红藻分子生物学研究进展I基因、基因组织与基因工程

分子生物学研究始于20世纪50年代,首先在原核生物中取得重大进展.从原核基因克隆到利用原核基因产品的商业生产,从大肠杆菌分子遗传特性的阐明,到对其改造利用.随后分子技术从原核扩展到真核,从动物到植物,从陆地走向海洋,人们对于生命现象本质的认识也不断加深.藻类分子生物学是从80年代以后才逐渐兴起,藻类分子水平研究首先在蓝藻中取得重大突破,而真核藻类,则多是以衣藻作为模式生物的研究,红藻的分子水平研究,从其内容的深度和广度来说,相对落后.作者对近年来红藻分子生物学研究在基因方面的研究进行综述.     

黄、渤海辽宁海区底栖海藻的研究

本文报告了黄、渤海在辽宁海区底栖海藻的种类组成，区系性质、群落结构扣季节性变化。经调查共有底栖海藻166种，分别隶属于蓝藻门、红藻门、褐藻门扣绿藻门，其中包括经济海藻75种。黄、渤海底栖海藻的温度性质以暖温带为主，带有一定的亚热带性，其群落成分的季节性变化非常明显。     

橄榄石微页理结构的矿物化学及其地幔流变意义

橄榄石地幔流变同时包含物理和化学变化,但由于橄榄石位错的宽度通常＜0.1μm,较难发现适合电子探针微区分析的样品(＞1μm),因此研究较少,并且对其成因机制存在重大分歧,有固溶体出溶、柯氏气团和蚀变反应等多种假说.在东北大兴安岭第四纪火山岩携带的地幔橄榄岩捕虏体中,发现具有地幔流变特征的橄榄石,其中2个样品具有微页理结...     

北太平洋热带辐合带区上升运动的季节和年际变化特征

本文利用NCEP/NCAR再分析资料研究北太平洋热带辐合带区上升运动(ITCZω)强度和位置的垂直结构及其季节和年际变化。结果表明,气候平均态下西(东)ITCZω在高(低)层最强,低(高)层最弱,其位置随高度不变(偏北)。西ITCZω在8月最强,9月位置最北,2月最弱,位置最南;东ITCZω在8、9月最强,9月最北,2、3月最弱,位置最南,但中、高层的ω在11月也很弱。ITCZω强度最强(弱)的时间一般与位置的快速北跳(快速南撤)的时间相对应,并且有位置变化超前强度变化的表现。通过对ω气候值和异常值的经验正交函数分解,发现气候值EOF第一模态能很好的反映ITCZω的基本气候状态,具有准半年周期,第二模态反映了ITCZω的季节变化特征;异常值EOF第一模态空间场呈现东西反位相的特征,时间序列的功率谱分析最明显的周期为4.8 a。西ITCZω强度在厄尔尼诺年偏弱,拉尼娜年偏强;东ITCZω位置在厄尔尼诺年偏南,拉尼娜年位置则偏北。总体上ENSO事件对东ITCZω位置影响较大,而对西ITCZω强度影响较大。     

龙须菜UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆及其表达与琼胶产量的关系

对红藻龙须菜(Gracilaria leimanei formis)UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因的表达与不同藻株中藻体琼胶产量之间的相关性进行研究.通过PCR扩增的方法得到了龙须菜UGPase的基因序列.该基因cDNA序列的全长为2 200 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;龙须菜UGPase基因的氨基酸序列与其它物种的UGPase氨基酸序列相似性较高;该基因是单拷贝的,缺乏内含子;具有特殊的加尾信号.利用荧光实时定量PCR的方法检测UGPase基因相对表达量.结果表明,该基因的表达与琼胶含量存在显著相关性,即在高琼胶组藻株中的表达量显著高于低琼胶组藻株,对琼胶含量高低具有指示作用,显示了在产业化应用中的潜能.     

龙须菜果孢子的紫外诱变及优势突变体的筛选

用紫外线辐射处理野生型龙须菜果孢子体放散刚附着的果孢子,并通过耐高温的筛选,初步获得了2株具有耐高温,生长快速等优良性状的四分孢子体突变株,命名为BZT-11和BZT-18,将其与981和野生型藻株进行了比较分析。结果显示,这2株突变体在实验室内和海上的日平均生长速率为均明显高于981和野生型藻株。在热胁迫时间内,BZT-11和BZT-18的丙二醛(MDA)含量均明显低于野生型,超氧化物歧化酶(SOD)活性明显高于野生型;而在整个胁迫过程中2株突变体与981藻株的MDA含量和SOD活性水平差异不显著。经过4h的热激后,藻株BZT-11和BZT-18的hsp70基因表达水平也显著高于野生型。这些结果进一步证明了该2株突变藻体的耐高温优势。本研究提供了耐高温突变体的筛选技术。     

