利用ISSR 分子标记技术分析浙江沿海4 株坛紫菜的遗传多样性

利用 ISSR 分子标记技术对采自浙江省南麂岛和渔山列岛的4株不同形状野生坛紫菜(Porphyra haitanensis)进行了遗传多样性分析.从33条引物中筛选出11条可扩增出清晰条带的引物,在4株坛紫菜中共扩增出62条 DNA 带,其中多态性条带比例达88.71%.遗传距离分析表明4株坛紫菜之间的遗传距离范围是0.3226~0.6129,聚类分析结果表明渔山列岛坛紫菜遗传距离最近,而南麂岛的两株坛紫菜则距离相对较远.该研究说明浙江附近岛屿的野生坛紫菜遗传多样性丰富     

用于紫菜无性系种质鉴定的计算机化DNA指纹的建立

研究用RAPD技术对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)、坛紫菜(P.Haitanensis)、半叶紫菜(P.Katadai var.Hemiphylla)和少精紫菜(P.Oligospermatangia)的15个无性系丝状体进行了遗传多样分析,用120个Operon引物进行了筛选,从中选用来自OPJ-18和OPN-02扩增出的8条多态性条带构建了这15个紫菜无性系的DNA指纹图谱,在该图谱中每个紫菜无性系均有各自特异的DNA指纹.用1和0分别表示DNA带的出现和缺失,将各个无性系的DNA指纹用计算机语言表示,建立了15个紫菜无性系的计算机化DNA指纹;在此基础上设计了紫菜无性系种质鉴定的计算机软件PhGI.     

RSAP标记技术在紫菜遗传多样性检测及种质鉴定中的应用

限制性位点扩增多态性（restriction site amplification polymorphism，RSAP）是根据基因组内普遍存在的酶切位点来设计特殊的引物，通过简单的梯度PCR反应来产生多态性。本研究首次将RSAP标记技术成功应用于紫菜遗传多样性检测和种质鉴定。利用所建立的适合于紫菜RSAP分析的PCR反应体系和反应条件，使用30对引物对15个紫菜系DNA进行了PCR扩增，经过3次重复验证，有12对引物能够扩增出清晰且稳定的条带。这12对引物共扩增出413条带，其中408条为多态性条带，多态性比例96％，平均每对引物产生34条多态性条带，片段大小在50-500bp之间。利用这413条带进行聚类分析，产生了这15个紫菜系的进化树。15个紫菜系在0.69相似系数水平上分为两大类：一类包括坛紫菜；另一类包括条斑紫菜和少精紫菜。选2对引物R1／R6和R3／R4所扩增的10条稳定且重复性好的条带，构建了这15个紫菜系的RSAP-DNA指纹图谱。在该指纹图谱中，每个紫菜系都有其独一无二的指纹模式，能够很容易地与其它紫菜系相区分。     

坛紫菜品系间杂交子代杂种优势的ISSR分析

以野生型坛紫菜(♀)和经过人工诱变选育获得的红色型(♂)坛紫菜进行杂交获得丝状体和叶状体,从中挑选5株具有一定生长优势和其它经济性状的藻体分别进行体细胞克隆和丝状体培育,获得5个性状稳定的子代品系(品系A,B,C,D,E)。然后应用ISSR标记技术对杂交亲本及这5个子代品系的杂种优势进行研究,从67个引物中筛选出了21条能扩增出清晰、稳定条带的引物,共得到366个扩增位点,其中347个位点具有多态性,多态位点百分率达94.8%,扩增的条带大小在400~4 000 bp之间。通过对扩增带谱的统计分析,发现5个坛紫菜杂种子代品系同父本和母本的遗传相似性平均值分别为0.519 1和0.555 1,都明显低于两亲本间的遗传相似性0.6120;并且5个杂种子代的有效等位基因数1.550 1,期望杂合度0.320 0,Shannon多样性指数0.472 0都要明显高于两亲本的有效等位基因数1.390 7,期望杂合度0.195 4和Shannon多样性指数0.270 8。由此表明杂交使得坛紫菜的遗传多样性水平明显提高,产生了显著的杂种优势。从扩增带谱的统计结果,还可看出5个杂种子代同两亲本的遗传距离不是对等的,全部都稍偏向母本,聚类分析结果也同样证明了这一点,说明细胞质基因在坛紫菜遗传性状的表达中也发挥了重要作用。文章最后对ISSR技术在杂种优势预测中的应用也进行了讨论。     

条斑紫菜5个栽培品系的ISSR分析

利用ISSR-PCR方法对条斑紫菜(Porphyrayezoensis)5个栽培品系进行遗传多态性分析,优化了PCR反应体系和反应参数。从100个ISSR引物中筛选23个引物扩增了217个DNA片段,其中201个片段呈现多态性,占总扩增片段的92.6%。依据扩增结果进行遗传相似性和遗传距离分析,构建分子树状图。结果表明,在条斑紫菜5个品系中,采自南通海区的2个品系首先聚在一起,其遗传距离为0.3897;接着依次和来自青岛的2个野生品系聚类,两个野生品系间的距离为0.4299;原种来自日本的样品与其他4个样品相距最远,平均遗传距离为0.4469。同时,5个紫菜品系的ISSR分析中产生了一些特有的指纹图谱,可进一步应用于种质分析的研究。     

