，衣藻細胞通過繁殖由少到多、密度加大，又在水面與杯壁相接處出現聚集的細胞羣，此時可進行第二次分離。經過2~3次分離可得到衣藻細胞的純羣，作為藻種。在分離藻種的同時要做好保存藻種的準備。簡便易行的方法是：取肥土壓碎，挑出碎石和雜物，篩選細面裝入100ml或150ml的錐形瓶內，土層厚度為錐形瓶容積的1/4，再注水至容積的3/4處（留有1/4的空間），塞上棉塞，用鍋蒸煮30分鐘至1小時滅菌，冷卻後即可接種。接種時用吸管從遊動細胞聚集處吸取正在旺盛生長的衣藻種滴入錐形瓶中，接種量要大一些。接種後把錐形瓶放在陰面房間（15~20℃散射光）存放。由於温度、光照等條件的限制，瓶內細胞新陳代謝緩慢，可保存藻種4~6個月。如繼續保存，要進行移種。 ^[6] 

為了在實驗時能觀察到衣藻生活週期的不同階段，可分二次進行擴大培養（室温在20~25℃時期，實驗前8~10天第一次接種，實驗前4~5天第二次接種）。把保存的藻種接種到盛有培養液的燒杯中，放在陽面房間見光培養，每天攪拌2~3次用以通氣，同時注意補充液體保持杯內液麪原有高度。在擴大培養過程中經定量觀察，衣藻細胞的消長情況可分五個階段： ^[6] 

1. 停滯期：接種後24小時左右。由於藻種從保存液中取出時新陳代謝已處於“走下坡路”狀態，同時還要適應新的培養液，所以細胞數量沒有明顯增加。 ^[6] 

2. 加速期：接種後2~4天。藻細胞經過停滯期的恢復，新陳代謝處於“走上坡路”狀態，加之營養、温度、光照等條件適合，無性生殖旺盛，細胞數量迅速增加。 ^[6] 

3. 均衡生長期：接種後約5~7天。由於羣體密度加大，營養物質消耗，細胞增殖速度轉慢，細胞的死亡和生成處於動態平衡狀態，細胞密度波動較小。 ^[6] 

4. 減速期：接種後約8~10天。由於培養液中某些必須元素的耗竭、pH的變化、抑制生長的代謝產物的增加、老化細胞的死亡和自溶，使羣體密度很快下降。 ^[6] 

5. 穩定期：約接種10天以後。羣體密度減少到一定程度後，又處於低水平的相對穩定狀態。 ^[6] 

在上述條件下，接種後4~7天的培養液中細胞新陳代謝旺盛、生長繁殖迅速，取材觀察可以看到衣藻的營養細胞、孢子囊、孢子、膠羣體。 ^[6] 

培養液中個體較大的營養細胞。很多，生理上亦很活躍，在顯微鏡視野中可以清楚地看到衣藻營養細胞的形態和運動。加碘液染色後觀察細胞內的葉綠體、蛋白核、眼點、鞭毛等顯微結構也較方便。 ^[6] 

從培養液細胞聚集處取材可以看到孢子囊和孢子。衣藻孢子囊的產生是在有利條件下開始的，通常在夜間由營養細胞分化形成。細胞的原生質體發生幾次連續縱裂，形成4、8或16個孢子，囊壁破裂時釋放，形成新個體。 ^[6] 

取燒杯底部或壁上的膠狀物作裝片觀察可以看到衣藻的膠羣體。在擴大培養過程中，由於培養液內各種條件的變化，部分孢子囊內的各種原生質體不長出鞭毛，連續分裂幾次併產生膠質包被，孢子囊壁也膠質化，形成了膠羣體狀態。條件好轉時，膠羣體內的細胞各自長出鞭毛，從破裂的囊壁中游出，發育成新個體。 ^[6] 

在擴大培養過程中約從減速期開始出現配子囊。配子囊也是由營養細胞形成，其過程與產生孢子囊相似。配子囊內原生質體分裂形成8、16或32個具鞭毛的遊動配子，囊壁破裂時放出。配子雖然與孢子形態相似，但其體小且常呈窄橢圓形，仔細鏡檢觀察方可識別。 ^[6] 

從接種10天以後的培養液中取出底部綠色膠狀物，裝片觀察，可見合子的發育。衣藻屬合子的發育是一個連續過程。這可人為地分為三個階段。第一階段為兩個配子融合後形成具四條鞭毛能遊動的合子，橢圓形或卵圓形，綠色。第二階段為合子遊動數小時後鞭毛脱落、形態變圓、顏色由綠變為黃綠色。第三階段為合子原生質體分泌的物質形成次生壁和初生壁上的角突。合子成熟時體積增大或不增大，隨種類不同而異，但它們總是積累油類和澱粉而且變成黃紅色。合子休眠時間約3—4個月，隨種類和生態條件的不同而有差別。合子萌發發生在黑暗的條件下，其過程為2倍體的細胞核發生減數分裂，合子的內壁層分解，帶有紋飾的外壁層開裂，放出4或8個單倍體能遊動的有性孢子，進而發育成營養細胞。 ^[6] 

到20世紀40年代至50年代，Lewin、Ruth、Sager以及一些其他人把衣藻的幾個種發展成為實驗生物體。經過多家實驗室的篩選，已經建立了許多株系，其中研究最為廣泛是萊哈衣藻（Chlamydomonas reinhardtii，國內簡稱之為萊氏衣藻、萊茵衣藻）屬的一些株系，衣藻基因組計劃（包括全基因組計劃及EST計劃）選擇的也是這種衣藻。現在，全球100多家著名實驗室已建立了衣藻實驗生物學研究體系及多個研究主題和相應的遺傳系統，奠定了衣藻的學術地位。 ^[8] 

衣藻是一種單細胞真核綠藻，素有“綠色酵母”（green yeast）之稱。衣藻與酵母有許多共同之處，如生長週期簡單，生長快，世代時間短，可以在平板上形成單克隆，也能進行液體培養，以單倍體與二倍體兩種形式生長，能對其配子的發育過程進行四分子分析。當然，衣藻也有其獨特之處：光照和黑暗條件下均能生長，且能把外界提供的碳源與光合成的碳物質分開；是目前惟一能特異地對線粒體、葉綠體與核分別建立轉化系統的生物；顯然，在酵母已經奠定了其模式生物的角色以後，再選擇一個“綠色”的酵母來作為植物的模式生物，可謂之應運而生，因為許多細胞學問題不可能在酵母中實現，如：光合成（photosynthesis）的途徑、生物的機動性（motility）、趨光性（phototaxis）與感光（lightperception）、鞭毛（flagella）、中心粒（centrioles）、軸絲（axoneme）與基體（basalbodies）、植物細胞週期的調控與細胞識別、葉綠體的生物發生（chloroplastbiogenesis）及其遺傳（inheritance）、植物細胞的凋亡、葉綠體的轉化，以及葉綠體DNA的損傷與修復等。 ^[8] 

衣藻在葉綠體與光合成方面的研究成果最為豐富，利用物理與化學方法篩選、分子遺傳學與基因工程手段（如缺失、插入、轉座子等方法）創造了大量的有關的突變體，開展了相關的研究。 ^[8]