节旋藻(螺旋藻)高分子量DNA的两种制备方法

DNA的简便高效制备方法是研究基因结构、功能及开展其它各项研究的基础。首次报道了针对节旋藻的结构和组成特性而建立的制备节旋藻高分子量DNA的两种方法。其中第一个方法是常规方法，可大量提取纯度较高、分子量达50kb的节旋藻DNA，可用于构建节旋藻质粒库、Southern杂交和PCR操作等；第2种方法是用脉冲电场凝胶电泳分离DNA片段，制备的DNA片段达数百kb，可用于构建节旋藻噬菌体库、粘粒库、BAC库等，从而为构建节旋藻物理图谱，定位克隆基因奠定基础。     

节旋藻和螺旋藻对7种抗生素敏感性的比较研究

对两种丝状蓝藻(钝顶节旋藻和盐泽螺旋藻)在基因工程中常用作选择试剂的7种抗生素——氯霉素、氨苄青霉素、红霉素、链霉素、卡那霉素、庆大霉素和新霉素的敏感性作比较实验.结果表明,两种蓝藻对抗生素的敏感性既有共同的特点,也有明显的差异.它们对红霉素、氯霉素和链霉素最敏感,致死浓度分别为0.1,0.5和5μg/cm3.两种蓝藻对氨苄青霉素比较敏感,1μg/cm3的氨苄青霉素即可抑制Arthrospira.341和Spirulina.351的生长,但6d后生长恢复.Arthrospira.341和Spirulina.351对卡那霉素、庆大霉素和新霉素均有抗性,而且存在很大差异:300μg/cm3的卡那霉素对Arthrospira.341的生长仍然没有影响,但对于Spirulina.351,50μg/cm3的卡那霉素即对其生长有明显抑制作用;200μg/cm3的卡那霉素即可将其全部致死.200μg/cm3的庆大霉素和300μg/cm3的新霉素不能抑制Arthrospira.341和Spirulina.351的生长,但在这两种抗生素环境中两种藻的生长状态有很大差异.并验证了氯霉素、红霉素和链霉素是节旋藻和螺旋藻基因转化过程中的有效的抗性选择剂,也从对抗生素敏感性方面表明节旋藻和螺旋藻两个属的遗传差异.     

hoxY基因的克隆及其在节旋藻和螺旋藻系统学研究的应用

从节旋藻属5个品系和螺旋藻属1个品系中克隆了hoxY基因的部分序列.序列长度都是479bp.在节旋藻中该基因GC含量为46.0%～46.6%,螺旋藻中为43.5%.节旋藻各品系间序列的相似性介于93.7%～100%,明显高于节旋藻属和螺旋藻属间的序列相似性（69.5%～72.2%）.2个属中镍铁氢化酶小亚基HoxY氨基酸序列的比较也表明螺旋藻和节旋藻之间存在较大差异.利用MEGA2通过比较核酸序列构建了系统树,表明螺旋藻和节旋藻属处于不同的分枝.     

钝顶节旋藻高产藻株的诱变选育

本文运用亚硝基胍(Nitrosoguanidine,NTG)诱变,并结合乙酰辅酶A羧化酶抑制剂喹禾灵筛选,获得了2株能够稳定遗传的高产钝顶节旋藻突变株623-8和623-16。与钝顶节旋藻出发株623相比,突变株的藻丝更长,更易聚集成团。在pH=8.5、光照强度45μmol·m-2·s-1和培养温度28℃的条件下,突变株623-8和623-16的生物量分别比出发株提高67.86%和46.43%。蛋白含量分别比出发株623提高1.98%和0.84%;脂类含量提高8.54%和4.88%;乙酰辅酶A羧化酶活性提高31.82%和11.36%。研究结果表明,以亚硝基胍诱变结合喹禾灵筛选,可筛选出生长速度快、蛋白含量高等性状优良的钝顶节旋藻藻株,在工业生产中有实用意义。     

纯培养节旋藻全基因组提取方法的比较研究

本研究从实验室保藏的节旋藻(Arthrospira)藻种出发, 挑取形态不同的单藻丝体进行纯化培养,采用6 种方法进行全基因组DNA 提取的比较研究, 而后以16S rRNA-ITS 区基因作为分子标记对藻株进行相关序列测定和分子系统进化分析。结果表明, 冻融CTAB 法能够提取出包含染色体外DNA 在内的节旋藻全基因组, 高质量样品可以满足分子生物学实验要求; 分子系统研究表明, 纯化藻株皆为钝顶节旋藻, 节旋藻与螺旋藻在分子鉴定中属间差异明显。     

