一种印度产紫菜(Pyropia radi)的生物学特性与部分生活史

为积累紫菜的新种质,本文对一种印度产紫菜—Pyropia radi的生活史进行了研究,结果发现:该紫菜的叶状体多为披针形,基部为楔形、呈褐绿色,梢部呈红紫褐色;藻体由单层细胞构成,极少含两层细胞;一个营养细胞中含1—2个星状色素体,多数只含一个;藻体的中部边缘具有稀疏的锯齿状突起,基部的齿状突起较密,一般的突起含有一至十多个细胞;成熟前的藻体厚度:基部为(51.5±4.23)μm,梢部为(29.4±2.31)μm,平均厚度41.2μm,成熟后的藻体逐渐加厚;成熟前的藻体长度5—10cm、宽度0.5—1cm,成熟后,藻体长度可达(45±8.7)cm、宽度为(5±1.21)cm;藻体的表观性别多数为雌雄异体,少数为雌雄同体,雌雄同体的个体其雌雄生殖细胞分别呈块状直线型分布于藻体;果孢子囊具有16或32个果孢子,分裂式为♀A2B2C4或♀A4B2C4,成熟的精子囊器具有64个精子囊,分裂式为♂A4B4C4;叶状体营养细胞和精子囊的核型为单倍,染色体数目为5个(n=5),丝状体的营养细胞和膨大细胞的核型为双倍,染色体数目为10个(2n=10)。检测该紫菜的5.8S rDNA-ITS区序列发现,其5.8S保守区的160个碱基序列与坛紫菜相似度为100%。该紫菜的形态结构、染色体数目、性别以及5.8S rDNA的保守序列等结果与坛紫菜极为相似,暗示它与坛紫菜的亲缘关系很近,但它们是否为同一个紫菜物种还有待深入研究。     

法紫菜生物多样性及其栽培生物学基础

综述了重要经济红藻法紫菜属物种多样性及其地理分布,修订了法紫菜属中文名称,回顾了紫菜生活史研究的历程,基本概括了法紫菜栽培生物学基础研究成果。根据文献报道及最新研究成果,认为紫菜属和法紫菜属共有138个物种,集中分布在北半球的温带、亚热带海域,其中我国是物种多样性较高的国家之一,其物种及变种数达到25个。法紫菜生活史的阐明对紫菜栽培产业的发展具有奠基性的作用,其中我国藻类学家曾呈奎和张德瑞在法紫菜生活史研究中作出了重要的贡献,提出了壳孢子的概念,被广泛接受并沿用至今。壳孢子采苗和丝状体培养技术是发展紫菜栽培业的重要基础,丝状体生长发育及壳孢子形成的分子机制将是未来法紫菜生物学研究的重点和难点。尽管根据已发表的相关文献大致梳理了法紫菜相关生物学基础研究的成果,但限于篇幅对栽培生产中相关技术的优化、完善与推广以及新品种培育等均未作介绍。     

坛紫菜生活史的研究现状及存在的问题

坛紫菜（Porphyra haitanensis）属暖温性海藻,是中国东南沿海的重要栽培物种,2011年度栽培面积达30余万亩。其生活史过程比较复杂,既有雌雄异体,也有雌雄同体;既存在无性生殖,也存在有性生殖;其能否产生单孢子也常常引起争议。为此,本文总结了坛紫菜的生殖及生活史的研究现状和存在的问题,旨在为坛紫菜的遗传育种提供一定的理论参考。     

条斑紫菜栽培过程中有害藻类的分离与鉴定

针对条斑紫菜栽培过程中出现的有害藻类问题,进行了叶状体和丝状体有害藻类分离与鉴定等相关研究。通过形态学分析和分子生物学鉴定,发现叶状体中的杂藻主要有大型绿藻(浒苔、曲浒苔)、大型红藻(红毛菜)以及微型绿藻和硅藻,丝状体中的杂藻主要为褐藻、微型绿藻和硅藻。针对部分微型杂藻进行了抑制剂处理实验,结果表明低浓度的抗生素可以有效抑制部分硅藻和绿藻的生长,二氧化锗对硅藻生长具有显著的抑制效果。研究结果为系统、全面认识条斑紫菜栽培过程中的有害藻类提供了科学依据。     