几种紫菜种质资源遗传多样性的RAPD分析

用随机多态DNA(RAPD)标记方法对11个紫菜(Porphyra)样品进行遗传多样性检测,从46个随机引物中筛选出27个有效引物,共扩增出282条DNA带,其中多态位点224个,占79．4％。用类间平均链锁法对各样品间的遗传距离进行聚类分析。结果显示,2个条斑紫菜之间的亲缘关系很近,遗传相似系数达98．1％,和坛紫菜的亲缘关系较远;坛紫菜不同样品间的遗传相似系数在75．8％～90．6％之间,表明坛紫菜种质资源具有丰富的遗传多样性,是良种选育的遗传基础。     

利用AFLP技术研究条斑紫菜的遗传变异

利用AFLP技术对11个条斑紫菜品系进行了研究.由16对引物共扩增出778条谱带,其中仅15条为共有谱带,多态位点的比例高达98.07%.日本鹿儿岛,我国的青岛、江苏、浙江等不同地点的野生或栽培条斑紫菜品系之间最近的遗传距离为0.180(两个日本样本之间),最远为0.397(日本样本与江苏样本之间),属于物种内种群间的遗传变异.聚类结果显示日本的样本与青岛的野生样本间的遗传相似系数较高而聚合在一起;浙江野生条斑紫菜与江苏的样本遗传距离相近,聚合在一起.结果表明,我国条斑紫菜的遗传多样性程度较高而且各品系间的遗传距离与其地理间距呈正相关关系.     

条斑紫菜(Porphyra yezoensis)遗传多样性的AFLP分析

利用扩增片段长度多态性技术(AFLP)分析了13个条斑紫菜品系,在80对引物中,有11对能得到重复性好的多态性扩增条带,共扩增出619条谱带,每对引物扩增带数为40—77条,并且各对引物扩增结果均显示样品间存在差异。共得到609条多态性条带,多态位点的比例高达98.38%。根据AFLP图谱计算了不同样品间的遗传距离(GD)和相似性系数(GS)。聚类结果显示,品系海安与二室间的遗传相似系数较高而聚合在一起,不同样品间的相似性系数介于0.595—0.845之间。结果表明,条斑紫菜的遗传多样性极为丰富,而部分材料间的遗传距离有随地理间距增大而逐渐增大的趋势。聚类分析结果反映了目前条斑紫菜养殖品种间存在着相互混杂。     

坛紫菜品系间遗传差异的RAPD分析

利用RAPD技术对六个坛紫菜品系进行了研究,从107条随机引 物中筛选10条随机引物,一共扩增出93条可重现的片段。经统计分析,六个品系间的遗传相 似系数在0.246～0.636之间。其中浙江北部沿海栽培品系间的相似系数最高为0.636.地 域间品系的遗传相似系数最低为0.246。六个品系用UPGMA方法得到的聚类关系符合传统的地 域和表型关系。通过对照品系间有稳定差异的DNA条带,表明RAPD标记是坛紫菜品系鉴定和 遗传多样性分析的有效手段。     

五种紫菜同工酶标记的遗传分析

用垂直凝胶电泳来研究采自中国的（条斑紫菜×坛紫菜）杂交种、坛紫菜、条斑紫菜、少精紫菜、半叶紫菜的同工酶多态性。然后分析最小可能位点数和观察同位基因数、遗传差异性和采用平均连接聚类法。选取23种酶带中的六个酶（MDH，ME，LDH，GDH，IDH和G-6-PDH）进行分析。最小可能等位基因位点数显示五种紫菜在ME等位基因位点都只有一个。LDH和GDH等位基因位点半叶紫菜和少精紫菜和另外的三种紫菜不同，而在分析MDH时半叶紫菜比较独特。在IDH位点分析时少精紫菜和坛紫菜和其他三种不同，而条斑紫菜和坛紫菜和其他三种不同在G-6-PDH位点不一致。总的来看，最小可能等位基因位点数分析半叶紫菜是最分离的。遗传多样性结果分析表明当遗传相似度为0．7550时，五种紫菜中的遗传变异研究受到限制。条斑紫菜和坛紫菜的杂交种非常接近少精紫菜。当遗传相似度达到0．8937时，出乎意料的是条斑紫菜和坛紫菜遗传同一。性很低。条斑紫菜4个株系的平均遗传相似度仅为0．7428，差异比较大。在所有紫菜中半叶紫菜是最分化的分支，它与最小可能等位基因位点数分析一致。     