不同品系节旋藻cpcB基因上游序列的克隆与分析

采用体外克隆技术获得来自节旋藻6个品系的cpcB基因的257 bp的上游序列和217 bp的编码区序列,并和来自FACHB341的cpcB基因序列对应部分进行比较分析。结果表明,所获得的上游序列和编码区序列都有高度的保守性,而编码区所推导的氨基酸序列的保守性更高。启动子软件预测,在每一上游序列中都存在5条启动子序列,其中,FACHB439的启动子种类和结构与其他品系存在一定的差异。同时,FACHB439的翻译起始区mRNA二级结构与其他品系也有所不同。因此推测,在大多数品系节旋藻中藻蓝蛋白基因存在相同的表达调控机制,而品系FACHB439则可能存在一定程度的差异。     

钝顶节旋藻别藻蓝蛋白基因克隆、分析及重组表达蛋白荧光活性的研究

为探究蓝藻藻胆体核心色素蛋白-别藻蓝蛋白单个亚基的光学活性和功能,本研究克隆了钝顶节旋藻(Arthrospira platensis FACHB314)中的脱辅基别藻蓝蛋白基因apcAB及其亚基基因apcA和apcB。节旋藻基因组中apcAB全长共1 056 bp,由apcA和apcB串联组成,中间间隔84 bp。其中,apcA和apcB基因的全长均为486 bp,且均编码161个氨基酸,预测分子量分别约为17.39和17.33 kDa,它们分别编码的α和β亚基均属于Globin＿like超级家族,系统进化树分析显示其氨基酸序列在蓝藻和节旋藻中较为保守。将克隆出的亚基基因apcA、apcB分别同前期A.platensis FACHB314中获得的藻蓝胆素合成相关基因ho和pcyA以及色基裂合酶基因(cpcE、cpcF、cpcU、cpcS、cpcT)共同转化至大肠杆菌中,获得重组别藻蓝蛋白亚基菌株E.coli HPEFUSTA、E.coli HPEFUSTB。SDS-PAGE和Western Blot均显示重组菌株中已成功表达别藻蓝蛋白单亚基。荧光检测结果显示,在600 nm波长激发下,...     

钝顶节旋藻(Arthrospira platensis)2-DE分析蛋白制备方法改进及试用于螺旋手性差异蛋白研究

采用冻融破壁和蛋白质分步提取等技术,对钝顶节旋藻2-DE分析蛋白制备方法作了改进,并试用于螺旋手性差异表达蛋白研究,结果表明:(1)钝顶节旋藻细胞反复冻融5次完全破碎,用Tris-HC1提取液提取3次可提得近87％的水溶性蛋白,再用SDS(十二烷基磺酸钠)提取液可从沉淀中提得水不溶性蛋白;(2)将上述水溶性和水不溶性蛋白分别用TCA/丙酮法纯化后作双向电泳(2-DE)分析,可辨蛋白点分别达500和760多个,而两者间的匹配率仅7％,说明分离度好且质量高;(3)利用此法获得了13个与钝顶节旋藻螺旋手性相关的候选蛋白,其中5个为首次发现,候选蛋白功能涉及光合作用、能量代谢、物质外排和环境适应等;(4)本文所建的“冻融破壁分步提纯法”与现有节旋藻2-DE蛋白制备方法相比,具有操作简便、仪器设备简单、成本低廉及信息量更丰富等优点.     

光照强度和光照周期对中国明对虾稚虾生长的影响

研究中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)稚虾在2种光照强度和2种光照周期相互搭配下的生长。实验在水族箱内进行,投喂人工配合饲料,实验设14L∶10D-6μmol.m-2.s-1(14∶10W),14L∶10D-60μmol.m-2.s-1(14∶10s),18L∶6D-6μmol.m-2.s-1(18∶6W)和18L∶6D-60μmol.m-2.s-1(18∶6s)4种光照处理,持续35d。主要结果:1.4种光照处理下,中国明对虾的生长(SGRd)不同。其中,14∶10W和18∶10W下,对虾的生长(SGRd)较快,与其他光照处理相比差异达到显著水平(P<0.05),而14∶10W和18∶10W,14∶10s和18∶6s处理间的差异不显著(P>0.05);2.4种光照处理下,中国明对虾的摄食率(FId)差异不显著(P>0.05);3.4种光照处理下,中国明对虾的食物转化效率(FCEd)不同。其中,14∶10W和18∶6W下,对虾的食物转化效率较大,与其他光照处理相比差异达到显著水平(P<0.05),而14∶10W和18∶10W,14∶10s和18∶6s处理间的差异不显著(P>0.05);4.在本实验条件下,光照强度对中国明对虾的生长产生显著的影响(P<0.05),光照周期的影响不显著(P>0.05),光照强度和光照周期间的交互作用不明显(P>0.05)。因此,从节约能源的角度出发,14L∶10D-6μmol.m-2.s-1可能是中国明对虾集约化养殖较好的光照条件。     

