坛紫菜养殖技术之二坛紫菜优质纯系苗种培育技术研究

坛紫菜在自然分类系统中属于红藻门、原红藻纲、红毛菜目、红毛菜科、紫菜属,在其生活史中具有2个明显的发育阶段,即叶状体阶段和丝状体阶段.叶状体是由丝状体放散出来的壳孢子萌发形成的,即日常食用的紫菜;丝状体是由叶状体放散出来的果孢子萌发形成的,多数在贝壳中生长.坛紫菜的育苗就是指叶状体成熟后形成的果孢子,通过采果孢子培育贝壳丝状体,丝状体在秋季成熟后放散壳孢子的过程.南日木平养殖场自2003年1月开始承担"坛紫菜优质纯系苗种培育技术研究"项目,现将技术总结介绍如下:     

紫菜人工栽培技术

1人工栽培紫菜的生长过程紫菜的人工栽培分丝状体培育和叶状体养成2个阶段。丝状体培育阶段：春末取成熟的叶状体经阴干刺激后,放入盛有海水的容器内放散果孢子,当放散量达到要求时,捞出叶状体。把孢子水按一定比例喷洒到已放有贝壳的培育池内，果孢子即附着到贝壳上，萌发钻人贝壳内生长成丝状体。秋季水温下降时，贝壳内丝状体成熟并放散壳孢子，将维尼仑网帘放入培养池内采苗，     

贝壳紫菜单孢子和叶状体的研究

贝壳紫菜的叶状体是由丝状体直接产生的。通过试验，笔者发现贝壳紫菜生活史中虽没有壳孢子，但存在着单孢子。由单孢子萌发发生的叶状体在形态上与由丝状体直接发育而来的叶状体相似，而前者的生长速度较后者快。经Ｗｉｔｔｍａｎｎ氏染色法染色，１－３细胞期的单孢子幼叶状体的细胞间不存在胞间联系。本种的单孢子囊仅出现在叶状体成熟阶段，在幼苗期未发现有单孢子放散。由于在贝壳紫菜的生活史中存在果孢子和单孢子而没有壳孢子     

红毛菜单孢子的放散及其利用途径的探讨

红毛菜的繁殖方式有两种：一是有性生殖，其丝状体阶段可以通过室内人工培育，有计划地为发展红毛菜养殖提供优质苗种；二是无性繁殖，由藻体的营养细胞产生的单孢子萌发成新藻体。单孢子的形态构造与果孢子类同，直径一般22—25微米，少数12-15微米，最大可达28微米。刚放散出来的单孢子没有鞭毛，随海水流动，遇上适宜的基质就附着萌发成红毛菜幼体。这些藻体在适宜的条件下又会放散单孢子。     

关于红毛菜丝状体放散壳孢子规律的探讨

在人工培育红毛菜丝状体获得成功的基础上，作者对成熟的红毛菜丝状体进行了壳孢子放散规律的探讨，试图通过了解和掌握壳孢子的放散规律，为红毛菜的人工养殖奠定基础。     

条斑紫菜自由丝状体扩增的意义及影响因子

紫菜的生活史由两个形态截然不同的阶段组成,即宏观的叶状体阶段和微观的丝状体阶段.条斑紫菜(Porphyra yezoensis Ueda)的丝状体是其生活史中的一个重要阶段.通常果孢子是粘附在含钙的贝壳等基质上萌发,并钻入壳内生长、发育成贝壳丝状体(conchocelis),如果不钻壳,在培养液中悬浮生长,这种丝状体称为自由丝状体(free-living conchocelis)[1,2].     

对紫菜自由丝状体接种育苗的几点认识

作者曾从事紫菜自由丝状体接种育苗技术的研究,并随团赴日考察,现就自由丝状体直接采苗和接种育苗的沿革及其利弊,作一简单论述,供生产单位参考。1 紫菜自由丝状体及其直接采苗的沿革 紫菜自由丝状体又叫紫菜游离丝状体,是指紫菜叶状体放散的果孢子,不钻进含石灰质的贝壳,在玻璃瓶的洁净海水中生长形成的丝状体。这一现象是在英国德鲁、日本黑木宗尚、中国曾呈奎、张德瑞等研究紫菜生活时发现的。以后日本的岩奇利用玻璃器皿把丝状体培育出叶状体,而且发现在含营     