萱藻不同发育阶段形态学及生活史的研究

在实验所设定条件下,萱藻(Scytosiphon lomentaria)雌雄配子都可以自由放散,配子结合为合子后发育成为孢子体。孢子体在所设定条件下均可以生长,但其存在形式受到温度影响:在高温(20℃)条件下,孢子体主要以垫状体或类垫状形式存在,孢子体产生的孢子可以发育为新的孢子体;中等温度(13℃)条件下,孢子体以丝状体或类垫状体形式存在,可以产生单室孢子囊,放散的孢子发育为新的叶状体;低温条件下(9℃)孢子体主要以丝状体形式存在,发育缓慢。垫状体主要作为孢子体度夏及自我繁殖的一种形式存在。实验发现配子体的产生与发育主要受温度影响,受光周期影响不明显。     

紫菜丝状体DNA的提取

紫菜(Porphyra spp.)是一种大型红藻,它的孢子体世代是丝状体.丝状体适于在常温条件下(20℃左右)长期保存和培养,是筛选丝状体优良栽培品系,利用光生物反应器进行紫菜育苗的理想材料.紫菜细胞含有大量胞外多糖,主要以硫酸基多糖和羧基多糖形式存在,它们比陆生植物的中性多糖更易溶于水,与DNA产生共沉淀,从而影响限制性内切酶的消化和PCR扩增.另外,紫菜细胞DNA含量较少,DNA酶含量却很高,使紫菜DNA提取的得率不足[1].     

半叶紫菜华北变种的丝状体成苗研究

于１９９６年６月－１９９７年５月,在采用半叶紫菜华北变种的丝状体（Ａ）和野生半叶紫菜华北变种的叶状体果孢子（Ｂ）,分别接种贝壳丝状体,采用室内培养方法,对壳孢子成熟,放散条件、大小及幼苗的生长发育进行研究。结果表明,Ａ的壳孢子较小,人,放散温度为１０℃;幼苗的长度在１０－２２℃的范围内随温度的升高而增加,幼苗的形态与温度无关,在１５－２０℃放散单孢子,Ｂ的壳孢子较大,成熟较容易,放散温度为１４℃;     

条斑紫菜( Porphyra yezoensis) 耐高温品系的筛选及特性分析

采用60Co-γ射线诱变和高温胁迫处理条斑紫菜野生品系(WT),进行了耐高温品系的选育研究。结果表明,在18℃和22℃组,所选育的耐高温品系(TM-18)和WT品系的壳孢子存活率无显著差异,但在24℃和25℃组,TM-18与WT相比,壳孢子存活率分别提高了274%和296%,畸形苗率分别下降了286%和161%,假根发生率分别提高了151%和429%。将18℃培养50d的苗再分别在18℃、22℃和24℃下再培养30d,TM-18苗的绝对生长率分别为WT苗的3.82、3.16和4.95倍,特定生长率为WT苗的1.53、1.49、2.10倍。在24℃下培养15d或25℃下培养10d,WT苗停止生长,出现了卷曲和严重腐烂,而TM-18苗仍然生长良好,不腐烂。另外,TM-18的三种主要光合色素(Chl.a、PE和PC)含量明显比WT高。上述结果说明,TM-18是一个颜色好、生长快和耐高温的优良品系。     