光照周期、温度和起始密度对利玛原甲藻(三亚株)生长的影响

研究了光照周期、温度和起始密度3个因素的不同水平组合对利玛原甲藻Prorocentrum lima(三亚株)的生长的影响.结果显示,光照周期、温度和起始密度均是影响利玛原甲藻生长的显著因子(F>F0.01),影响程度为:起始密度>光照周期>温度,最佳搭配为温度30℃,光照周期12h:12h,起始密度2000cells·mL-1.     

不同光照条件对幼鲻趋光行为影响的初步研究

在300cm×100cm×75cm的循环水槽内,对体长40～60mm的幼鲻(Mugilcephalus)在6个不同光照强度、20min光照时间内、2个光照区域和2种光照模式下的趋光行为进行了统计分析。结果表明,6个光照强度对幼鲻的光反应没有显著的影响(P0.05);20min内光照时间对幼鲻的光反应没有显著的影响(P0.05);幼鲻对光呈均等反应,但对光较暗区的趋性更强一些(P0.05);幼鲻在2种光照模式下的光反应总体趋势一致,但其光反应程度存在显著性差异(P0.05)。结果表明幼鲻对光呈均等反应,但更趋暗光。     

一种光照变化条件下的自适用权重局部立体匹配算法

基于Census变换的局部立体匹配算法,对于光照变换具有较高的鲁棒性,但在图像内视差不连续区域存在匹配误差,导致前景膨胀现象。本文提出一种新的在RGB空间基于稀疏Census变换的自适应权重的局部立体匹配算法。通过在RGB 3个彩色通道分别进行稀疏Census变换,根据颜色距离和空间距离,计算在局部窗口中各个像素的权重,从而进行聚合。实验结果表明,该算法能够有效消除前景膨胀现象,提高了对视差不连续区域的匹配准确度,同时提高了光照变换的鲁棒性。     

不同盐度、饵料和光照条件培养下拟伍氏游仆虫的种群动力学响应

为探究不同盐度、饵料和光照条件培养下拟伍氏游仆虫(Euplotes parawoodruffi)的种群动力学响应,本实验采用酵母和杜氏盐藻2种不同类型的饵料喂食拟伍氏游仆虫,在一系列盐度梯度(5、10、15、20、25)及2种光照条件[光照(14 L∶10 D)、全黑暗]下,测定了拟伍氏游仆虫的种群动力学参数变化。使用种群动力学参数(环境容纳量K、种群内禀增长率r、及世代时间G)评价盐度胁迫和不同培养条件对拟伍氏游仆虫的影响。结果表明:在盐度15处理组拟伍氏游仆虫的环境容纳量达到峰值,高盐度下(20～25)拟伍氏游仆虫的环境容纳量显著下降(P<0.05)。随盐度变化,杜氏盐藻组拟伍氏游仆虫的种群内禀增长率呈先上升后下降的趋势,酵母组种群内禀增长率呈先下降后上升的趋势;酵母组喂养的拟伍氏游仆虫环境容纳量高于杜氏盐藻喂养组,内禀增长率低于杜氏盐藻喂养组。光照条件下拟伍氏游仆虫的环境容纳量高于全黑暗条件,内禀增长率低于全黑暗条件。拟伍氏游仆虫对盐度胁迫的响应敏感,可作为环境监测的指示生物,在盐度为15,光照条件(14 L∶10 D)下使用酵母投喂,可实现拟伍氏游仆虫高密度的培养。     