福建海区条斑紫菜的栽培试验

本文报告了对采集自福建自然海区的条斑紫菜进行的2a栽培试验。结果表明，条斑紫菜壳孢子的放散时间比坛紫菜迟1－1．5个月；壳孢子放散延续时间比坛紫菜长；放散高峰期间出现在11月中旬；骤然降温可以促进壳孢子集中放散；单孢子放散以水温20℃左右较佳。莆田及其以北海区可能比厦门更适宜栽培条斑紫菜。     

坛紫菜ISSR反应体系的建立与优化

为了利用ISSR分子标记技术对坛紫菜(Porphyra haitanensis)种质资源进行遗传分析及种质鉴定,获得清晰稳定、重复性好、多态性高的扩增结果,对影响ISSR-PCR扩增的多个因素,包括DNA模板含量、Mg2+浓度、TaqDNA聚合酶含量、引物浓度、dNTP浓度以及复性温度进行了全面比较和优化,建立了坛紫菜种质资源ISSR-PCR扩增的最佳反应体系:25μL的反应体系中含2.5μL 10×PCR缓冲液,5 ng模板DNA,2.5 mmol/L Mg2+,1.5 UTaqDNA聚合酶,200 nmol/L引物,200μmol/L dNTP。最佳PCR扩增程序:94℃预变性7 min;每个循环94℃变性1 min,48℃复性45 s,72℃延伸2 min,共进行35个循环;循环结束后72℃再延伸7 min。     

Induction Effect and Genetic Analysis of NG to Conchospores of Porphyra

The new spreading conchospores ot Porphyra yezoensis, P. haitanensis and P. katadai var. hemiphylla are induced by N-Methy-N‘-Nitro-N-Nitrosoguanidine (NG), a strong mutagen to induce the mutant of chromatophore. It is showed that (1) no mutants have been investigated in all control group. (2)The conchospores of all the three species of Porphyra are easy to be induced by NG for they are in the stage of breeding, In the lowest dose (10 μ g/mL) of this experiment, the mutant rate of P. yezoensis is up to 57.9%, that of P. haitanensis 30.7% and that of P. katadai var. hemiphylla 51.7%. (3)The mutant rate can not increase obviously by increasing the reagent concentration or prolonging the induction time. Within the scope of experiment, the inducement effects of three species of Porphyra ar e much similar, and the mutant rate is near 50%. The optimum induction concentration of NG is 10 μ g/mL, and the optimum induction time is 30 minutes.     

Genetic variation of Porphyra yezoensis by using AFLP1

Genetic variation of 11 lines of Porphyra yezoensis from the coastline of Kagoshima ofJapan, Qingdao, Nantong, Putuo and Nanji Islands of China were studied by using amplified fragment length polymorphism (AFLP).778 bands were obtained with AFLP analysis of 16 primer combinations, among which 15 were unique, about 98.07% were polymorphic. The AFLP data showed that the closest genetic distance was 0.180 between two Kagoshima samples, and the farthest one was 0.397 between Kagoshima No.1 and Nantong No.9 line. The genetic distance showed that the variation was within the inner species scope. Neighbor-joining cluster and UPGMA cluster indicated that samples from Kagoshima and Qingdao were with high similarity and either with the samples of Nantong, Putuo and Nanji Islands. P. yezoensis in China shared high genetic diversity, and the genetic distance showed positive correlation with the geographic distance.     

Induction Effect and Genetic Analysis of NG to Thallus of Porphyra

The young thalli of Porphyra yezoensis and P. haitanensis are induced by N-Methy-N‘-Nitro-N-Nitrosoguanidine (NG), a strong mutagen to induce the mutant of chromatophore. It is showed that no mutants have been investigated in all control groups,while in the induced groups, it is easy to find mutant cells or mutant cell masses in the thallus.The pigmentation mutants may be the result of NG inducement. The mutant rate increases obviously with the mutagen concentration or by prolonging the induction time. Within the scope of experiment, the inducement effects of Porphyra yezoensis are raised from 11.2% to 28.7%, and those of P. haitanensis from 10.1% to 20.2%. According to our experiments, the amount of mutant cells in the same area does not increase with the induction intensity The amount of mutant cells in every group of inducement of both species of Porphyra changes very little with the fixed fields check method. The lowest dose (25μg/mL) of this experiment has a high mutant rate. The mutant rate shows the percentage of mutant cells in all the survived cells, while the amount of mutant cells reflects the effect of inducement. Thus the optimum induction concentration of NG is 25μg/mL, and the optimum induction time is 30minutes.     

Identification of Porphyra lines using computerized DNA fingerprinting

ImpIONPorghyra is one of the most important rnarine a1gae with glObal distribution and importanterenomic value. AIthOtJgh the yield of POrPhpo is lower than that of kelp, the output valueof Porghpp occupies the first place in rnarine algae in China. The traditional taxonomy ishanly had on the morpbolOgical characteristics, such as the morpbobeical traits size, rnar-gin celIs and the number of repnductive cells. However, most of morPhobeical traits are af:fected by environrnntal factOrs …