野生型与红色型坛紫菜杂交嵌合体及选育的研究

以坛紫菜Porphyra haitanensis的红色型为父本,野生型为母本进行杂交,获得了不同色泽嵌合和不同嵌合方式的突变体;从中挑选出4株典型的嵌合体进行单株培养,并通过体细胞酶解,获得完整的单色突变体,然后对这些藻体进行生长发育和经济性状的比较,其结果如下:(1)杂交嵌合体的类型:红色和绿色嵌合、红色和褐黄色嵌合、翠绿色和野生色嵌合、红色和橘黄色嵌合;(2)嵌合的方式:斑点状嵌合、条状嵌合、线状嵌合、"V"字型嵌合和片状嵌合等;(3)各单色突变体的生长差异显著,红色突变体的藻体长度和鲜重增长较快,3~4 cm的幼苗在实验室培养11~15 d,日增长量为8.5~9.6 cm/d,日增重(鲜重)为0.120~0.128 g/d,明显高于其他突变体,具有较好的杂交优势和生产应用前景;(4)在高温26~31℃培养各单色突变体,耐高温能力较强的是红色突变体和绿色突变体,两者在29℃时培养10 d和30℃时培养6~7 d时,叶片出现点状腐烂,但整株藻体仍完整;褐绿色突变体和传统栽培对照组的藻体对高温的耐受能力较差,在26℃培养6 d以上就完全腐烂.以上研究结果可为坛紫菜杂交嵌合体生物学研究以及杂交优势品系的选育提供科学参考.     

坛紫菜耐高温品系选育及经济性状的初步研究

将人工杂交选育的坛紫菜新品系Z-26,Z-61,Z-81,Z-17的子3代(F₃)与野生型对照组进行遗传性状的比较,旨在筛选耐高温品系。实验结果表明:(1)在高温29℃下培养40 d,人工选育的4个新品系丝状体均能正常生长发育,其中Z-26丝状体生长较快,Z-61在29℃下较易成熟,95%的营养藻丝发育成孢子囊枝,Z-17只有30%形成孢子囊枝;(2)Z-26和Z-61品系的叶状体在30℃下培养10 d,虽然藻体变白,但没有死亡,此时将其移至21℃下恢复培养3~4 d,藻体逐渐恢复为原有的色泽;(3)Z-81和Z-17的叶状体在29℃下培养7~10 d,虽然藻体发白但尚未死亡,移至21℃下培养基本可恢复正常,但在30℃下培养10 d,藻体腐烂不可恢复;(4)野生型对照组不耐高温,藻体在27℃下培养5 d就腐烂死亡,人工选育的4个品系耐受高温的幅度比野生型对照组高1~3℃;(5)4个品系叶状体在26~28℃温度下培养10 d后,其主要的藻胆蛋白和叶绿素a的含量与21℃培养下的含量差异不显著,说明短时间的高温培养并不影响其品质。     

坛紫菜超氧化物歧化酶基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是植物细胞应对氧化胁迫的第一道,也是最重要的防线。本研究以坛紫菜转录组数据库中的unigene序列为基础,通过RACE扩增技术克隆得到了3条坛紫菜SOD基因的全长序列,分别命名为PhMSD,PhCSD1和PhCSD2。序列分析结果表明,PhMSD序列全长973 bp,可编码包含224个氨基酸,等电点为5.75的多肽序列;PhCSD1序列全长1029 bp,可编码包含134个氨基酸,等电点为4.65的多肽序列;PhCSD2序列全长954 bp,可编码包含216个氨基酸,等电点为10.74的多肽序列。根据保守序列和系统进化树分析,可以将三条PhSODs分成两个亚型:其中PhMSD属于锰超氧化物歧化酶,PhCSD1和PhCSD2属于铜锌超氧化物歧化酶。采用实时荧光定量PCR技术(qPCR)测定了3条PhSOD基因在坛紫菜不同世代,高温胁迫不同时间水平以及不同失水胁迫梯度下的表达水平变化,结果表明:3条PhSOD基因在叶状体世代中的表达水平均显著高于丝状体世代;在不同水平的高温和失水胁迫下,PhCSD1和PhCSD2的表达水平显著上调,而PhMSD则表现出不同的表达模式,高温胁迫下被显著抑制,失水胁迫下没有发生显著变化。     