基于正交实验的高含量藻红蛋白紫菜丝状藻体优化调控培养条件研究

丝状藻体在紫菜养殖的人工苗种生产中非常重要,在利用于分离提取高价值的藻红蛋白方面也具有潜在的利用价值。本研究采集了成熟紫菜叶状体的果孢子释放的初始丝状藻体,基于3因子3水平的正交实验设计方案[采用具有分析交互作用的正交表L₂₇(3¹³)],确定了丝状藻体藻红蛋白含量对环境因子的响应以及优化的调控培养条件。结果表明,温度、光照强度和盐度因子对丝状藻体藻红蛋白含量均有显著影响(P≤0.048 1),并且温度和光照强度或盐度因子间存在交互作用(P ≤0.043 1),但光照强度和盐度因子间的交互作用不显著(P=0.469 8)。获得的优化调控培养条件为:温度18 ℃、光强1 500 lx、盐度20或25。优化调控培养条件下的丝状藻体藻红蛋白含量高达64.73 mg/g.dw(平均值±标准偏差SD为58.24±5.07 mg/g.dw)。     

不同光照周期对刺参摄食节律和消化生理的影响

在实验室条件下,研究了全光照(24L︰0D)、半光照半黑暗(12L︰12D)、全黑暗(0L︰24D)3种光照周期下刺参(Apostichopus japonicus)的摄食节律、摄食率以及3种消化酶(脂肪酶、淀粉酶、胰蛋白酶)活力的昼夜变化规律。结果显示:(1)在全光照条件下,刺参极少活动,24 h内的摄食比例较低(6%~10%);在半光照半黑暗条件下,刺参光照阶段运动不活跃,摄食比例较低(0~10%),黑暗阶段运动极其活跃,摄食比例较高;在全黑暗条件下,刺参一直处于较活跃状态,24 h内的摄食比例都较高。3种光照条件下,刺参的摄食高峰都出现在00:00~02:00,且刺参夜晚的摄食比例显著高于白天(P0.05);(2)刺参的日摄食率从全光照、半光照半黑暗到全黑暗依次增加,3种光照周期条件下刺参夜晚的摄食率极显著高于白天的摄食率(P0.01);(3)3种光照周期下,刺参3种消化酶活力的最大值都出现在22:00~02:00,消化酶活力的最大值比摄食高峰早0~4 h。研究结果表明,光照对刺参的摄食节律和消化酶活力昼夜变化都有显著影响,刺参具有提前分泌消化酶为即将到来的摄食做好准备的调节机制。     

不同培养条件对坛紫菜叶状体体细胞发育分化影响的研究

本文以野生坛紫菜(Porphyra hatanensis)叶状体为材料,通过海螺酶酶解获得叶状体单离体细胞,探讨了细胞密度、光照强度对坛紫菜叶状体体细胞发育分化的影响.研究结果表明:细胞密度对坛紫菜叶状体单离体细胞的分裂、出苗具有明显的影响.其中,细胞培养3～5d时,分裂率随着细胞密度的增大而降低;5d时,1×103个/孔组的分裂速度显著大于其余各组的(p＜0.05);12～19d时,随着细胞密度的增大,体细胞出苗率相应减小.光照强度对坛紫菜叶状体单离体细胞的分裂、出苗也具有显著影响.细胞培养5d时,分裂率随着光照强度的增大而增大;5-7d时,体细胞分裂速度随着光照强度增大而增大;9～19d培养期内,出苗率随着光照强度的增大而增大.本实验结果为坛紫菜转基因育种等研究提供了可资借鉴的基础资料.     

9种石鳖壳板的形态研究

对我国沿海的朝鲜鳞带石鳖Lepidozona coreanica,花斑锉石鳖Ischnochiton comptus,函馆锉石鳖Ischnochition hakodadensis,红条毛肤石鳖Acanthochiton rubrolineatus,异毛肤石鳖Acanthochiton dissimilis,平濑锦石鳖Onithochitonhirasei,日本花棘石鳖Liolophura japonica,网纹鬃毛石鳖Mopalia retifera,史氏宽板石鳖Placiphorella stimpsoni等9种石鳖贝壳的结构进行了观察。研究发现:9种石鳖中,除史氏宽板石鳖外,其它种的贝壳总长占体长比例都在80%以上;除2种毛肤石鳖外,壳板宽与体宽之比都达60%以上。红条毛肤石鳖壳板最窄,其壳板宽度只占体宽的45%;石鳖的头板、中间板和尾板中,嵌入片上的齿裂数具有种间差异,以头板区别最大;除朝鲜鳞带石鳖、花斑锉石鳖和函馆锉石鳖较多之外,其它6种石鳖的尾板嵌入片上齿裂数均少于3个;除函馆锉石鳖外,其它8种石鳖的中间板嵌入片上的齿裂均不超过2个;史氏宽板石鳖的中间板和尾板嵌入片上没有齿裂。另外,壳表面上的各种壳饰,壳板上的嵌入片、缝合片等结构特征也具有种间差异。     