华北半叶紫菜丝状体细胞凋亡过程的初步研究

本文对华北半叶紫菜丝状体细胞的凋亡过程进行了初步观察并对这一过程中细胞超微形态的变化进行了研究。结果表明 ,丝状体细胞的凋亡过程是由分枝的端部细胞发生老化开始的 ,老化细胞的细胞内壁增厚 ;细胞核内染色质凝缩 ,核膜溶解 ;色素体片层结构变形、溶解 ;红藻淀粉电子密度显著下降 ,逐渐解体 ;胞浆中出现不规则形态的囊泡、髓样结构和结构特殊的小体 ;随着细胞的趋于凋亡 ,核、色素体、线粒体等细胞器相继溶解消失 ,细胞结构崩溃 ,细胞内壁明显增厚。细胞中的囊泡和髓样结构参与了细胞内壁的形成。本研究首次报道紫菜中存在细胞凋亡 ,并对丝状体细胞凋亡过程的生物学意义及髓样结构的功能进行了讨论     

坛紫菜（Porphyra haitanensis）丝状藻体生长增殖的优化调控培养条件研究

丝状藻体是紫菜生活史中的重要阶段,其生长增殖与环境条件密切相关.本研究考察了与坛紫菜丝状藻体生长增殖相关的多个影响因子,探讨了可促进坛紫菜丝状藻体生长、达到生长速率快的优化调控培养条件.具体操作实施过程为：初始丝状藻体来自成熟紫菜叶状体的果孢子释放,基于8因子3水平的正交实验设计方案[采用正交表L27（313）],确定了丝状藻体生长对多个环境因子的响应以及优化的调控培养条件.结果表明,除开pH、复合维生素浓度和NaHCO3浓度外,其他因子对丝状藻体生长均有显著的影响（p≤0.043 8）.获得的优化调控培养条件为：温度18℃、光强27μmol/m2·s-1、盐度25、pH值8.5、复合维生素浓度15μg/dm3、NaHCO3浓度2 mg/dm3、每天光照时数18 h、营养液浓度为f培养介质.优化调控培养条件下的丝状藻体生长速率高达12.07%,平均值±标准偏差SD为（10.70±0.88）%/d.     

条斑紫菜杂交重组品系(A-18)的筛选与特性分析

为筛选出藻体生长快且颜色与野生型色泽相近的条斑紫菜新品系,本研究从条斑紫菜绿色突变体和红色突变体种内杂交产生的后代中,分离出了优良品系A-18。日龄60 d时的叶状体平均长度、长宽比和单株湿质量,A-18品系分别为84.95 cm、49.46和0.52 g,分别是条斑紫菜野生型品系（WT）的3.12、7.01和1.36倍。日龄60 d时叶状体的叶绿素a和总藻胆蛋白含量,A-18品系分别为8.37和53.81 mg/g,均与WT品系较接近。日龄60 d时的叶状体平均厚度,A-18品系仅为20.22 μm,比WT品系降低了29%。另外,A-18品系的壳孢子放散总量为916.01万个/贝壳,是WT品系的1.55倍。综上所述,A-18品系具有生长快、长宽比值大、藻体薄、壳孢子放散量大等优良特性,且藻体颜色与野生型色泽相近,有望在生产中运用。     

圆紫菜人工色素突变体的诱导与分离

为获得圆紫菜人工色素突变体,本文使用一定剂量的紫外线辐照其叶状体,培养数天后,在叶状体上出现了少量颜色变异细胞,它们呈斑点状无规则地分布在野生型细胞中间。再培养2~3周,这些色素变异细胞分裂形成了不同颜色的细胞块,其颜色呈浅绿黄、橄榄色、草绿、绿褐、黄褐、浅褐、深紫红和浅紫红色等。在辐照强度0~80 μW/cm2范围内,叶状体上色素变异细胞块出现的频率随辐照强度的增加而增加,但增加至80 μW/cm2以上时,随着辐照强度的增加,色素变异细胞块出现的频率反而下降,这表明80 μW/cm2为有效的辐照强度。将色素变异细胞块切下,置入充气瓶内充气培养,待其释放出单孢子,随后从单孢子萌发体中挑选出了黄褐、橄榄色、红色、褐红等纯色的突变体,并利用叶状体单性生殖分别获得它们的遗传纯合丝状体（品系）。各突变品系的F₁叶状体与各自母体的颜色一样,说明其颜色是可稳定遗传的。与野生型品系相比,各色素突变品系的F₁叶状体的生长速度、活体吸收光谱、3种主要光合色素和色素蛋白的含量及它们相互间的比值均发生了明显改变。     

