紫菜色素突变体诱导的研究—Ⅱ.NG对紫菜叶状体诱变的效果及遗传分析

用强诱变剂N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍(NG)处理条斑紫菜和坛紫菜的幼嫩叶状体，进行色素突变体诱导。结果表明：(1）在相同实验条件下，两种紫菜的对照材料都未发现突变现象，而各诱变组都容易观察到突变的细胞或细胞块，表明在实验中发生的突变是诱变的结果。(2)突变率随诱变剂量和诱变时间的增加而上升。在实验范围内，随着诱变强度的增加，条斑紫菜的突变率从最低的11．2％上升到28．7％。坛紫菜从10．1％上升到20．2％。(3)在同等面积的叶片上，诱变产生的突变型细胞数量，并不随诱变强度的增加而增加。实验使用定量视野检试，两种紫菜在各诱变组中出现的突变细胞数量基本相似，略高的突变值都发生在诱变实验的最低剂量组中。突变率表示突变细胞在存活细胞中所占的比例，而单位面积中的突变细胞数量，反映了诱变的效果。根据这一分析，可以认为NG浓度25μg/mL、诱变时间为30min是合适的诱变条件。     

紫菜色素突变体诱导的研究--Ⅰ.NG对紫菜壳孢子诱变的效果及遗传分析

用强诱变剂N－甲基－N‘－硝基－N－亚硝基胍（NG）处理条斑紫菜、坛紫菜和半叶紫菜的新放散壳孢子，进行色素突变体诱导。结果表明：（1）各实验对照组均未检出突变事例。（2）处于萌发状态的三种紫菜壳孢子个体，在NG的诱变作用下都出现了色素突变。在实验的最低剂量（10μg/mL）处理中，条斑紫菜的突变率为57.9%，坛紫菜为30.7%，半叶紫菜为51.7%，均达到了很高的突变水平；（3）增加诱变剂浓度或延长诱变处理时间，并不能使突变率得以提高。在实验范围内，三种紫菜析诱变结果基本相似，各处理组的结果相当接近，突变率趋于接近50％水平。实验结果表明，亚硝基胍（NG）浓度为10μg/mL、处理时间为30min是适宜的诱变条件。     

紫菜色素突变体诱导的研究——II. NG 对紫菜叶状体诱变的效果及遗传分析

用强诱变剂 N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍（NG）处理条斑紫菜和坛紫菜的幼嫩叶状体，进行色素突变体诱导。结果表明：(1) 在相同实验条件下，两种紫菜的对照材料都未发现突变现象，而各诱变组都容易观察到突变的细胞或细胞块，表明在实验中发生的突变是诱变的结果。(2) 突变率随诱变剂量和诱变时间的增加而上升。在实验范围内，随着诱变强度的增加，条斑紫菜的突变率 从 最 低 的 11.2 % 上升到 28.7 %。坛紫菜从 10.1 % 上升到 20.2 %。（3）在同等面积的叶片上，诱变产生的突变型细胞数量，并不随诱变强度的增加而增加。实验使用定量视野检试，两种紫菜在各诱变组中出现的突变细胞数量基本相似，略高的突变值都发生在诱变实验的最低剂量组中。突变率表示突变细胞在存活细胞中所占的比例，而单位面积中的突变细胞数量，反映了诱变的效果。根据这一分析，可以认为 NG 浓度 25 μg/mL、诱变时间为 30 min 是合适的诱变条件。     

圆紫菜(Pyropia suborbiculata)减数分裂时期的遗传分析与叶状体形态建成

本文以圆紫菜的绿色突变体(LT)和红色突变体(HT)进行杂交实验,证实了圆紫菜减数分裂发生的时期,并观察了圆紫菜的早期发育和形态建成过程。杂交F1叶状体中,出现了2种亲本色和2种重组色,它们分别为绿色(G,母本色)、红色(R,父本色)、野生色(W)和黄褐色(Y)。4种颜色在F1叶状体中形成了大量由2—4个色块组成的颜色嵌合体,色块出现了分离并呈线性排列。F1叶状体中嵌合体所占比例为82.9%,其中两嵌合最多,三嵌合次之,四嵌合最少。4种颜色在嵌合体的分离比为1G:0.97R:0.88W:0.69Y。上述结果证实圆紫菜的减数分裂发生在壳孢子萌发初期。减数分裂产生的四分子呈线形排列,随后继续发育成叶状体,叶状体发育至7—9个细胞时进行第一次纵向分裂,叶状体形态变宽。随后,圆紫菜梢部开始大量形成和放散单孢子,最终导致圆紫菜的形状为圆形或肾脏形。     

60Co-γ射线对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)的诱变效果与色素突变体分离

用60Co-γ射线辐照处理野生型条斑紫菜的壳孢子萌发体以获得色素变异细胞,随后用酶解法获得单离的变异细胞进行个体再生培养,从中分离出不同的条斑紫菜色素突变体.结果表明,叶状体经剂量分别为100、300、500、700和900Gy的γ射线辐照后再培养1周,均出现了多种色素变异细胞,随后,它们逐渐分裂成为变异细胞块.在0-500Gy辐照剂量范围内,色素变异细胞块的百分率随着辐照剂量的增加而增加,但增至700Gy时,变异细胞块的百分率反而下降,说明500Gy是最合适的剂量.从单离变异细胞的再生叶状体中分离出桔红、紫红、桔黄和墨绿等颜色的单色变异体,并获得了它们的丝状体纯系.各变异品系的F1叶状体均为单色,其颜色与各自的母本叶状体相同,表明它们是稳定突变体.各色素突变品系的叶状体活体吸收光谱不仅与野生型品系有明显的差异,而且各突变品系之间也存在较大的差异.     