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)三个不同群体的形态差异分析

对3个不同群体红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)进行16项形态性状的测定,采用3种多元统计分析方法和方差分析方法,比较了3个群体的外部形态特征。聚类分析结果表明,3个红鳍东方鲀群体中,日本群体(J)和养殖群体(R)的差异最大,野生群体(Y)和养殖群体(R)的差异最小。主成分分析构建了3个反映形态特征信息的综合性指标——主成分1、主成分2和主成分3,三者的贡献率分别为54.961%、12.129%和6.459%,三个主成分的累积贡献率为73.549%,3群体之间存在明显的偏离,形成三个不同的类群,其中,养殖群体(R)和日本群体(J)间的形态差异最大,野生群体(Y)和养殖群体(R)的形态差异最小。判别分析表明,3个红鳍东方鲀群体的形态差异基本上达到差异显著(P0.05)或极显著水平(P0.01),利用贡献率最大的6个参数建立了3个群体的判别函数,其判别准确率分别为97.69%—100%(P1)、97.39%—100%(P2),综合判别率为98.62%,可以认为逐步判别法对于红鳍东方鲀不同群体的初步鉴定是可行的。方差分析多重比较结果表明,3个群体在部分形态特征上表现出明显差异,其中,养殖群体(R)和日本群体(J)之间形态特征差异显著指标最多,养殖群体(R)和野生群体(Y)之间形态特征差异显著指标最少。显然,聚类分析、主成分分析、判别分析和方差分析的结论基本上是类似的,它们从不同角度反映了群体间的形态学差异。     

中国南海两种无节珊瑚藻——新角石藻和圆锥呼叶藻的形态解剖学和分子生物学鉴定

珊瑚藻是一类在细胞间沉积碳酸钙的底栖红藻,在海洋生态系统中广泛分布。然而,在当前全球变暖、海洋酸化等环境变化和人类活动的双重影响下,珊瑚藻的物种多样性已出现逐渐降低的趋势,因此,迫切需要开展对珊瑚藻的种类鉴定工作。本文选用两种在中国南海广泛分布的无节珊瑚藻,通过形态解剖学观察,发现两种藻均具有一组织性构造,髓部藻丝共轴,相邻藻丝间通过细胞融合相连。两种藻均具有单孔的锥形生殖窝,生殖窝明显地突出于体表,其中,藻种SCSIO C004的生殖窝直径为830～1 000μm,且数量较少,藻种SCSIO C005的生殖窝的直径为350～450μm,且数量较多。这些形态学和解剖学特征表明这两种藻均为宽珊藻亚科的种类。基于SSU r DNA和psb A基因序列对两种藻的系统发育关系进一步分析,确定了SCSIO C004为新角石藻(Neogoniolithon brassica-florida (Harvey)),SCSIO C005为圆锥呼叶藻(Pneophyllum conicum (Dawson) Keats),并明确了它们的分类地位。本实验研究结果可为深入探究珊瑚藻的生态功能和生物资源的保护、利用工作提供理论基础。     

不同地区毛蚶群体的形态差异的比较研究

运用多变量形态度量学分析方法,采用13个形态性状,对山东省4个地区:青岛红岛、威海乳山、东营河口、东营广饶,以及辽宁省葫芦岛和海南省三亚6个不同地区的毛蚶(Scapharca subcrenata)群体间的形态差异进行了比较研究。聚类分析和主成分分析结果表明:河口群体和广饶群体形态最为接近,海南群体的趋异程度最大。主成分分析建立了3个主成分—壳质量、楯面长、前端到腹缘,其贡献率分别为:31.25%,24.46%,12.39%,积累贡献率为68.10%。判别分析结果显示,6个毛蚶群体的形态差异显著(P<0.01)。建立了6个毛蚶群体的判别函数,其判别准确率P1为82.76%～98.63%,P2为80.00%～100%,综合判别率为91.7%。研究结果为毛蚶的地理群体识别、遗传特征研究、种质资源保护与恢复提供重要的依据。