Characterization of Pythium chondricola associated with red rot disease of Pyropia yezoensis (Ueda)(Bangiales,Rhodophyta) from Lianyungang,China

Pyropia yezoensis(formerly Porphyra yezoensis)is an economically important red alga that is cultured extensively in China.The red rot disease occurs commonly during Pyropia cultivation,causing serious economic losses.An incidence of red rot disease was found in a P.yezoensis farm from mid-November to mid-December 2015 at Lianyungang,Jiangsu Province,China.Histopathological examination revealed that the naturally infected thalli were infected apparently by a pathogen,leading to red rot symptoms.The causative agent was isolated and identified as the oomycete Pythium chondricola by morphological analysis and sequence analysis of the internal transcribed spacer and cytochrome oxidase subunit 1(cox 1).In artifi cial infection experiments on the P.yezoensis blades,the P.chondricola isolate was able to cause the same characteristic histopathology seen in natural infections.P.chondricola grew well at a wide range of temperatures in the range 8-31℃,salinities at 0-45 and pH 5-9.In an orthogonal test used to determine the effects of environmental factors(temperature,salinity,and zoospore concentration)on infection,the data revealed that temperature was the most important factor to affect red rot disease development,with the optimal conditions for disease expansion being 20℃,35 salinity,and a zoospore concentration of 10^6 zoospores/mL.The results obtained from the present study prompted us to set up a comprehensive epidemiological study on Pyropia,which will provide support to maintain the healthy development of the Pyropia industry in China.     

基于 R-藻红蛋白及硫酸多糖提取的次等紫菜综合利用技术

末水条斑紫菜以组织捣碎机粉碎,在10 mmol/L磷酸盐缓冲液(p H 6.8)中反复冻融3次,收集上清液,通过膨化床疏水层析技术分离R-藻红蛋白(R-PE),剩余残渣用于硫酸多糖提取。使用膨化柱分离,粗提液中约17%的藻红蛋白可以被回收,DEAE-Sepharose离子交换树脂纯化后,约12%的R-藻红蛋白得到回收,光谱纯度大于3.2,纯化得率为0.66 mg/g鲜紫菜。吸收光谱、荧光发射光谱以及凝胶电泳均显示该藻红蛋白属于典型三峰型R-藻红蛋白。利用藻红蛋白提取后的残渣,每克条斑紫菜可回收到30.5 mg的粗多糖,其中硫酸基含量为21.8%。实验证明,微波辅助抽提与热水浸提对硫酸多糖得率无显著影响。纯化的R-藻红蛋白与紫菜硫酸多糖可用于食品、化妆品添加,或药品、保健品的开发。本文对探索次等紫菜生物质的综合、高值化利用,进一步促进我国相关产品的开发与应用具有重要意义。     

Development of organelle single nucleotide polymorphism (SNP) markers and their application for the identification of cytoplasmic inheritance patterns in Pyropia yezoensis (Bangiales,Rhodophyta)

The genus Pyropia contains several important cultivated species. Genetic research in nori species has mainly focused on the cell nucleus, with few studies on or...     