紫菜减数分裂的研究现状及展望

紫菜的减数分裂是紫菜育种和遗传研究的重要理论基础。文中综述了紫菜减数分裂的研究现状,对前人在减数分裂的细胞形态学观察、色素突变体和性别决定的遗传分析研究进行了系统的分析,指出了研究中存在的问题。并对减数分裂这一遗传现象进行了重新认识,提出紫菜减数分裂可能发生在壳孢子形成至壳孢子萌发的第一次细胞分裂时期。根据对文献资料的分析及初步研究,认为紫菜减数分裂的争论问题,还未得到满意的解决,因此仍有重新认识和深入研究的必要。     

用RAPD技术检测龙须菜色素突变体基因组的变化

龙须菜野生型于１９９６年采自青岛太平角,经性别、相态确认后进行实验;突变株为野生型经诱变的配子体。用ＲＡＰＤ技术检测野生型龙须菜及３株色素突变体的基因组特性及差异。共选用１０个随机引物进行扩增,产生１６７条ＤＮＡ片段,检测到３８个多态位点,并显示ｇｒ１８４在０．６６、０７９、２．０ｋｂ处的特征带。结果表明,野生型株藻与突变株基因组有明显差异,在３个突变藻株中,有２株以突变体的基因组更相近。     

紫菜营养细胞和原生质体的分离和培养

六十年代初，Cocking(1960)(1)采用酶法大量分离植物原生质体获得成功。二十多年来，植物单细胞和原生质体的分离、培养的研究，得到了广泛的开展，并取得很大成就。这些成就的取得，为植物遗传育种和遗传学理论的研究开辟了广阔前景。     

~(60)Co-γ射线辐照对长紫菜的诱变效果及优良品系分离与特性分析

长紫菜野生型品系(PD-WT)的叶状体经60Co-γ射线辐照处理后再培养4周,出现了枣红、浅桔红、黄绿、浅桔黄等颜色的色素变异细胞块,其百分率随着辐照剂量的增加而增加;同时,从基部到梢部,其变异率也呈现上升趋势。利用酶解法获得的单个色素变异细胞经离体培养后再生成叶状体,从再生体中筛选出具有明显生长优势的新品系(PD-5)。培养30~70d,PD-5品系的叶状体最大绝对生长率和平均绝对生长率分别为3.76cm/d和2.71cm/d,分别是PD-WT品系的3.60倍和4.22倍。日龄70d时,PD-5品系的叶状体平均体长为117.42cm,是PD-WT品系的4.32倍。日龄45d的叶状体,PD-5品系的叶绿素a和总藻胆蛋白含量分别为8.41mg/g和97.07mg/g,分别比PD-WT品系增加了25.71%和104.44%;PD-5品系的叶状体平均厚度为26.79μm,比PD-WT品系降低了35.04%。PD-5品系的壳孢子放散总量高达421.16万个/贝壳,是PD-WT品系的2.19倍。综上所述,与PD-WT品系相比,PD-5品系在叶状体的生长、3种主要光合色素和色素蛋白含量以及壳孢子放散量等方面,均表现出很明显的优势,有望被培养成可大规模栽培的新品种。     

不同条件下条斑紫菜光合效率的比较研究

用叶绿素荧光仪测试了7个条斑紫菜品系在不同氮磷浓度、盐度、pH及光质条件下的光合效率及光合色素含量。结果显示,条斑紫菜叶状体最适氮浓度为1.0～1.5mg/L,最适磷浓度为0.05～0.15mg/L;在盐度为20～30条件下紫菜的光合效率保持较高的水平;紫菜生长的适宜pH值为8.0。在其它条件相同时,紫菜在不同的光质照射下光合效率顺序为:白光绿光红光蓝光。所实验紫菜品系的藻红蛋白含量和变异幅度均显著大于藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白,而叶绿素含量无明显变异。     

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。     

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。     

一种印度产紫菜（Pyropia radi）的生物学特性及部分生活史

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(51.54.23)μm,梢部为(29.42.31)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(458.7)cm、宽度为(51.21)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%。该紫菜的形态与结构、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。     