印度产紫菜Pyropia chauhanii的细胞学观察

本文对印度产紫菜Pyropia chauhanii不同生活史阶段的染色体进行了系统细胞学观察。用卡诺氏固定液分别对室内培养的P. chauhanii各生活史阶段的活体组织进行固定后,置有光照处使组织色素体褪至约无色,用醋酸铁苏木精染色液对组织作染色和压片处理后进行显微观察。观察结果表明：叶状体阶段的营养细胞、精子囊内未成熟精子和果胞均为单倍核型（n=3）;丝状体阶段的果孢子、丝状体的营养细胞和膨大细胞均为双倍核型（2n=6）;由丝状体产生的壳孢子在萌发初期发生减数分裂后,由双倍核型（2n=6）变成了单倍核型（n=3）。当叶状体发生单性生殖产生丝状体时,游离出来的类果孢子发生染色体自然加倍,其萌发体和随后形成的丝状体营养细胞和膨大藻丝细胞均为双倍核相（2n=6）。当叶状体产生单孢子进行无性繁殖时,单孢子和其萌发体的细胞均为单倍核型（n=3）。     

条斑紫菜贝壳丝状体培育中的几项技术措施

紫菜栽培生产中的苗种培育，其实质是对紫菜贝壳丝状体生长发育进行调控管理的过程 ，包括了由果孢子发育到丝状藻丝生长、壳孢子形成与放散的管理。近年来，在紫菜贝壳丝 状体培育中普遍遇到了果孢子采苗缺种藻、病害及壳孢子采苗不顺利等问题。本文根据多年 的研究与生产实践，针对上述问题所应采取的技术措施及方法作一介绍。1 果孢子采苗　　选择优良品系，获取良种种质进行种苗培育，是紫菜良种化栽培的关键之一。目前条 斑紫菜果孢子采苗有两种途径：由成熟的叶状体(种藻)获取果孢子接种贝壳；由自由丝状体 接种贝壳。1.1 果孢子接种…     

尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子放散和体细胞分化的影响

为探讨尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子形成与放散的影响,选用能释放单孢子的野生型品系(PC-WT)与不能释放单孢子的诱变品系(PC-Y1)为实验材料,用含不同浓度尿囊素的培养液分别培养来自叶状体梢、中和基部的圆盘体。结果显示,处理后6 d,不同部位的叶状体圆盘体的单孢子放散量次序为中部梢部基部;随着尿囊素浓度的增加,PC-WT品系叶状体圆盘体的单孢子放散总量呈先升后降的趋势,其中10mmol/L是促进单孢子放散的最适浓度;但尿囊素并不能使原本不放散单孢子的PC-Y1品系释放单孢子。用含20 mmol/L尿囊素的培养液培养PC-Y1品系的叶状体圆盘体,8 d后再用酶解法将其体细胞单离出来经体外培养后发现,经尿囊素处理的单离细胞发育成丝状体的百分率为66.1%,而不含尿囊素的对照组仅为15.2%,说明尿囊素对紫菜叶状体的体细胞向生殖细胞分化具一定的促进作用。     

浅谈坛紫菜丝状体培育过程

<正>坛紫菜是我国特有的暖温带种类,也是我国南方养殖的主要经济红藻。坛紫菜的叶状体和丝状体是其生活史中的两个重要阶段。紫菜栽培生产中,苗种供应是生产的关键环节,而获得健康优良的丝状体则尤为重要。坛紫菜丝状体有两种培养方式,即自由丝状体和贝壳丝     

条斑紫菜(Porphyra Yezoensis)自由丝体接种贝壳其生长发育特征的观察研究

将条斑紫菜自由贝壳丝状体和果孢子贝壳丝状体进行观察比较,结果发现:①前者接种后贝壳需要黑暗沉淀3d,适宜接种的最高温度为23℃,肉眼见苗时间为20d,肉眼见苗前显微镜下贝壳上查不到单丝;后者接种贝壳不需要黑暗沉淀,适宜接种的最高温度为19℃,接种5d后显微镜下可以查到丝状单丝,肉眼见苗时间为15d。②前者壳孢子放散需要流水刺激,在20.5℃开始放散,日放散量为(200~400)×104个/壳,持续时间(5~10)d;而后者壳孢子开始自然放散水温为23℃,日放散量为(10~200)×104个/壳,放散持续时间(14~16)d。③网帘采苗时,前者壳孢子的采苗密度为后者的2~3倍。④在海区的养殖过程中,前者网帘下海20d肉眼见苗,见苗前显微镜下查不到苗,未发现叶状体放散单孢子,叶状体生长速度快,叶状体上未出现硅藻斑,春节前菜平均产量为475kg/667m2,但菜体偏黄,柔韧性差;后者网帘下海3d后,显微镜下就能够在网帘上查到苗,11d肉眼见苗,叶状体0.5cm开始放散单孢子,春节前的菜质好,但叶状体生长速度慢,养殖后期叶状体上容易出现硅藻斑,春节前菜平均产量为325kg/667m2。     