Removal of eutrophication factors and heavy metal from a closed cultivation system using the macroalgae, Gracilaria sp. (Rhodophyta)

In this study,the ability of macroalgae Gracilaria sp.of removing eutrophication factors and toxic heavy metals Al,Cr,and Zn in a closed cultivation system is reported.The results show that the concentration of the three heavy metals decreased significantly during the experimental period in an algal biomass dependent manner.The biofiltration capacity of the alga for Al,Cr,and Zn is 10.1%-72.6%,52.5%-83.4% and 36.5%-91.7%,respectively.Using more materials resulted in stronger heavy metal removal.Additionally...     

Applications of immuno-magnetic bead and immunofluorescent flow cytometric techniques for the quantitative detection of HAB microalgae

Overthelastseveraldecades,harmfulalgalblooms(HABs)havebecomeaseriousenvironmental problem in many parts of the world. A rapid and accurate detection process for HAB algae has yet to be developed. Heterosigma akashiwo is one of the most important HABs species in China. The objective of this study was to develop an immunologic technique that can rapidly and sensitively count H. akashiwo cells. Five HABs species (Alexandrium catenella, Thalassiosira sp., Cryptomonas sp., Alexandrium tamarense and Symbiodinium sp.,) were used in this study to evaluate the analysis process we developed. A polyclonal antibody with high titers against H. akashiwo was obtained by injecting H. akashiwo cells into rabbits. Immuno-magnetic beads (IMB) were produced via conjugated polyclonal antibodies with magnetic beads and applied to isolate and count H. akashiwo cells from the culture. Results show that 66.7%-91.6% of the cells were captured from unialgal culture by IMBs, and only 5.3%-12.5% of the four other HAB microalgae species were captured, indicating that the constructed IMBs combined specifically with the H. akashiwo cells. At the same time, flow cytometry (FCM) sorting was exploited to screen H. akashiwo cells after labeling with FITC conjugated polyclonal antibodies. Using the FCM technique, 91.7% of the targeted cells were sorted out from mixed microalgae samples in just a few minutes. These results indicate that both antibody-involved IMB and antibody-based FCM techniques are highly effective at detecting and quantifying HAB species. These techniques, especially immuno-magnetic separation, have low associated cost, and are fast and simple processes compared with other techniques currently in use.     

龙须菜配子体发育和不同品系四分孢子体四分孢子形成过程显微结构观察

龙须菜配子体和四分孢子体在生殖结构的形成和发育的过程中,出现一系列的细胞形态和结构层面的变化。本实验以龙须菜雌雄配子体和不同品系龙须菜四分孢子体为实验材料,采用连续徒手切片的方法,观察龙须菜配子体发育和不同品系四分孢子体四分孢子形成过程。观察到,雌雄配子体发育经过幼苗期、毛细胞期、性成熟期,幼苗期和毛细胞期雌雄配子体间无明显差异,进入性成熟期后,产生生殖结构时才能将其区分开。四分孢子起源于四分孢子体表皮层细胞,初始为鲜红色直径约5~10 μm的细胞,逐渐生长形成成熟的直径约20~25 μm的四分孢子囊,并分裂为4个四分孢子聚集在四分孢子囊中,在藻体外,四分孢子释放变形成球形,龙须菜四分孢子的形成和发育过程伴随着髓部细胞中红藻淀粉颗粒的减少。其中"981"龙须菜形成较多的畸形四分孢子,可能是其表现低育的一个原因。龙须菜自基部到尖端的表皮层细胞层数、髓部细胞数目和体积均发生连续的变化。细胞连接广泛存在于龙须菜表皮层、皮层和髓部细胞之间,但各层细胞连接大小、数目、长度等都存在差异。释放的四分孢子可能会附着在四分孢子体上,固着器覆盖包绕四分孢子体甚至侵入到破损有伤口的四分孢子体内,形成四分孢子体和配子体在同一株上的世代混杂现象,这也可能是导致龙须菜表现遗传复杂性的原因。     

火山喷出气体的环境、灾害效应及对火山未来喷发的指示意义

简要综述了火山喷发过程中喷入大气圈内不同成分的火山气体含量及其气候、环境效应和造成的火山灾害 ,并介绍了利用火山喷出气体成分和含量的变异特征进行长尺度火山喷发预测的原理与方法。认为当前在中国开展长白山天池火山活动喷出气体成分和含量的系统研究十分必要 ,并具有一定的现实意义