干出状态下坛紫菜叶状体表面水膜与失水对光合作用光化学特性的影响

采用筏式吊养的大型经济海藻坛紫菜(Pyropia haitanensis)在栽培生长期间, 常周期性地处于干出状态。本文通过测定不同水膜状态下坛紫菜的叶绿素荧光动力学相关系数, 探讨了干出状态下坛紫菜叶状体表面水膜的理化特性与失水对其光合作用光化学特性的影响。实验数据显示, 干出初始状态下, 叶状体表面水膜pH值的升高对坛紫菜的最大光化学效率Fv/Fm、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ、最大相对电子传递速率ETRm和光能利用效率α均无显著性影响。当坛紫菜叶状体表面水膜盐度为0~75‰时, Fv/Fm、qP、NPQ、ETRm和α均保持稳定; 当叶状体表面水膜盐度增加到75‰~150‰时, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm则显著下降, 较盐度为33‰时分别下降了66%、84%、70%和60%, 表明覆盖高盐度水膜的叶状体PSⅡ反应中心活性受到抑制。坛紫菜叶状体在失水初期的光合活性不受影响, 当叶状体表面水膜厚度降到0后, 叶状体细胞内部开始失水, 光合活性也显著下降。严重脱水状态(失水率为75%)下, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm较失水初期分别下降了41%、69%、38%和43%。这些研究结果表明, 坛紫菜叶状体在干出失水初期, 水分损失是由于表面水膜损失引起的, 水膜厚度随着失水率的增加呈线性下降, 表面水膜厚度的下降影响了藻体的热耗散能力; 随着失水率进一步增加, 叶状体的光合活性和热耗散能力受到不利影响, 其中热耗散能力对叶状体含水量的变化更为敏感。     

坛紫菜耐低盐品系的选育与特性分析

本实验室采用人工诱变技术获得一个坛紫菜耐低盐品系(YZ-7),为了验证该品系的耐低盐性状能否遗传,本文对其壳孢子和F1叶状体的低盐耐受性分别进行了测试,并以坛紫菜野生品系(WT)作为对照,结果表明:在不同盐度下培养2周的YZ-7和WT的壳孢子,在26盐度组存活率无显著差异;在15盐度组,YZ-7的壳孢子存活率和假根发生率分别比WT提高了34%和35%;在8和5盐度组,YZ-7的壳孢子存活率、分裂率及假根发生率分别比WT提高了65%、32%和62%,以及137%、80%和154%;在3盐度组,YZ-7的壳孢子存活率和分裂率分别比WT提高了458%和171%,其中约44.9%的YZ-7壳孢子萌发体能形成假根,而WT的壳孢子萌发体基本上不长假根。在26盐度中培养35d后的F1叶状体再分别在26、15、8、5和3盐度下培养30d,YZ-7叶状体的特定生长率分别为WT的1.7、1.9、1.5、1.6和1.6倍,绝对生长率分别是WT的3.4、4.1、1.8、2.0和1.6倍。此外,YZ-7叶状体的叶绿素荧光活性(PSⅡ最大光量子产量、实际光量子产量)及三种主要光合色素(叶绿素a、藻红蛋白和藻蓝蛋白)的含量也明显高于WT。上述结果证实,坛紫菜选育品系YZ-7是一个耐低盐且生长快的优良品系,其优良性状可稳定传递给下一代,有望被培育成适宜栽培的新品种。     

我国粤东沙菜属(红藻门杉藻目)的分类鉴定

沙菜属Hypnea海藻作为提取卡拉胶的原料之一, 具有重要的经济价值。但由于该属物种地理分布广泛, 表型可塑性强, 且缺乏详细的解剖学特征, 故有关其物种鉴定也就一直存在争议。本文利用冷冻切片技术, 通过形态学和解剖学方法, 对2013—2014年采自粤东汕头的沙菜属海藻进行了形态特征描述。经鉴定, 该地区沙菜属共有4种, 分别为密毛沙菜Hypnea boergesenii、裸干沙菜H. chordacea、长枝沙菜H. charoides和冻沙菜H. japonica。通过对这几种沙菜进行了较详细的内、外部结构特征分析, 给出了它们在国内外的地理分布及习性等信息, 并对沙菜属的科级分类系统(沙菜科Hypneaceae/赤叶藻科Cystocloniaceae)划分以及密毛沙菜是否为独立物种进行了讨论。     

Virescentia guangxiensis (Batrachospermales,Rhodophyta): a new freshwater red algal species from South China

Virescentia guangxiensis,a new species of Virescentia from Guangxi, South China, is described and illustrated based on morphological observations and phylogenet...