不同强度光强胁迫对海带(Saccharina japonica)幼苗光合生理的影响

海带(Saccharinajaponica)是我国藻类生产的主要品种之一,其栽培面积和产量均居世界首位。2021～2022年产季,山东荣成海带主产区先后暴发了大规模病烂灾害,给当地水产经济造成了巨大损失。引起病烂的原因可能来自多方面,其中藻体所受光照过强及水体营养盐水平较低可能起到了一定作用,为此,基于海带幼苗的最小饱和光强、烟台高新区牟平自然海区海水氮磷浓度及不同海水深度下的光照强度测定结果,研究了梯度强光在不同海水营养盐水平下对海带生理的影响,以期为“烂菜”现象的病因分析提供一定的线索。结果显示,海带幼苗在700～900μE/(m2 s)强光胁迫3 d后, Fv/Fm可恢复至对照水平,光合色素合成活跃,营养盐含量较高的海水更有助于PSII的修复,但1 300～1 500μE/(m2 s)的强光辐射导致PSII不能恢复,岩藻黄素、叶绿素a及β-胡萝卜素含量显著降低。整个胁迫实验中,藻体总抗氧化能力(T-AOC)及其他抗氧化酶比活力大体上在强光胁迫的起始至第3天上调,而在胁迫第5天时又出现下降趋势,且在营养盐含量较高的处理组中,各样本活性均高于天然海水处理组样本。抗氧化酶基因的表达也呈...     

条斑紫菜脱落酸合成对高盐胁迫的响应及其对光合作用的保护

植物在逆境下产生活性氧,诱导抗氧化酶活性、抗逆基因表达上调。采用梯度盐度胁迫的方法处理条斑紫菜,发现高盐胁迫下细胞内脱落酸(ABA)含量随盐度的增加而增加,提示条斑紫菜中可能存在ABA介导的抗氧化代谢通路。利用ABA间接合成途径相关的几种抑制剂处理条斑紫菜叶状体,高盐胁迫诱导氧自由基产生,在藻体复苏过程中通过测定光合作用参数的恢复情况,探测藻体受到的氧化伤害,从而证明条斑紫菜中ABA生物合成的可能路径。结果显示多效唑显著降低了光系统II的电子传递能力,说明条斑紫菜中C5前体的合成是通过类似真菌的MVA途径;萘普生减缓了光合参数的恢复,说明条斑紫菜中ABA合成途径类似于类胡萝卜素参与的间接途径;然而,间接途径合成最后一步的抑制剂钨酸钠却没有影响条斑紫菜胁迫后光合作用参数的恢复,说明条斑紫菜中可能存在经由脱落醇生成ABA的支路途径,而脱落醇可作为活性分子,调控抗氧化酶的表达。烯唑醇则可能引起ABA的分解代谢受到抑制,导致过氧化氢的过度产生,并最终对机体产生不利影响。本文的结果为后续条斑紫菜ABA介导的抗氧化机制解析提供了数据支持。     

Analysis of expressed sequence tags from the Ulva prolifera (Chlorophyta)

In 2008, a green tide broke out before the sailing competition of the 29th Olympic Games in Qingdao. The causative species was determined to be Enteromorpha prolifera (Ulva prolifera O. F. Müller), a familiar green macroalga along the coastline of China. Rapid accumulation of a large biomass of floating U. prolifera prompted research on different aspects of this species. In this study, we constructed a nonnormalized cDNA library from the thalli of U. prolifera and acquired 10 072 high-quality expressed sequence tags (ESTs). These ESTs were assembled into 3 519 nonredundant gene groups, including 1 446 clusters and 2 073 singletons. After annotation with the nr database, a large number of genes were found to be related with chloroplast and ribosomal protein, GO functional classification showed 1 418 ESTs participated in photosynthesis and 1 359 ESTs were responsible for the generation of precursor metabolites and energy. In addition, rather comprehensive carbon fixation pathways were found in U. prolifera using KEGG. Some stress-related and signal transduction-related genes were also found in this study. All the evidences displayed that U. prolifera had substance and energy foundation for the intense photosynthesis and the rapid proliferation. Phylogenetic analysis of cytochrome c oxidase subunit I revealed that this green-tide causative species is most closely affiliated to Pseudendoclonium akinetum (Ulvophyceae).     

细胞穿膜肽转导大型海藻及对其光合作用的影响

细胞穿膜肽能够介导外源物质进入细胞,是一种简单高效的分子运输手段。传统的大型海藻外源物质转导方法较为复杂,并且效率偏低。目前尚没有将细胞穿膜肽应用于大型海藻的报道。本实验利用细胞穿膜肽九聚精氨酸(R9)对浒苔、紫菜和海带这三种常见的大型海藻进行转入,观察其转导效果,并测定转导后藻体光合作用效率的变化。实验结果表明,细胞穿膜肽R9能够成功的转入三种大型海藻,转入的效率与藻体细胞壁结构有一定联系;转导后藻体的Fv/Fm、ETR(I)和ETR(II)没有明显变化,说明R9对大型海藻的光合作用没有负面影响。本实验建立了一种新型的大型海藻外源物质转导方法,为今后的大型海藻育种,分子转化以及外源物质转入机制等研究奠定了基础。     

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。