红毛菜与坛紫菜光合作用和品质的比较分析

为研究两种经济红藻红毛菜(Bangia fucscopurpurea)和坛紫菜(Pyropia haitanensis)的光合作用和品质差异,选取一株野生型红毛菜CY和一株野生型坛紫菜NSD35作为实验材料,分别测定二者在相同培养条件下的关键光合参数和营养成分指标。结果显示：红毛菜的最大电子传递速率、净光合速率、藻红蛋白含量分别比坛紫菜高29.6%、96.8%、60.5%;必需矿质元素钾、钙、镁、铁、锌的含量分别比坛紫菜高59.5%、39.5%、34.1%、86.2%、68.4%;红毛菜的必需氨基酸和风味氨基酸含量都高于坛紫菜。此外,二者的呼吸速率、最大光量子产率、叶绿素a、总糖、总蛋白和碘含量没有显著差异。研究结果表明,与坛紫菜NSD35相比,红毛菜CY的光合速率更快,矿质元素积累能力更强,必需氨基酸和风味氨基酸含量更高。研究结果有助于了解红毛菜和坛紫菜的光合作用和品质特点,为开发红毛菜种质资源提供数据参考。     

条斑紫菜丙酮酸羧化酶基因表达对不同碳源的响应

丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase,PYC)在非光合生物中催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸(oxaloacetate,OAA),作为糖异生的第一步,在动物维持代谢稳态中具有重要作用。研究发现,PYC在光合生物中也发挥重要作用。为了探究PYC在潮间带大型海藻中的作用,我们从条斑紫菜叶状体中扩增获得PYC基因全长序列(命名为PyPYC),并分析了其序列特征。通过对系统进化树分析表明PyPYC与来自细菌的PYC具有较近亲缘关系。针对条斑紫菜叶状体生长环境所面临的碳源变化,设置了不同类型和不同浓度的无机碳培养条件,采用实时荧光定量(RT-qPCR)检测了该基因对这些无机碳源的响应。结果表明,高浓度的CO₂能显著上调PyPYC基因的表达,而高浓度的HCO₃^-对其影响较小。由此,我们初步认为,当紫菜叶状体暴露在空气中时, PYC在其无机碳利用中发挥一定作用。     

紫菜特征挥发性物质分析

应用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,对坛紫菜(Porphyra haitanensis)、条斑紫菜(Porphyra yezoensis)与其一个突变品系的生长藻体挥发性物质进行分析,共分离鉴定出66种挥发性组分,3个紫菜试样中分别含有36、44和45种.鉴定组分中有21种为紫菜共有挥发性物质,其中8-十七烯和...     

不同盐度胁迫对坛紫菜叶状体生理指标的影响

以坛紫菜(Pyropia haitanensis)Z-61叶状体为材料,检测了高盐(110)胁迫与低盐(0)胁迫处理不同时间(0、4、8、24h和恢复4h)后叶状体中的羟自由基(·OH~-)清除能力、过氧化氢(H_2O_2)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O_2~-·)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(GSH)活性以及叶绿素荧光参数[包括PS II最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递效率(ETR)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、实际光合作用效率Y(II)]的变化,以探究坛紫菜叶状体对不同盐度海水的耐受机制.结果表明,在高盐和低盐胁迫下,H_2O_2的含量和·OH~-的清除能力随时间增加而呈现逐渐上升的趋势,而O_2~-·的含量在胁迫4h显著升高后无显著变化.且相比于高盐(110),低盐(0)胁迫下坛紫菜叶状体会产生更多H_2O_2、O_2~-·和·OH~-,膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量增加更明显,说明低盐胁迫引起坛紫菜叶状体的氧化损伤要显著高于高盐胁迫.高盐胁迫24h后,SOD的活性达到了最大,CAT、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽(GSH)的活性均呈现先上升后下降的变化趋势.低盐胁迫下,SOD、GSH的活性均不断增加,CAT、APX的活性先上升后下降.此外,低盐和高盐胁迫下,随时间的增加,叶绿素荧光参数均明显下降.上述结果表明,高盐和低盐胁迫下,坛紫菜叶状体的光合作用受到抑制,机体通过维持较高的抗氧化酶活性以提高活性氧的清除能力,进而保证藻体的正常存活.     

茉莉酸甲酯和水杨酸对坛紫菜生长与抗逆性的影响

为了探讨植物激素在藻类生理与抗逆方面的作用,本文比较了不同浓度的茉莉酸甲酯(MJ)和水杨酸(SA)对坛紫菜(Pyropia haitanensis)生长、藻胆蛋白、可溶性蛋白、脯氨酸含量和叶绿素荧光参数的影响。结果显示100?mol/L SA的添加可使坛紫菜生长率达到对照组的1.57倍,而MJ对藻的生长影响不显著。50?mol/L MJ和100?mol/L SA显著促进了坛紫菜藻胆蛋白和可溶性蛋白的积累。50?mol/L MJ和100?mol/L SA添加后在48 h脯氨酸含量分别为对照组的2.67倍和1.75倍。25~50?mol/L MJ对坛紫菜的Fv/Fm和Y(II)影响不显著,而100?mol/L SA则可以提高这两个叶绿素荧光参数。该研究表明适当浓度的MJ和SA可以促进坛紫菜生长,提高其光合能力,在一定程度上增强坛紫菜的抗逆性。