60Co-γ射线辐照坛紫菜叶状体及单克隆培养的研究

本文报道了坛紫菜叶状体经60Coγ射线辐照后,用酶解方法获得离体细胞,观察了体细胞的分裂分化及进行单克隆培养叶状体.结果显示:体细胞发育和分化的趋势分为正常叶状体、畸形叶状体、细胞团、丝状体和根丝细胞5种方式;通过单克隆的培养,初步筛选出1个抗逆性较强、生长速度较快的新品系D,该品系1m以上长度的叶状体平均生长速度为9.4cm/d,快的可达11.5cm/d.对新品系的子一代叶状体再度酶解和观察,获得纯系的丝状体.     

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。     

不同接种密度条件下海洋酸化对坛紫菜叶状体的生理生态影响

人工栽培的坛紫菜(Pyropia haitanensis)具有重要的经济意义和生态功能,非常有必要研究海洋酸化对坛紫菜的影响.本研究通过充入高CO2浓度(1000×10-6)的空气模拟海洋酸化,探讨了不同接种密度条件下海洋酸化对坛紫菜叶状体的生理生态学效应.结果表明,长约1 cm的叶状体接种密度从1株/dm3提高到3株...     

干露和冷藏对坛紫菜及杂藻存活与生长的影响

将人工养殖的坛紫菜叶状体及与其有生长竞争关系的5种大型杂藻——肠浒苔、条浒苔、孔石莼、真江蓠、水云以及卵形藻等进行干露和冷藏实验.结果表明,坛紫菜叶状体干露至含水率10%~15%后直接培养,其成活率在99%以上,增重率与未经干露组的相比无显著差异;大型杂藻干露后含水率低于25%时则全部死亡;坛紫菜叶状体含水率为10%~15%时,在低温-20℃冷藏30d后进行培养,成活率达99%~100%,当含水率低于10%时,其成活率低于30%;坛紫菜叶状体含水率高于或低于10%~15%时进行低温冷藏,均会影响其成活率及冷藏后培养时的藻体增重率;与坛紫菜叶状体冷藏相同天数的大型杂藻,其死亡率达到100%;干露和冷藏可以有效地杀死与坛紫菜叶状体有竞争关系的杂藻,并且可以应用于生产以提高坛紫菜产量.     

坛紫菜新品系(Z-17)F2、F3的经济性状的研究

以人工杂交选育的坛紫菜新品系(Z-17)的F2、F3和对照组(YSX-3)的叶状体及丝状体为材料,进行高温、低氮磷实验,测定藻体的生长、4种色素含量及不同剪收次数后藻体厚度的变化等经济性状.结果表明:(1)在高温29℃下,F2和F3叶状体耐高温时间长,腐烂程度轻,其平均增长率分别为11.70%、11.55%;30℃时藻体开始腐烂;(2)在低氮磷条件下,F2 适应性较强,F3次之.F2培养到第15d颜色褪为浅黄色,移至含氮磷的培养液中培养3d后部分藻体颜色恢复,细胞正常;F3在培养到第12d颜色褪为黄绿色,移至正常培养液3d可恢复正常;(3)新品系F2和F3剪收2次后,藻体厚度增长不明显,实际厚度为26～31μm;(4)4种色素蛋白含量中,F2总藻胆蛋白含量最高为89.12mg/g,叶绿素含量高达6.29mg/g;(5)F2与F3的吸收光谱值相近;(6)在25、27、29℃培养温度下,对照组的丝状体生长发育较好,但新品系丝状体成熟晚,较耐高温.