紫菜属海藻色素突变的研究

使用化学诱变剂MNNG(N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍)对条斑紫菜、坛紫菜、少精紫菜和华北半叶紫菜的叶状体、丝状体和壳孢子进行诱变,研究与分析了紫菜属海藻色素突变的发生与表达。结果显示,在合适的诱变剂量范围内,紫菜各生长阶段藻体均发生较高的突变率,但突变的表达特征不同。叶状体以细胞为单位发生点状突变,突变细胞的生长形成了各种突变斑块的无序镶嵌,显示单倍体细胞的致变结果。经诱变的丝状体虽表现较低的突变率,然而诱变引发的突变却主要在后代叶状体中表达,显示为二倍体细胞的突变表达规律。壳孢子突变随萌发个体的细胞分裂被立即表达,显示细胞倍性发生变化的遗传特征。本文还讨论了色素突变表达规律显示的减数分裂过程及其对藻体形态建成的影响。     

坛紫菜单个体细胞克隆的丝状体途径

用海螺酶酶解挑选出的具有优良性状的坛紫菜(Porphyra haitanensis)叶状体制备游离的营养细胞,在显微镜下选取单个细胞放入96孔板中进行隔离培养。一部分细胞通过2种发育途径形成了丝状体:一种途径是单细胞生长一段时间产生突起后发育形成丝状体;另一种途径是单细胞先形成愈伤组织,愈伤组织解体放散出类似"孢子"的细胞,"孢子"再发育形成丝状体。将获得的丝状体扩大培养作为纯系并下海养殖。同普通品系相比,选育的品系在产量和质量上表现出一定的优势。在纯系培育方面,由单倍的叶状体细胞发育形成的二倍丝状体,遗传物质一步纯合,后代叶状体个体遗传性状高度一致,可以保证优良经济性状不丢失。这种紫菜纯系培育方法大幅度缩短了纯系培育周期。     

坛紫菜体细胞单克隆叶状体途径及海上养殖

用海螺酶酶解坛紫菜叶状体制备游离的营养细胞,在显做镜下挑选出单个细胞放入96孔板,在20℃,1500～2000 lx,12D:12L条件下进行隔离培养。一部分细胞直接发育形成了叶状体:一种途径是单个细胞通过典型的两级分裂发育成叶状体,也有一些单细胞先形成叶片状的细胞团,然后在细胞团一端形成假根;另一种途径是部分单细胞先形成“愈伤组织”,经过一段时间培养后放散出类似“孢子”的细胞,其中部分“孢子”发育成叶状体。由单细胞克隆培养获得的叶状体经组织培养形成纯合丝状体,这种纯系丝状体扩大培养后转入传统的育苗途径下海养殖。纯系在苗网附着率、叶片质量和性成熟时间等经济性状方面比未经选育的普通种有优势。     

红毛菜的超微结构

以产于福建莆田的人工栽培红毛菜为材料,对红毛菜原叶体、原孢子、果孢子、营养藻丝及孢子囊枝进行了超微结构观察.观察结果较完整地展示了红毛菜各生长细胞及组织的超微结构.研究发现红毛菜原叶体的生长发育及构造变化与生殖细胞的发生形成相关,本文描述了原叶体生长发展与无性生殖细胞发生的关系及特征.研究结果还表明,该类植物具有星状色素体和蛋白核,显示红毛菜亚纲植物特有的色素体结构;原叶体细胞色素体无围周类囊体,细胞之间无纹孔连丝,具原始红藻特征;营养藻丝细胞间有纹孔连丝,色素体具围周类囊体,表现真红藻特征;孢子囊枝细胞色素体无围周类囊体,细胞间有纹孔连丝,与原叶体、丝状体营养藻丝既有相同处又有不同之处,显示红毛菜亚纲、真红藻亚纲两纲特点.     

坛紫菜的细胞学观察

为了阐明雌雄异体紫菜减数分裂的发生时期,对坛紫菜生活史的各阶段进行了细胞学研究.用卡诺固定液(无水酒精:冰醋酸=3:1)分别固定室内培养的坛紫菜各生活阶段的活体材料,在明亮处放置数日使细胞褪色至白色.然后,先用铁矾苏木精染液对固定材料进行染色处理,再进行压片、显微观察和拍照记录.观察结果表明,精子囊细胞、叶状体营养细胞和2个细胞的壳孢子萌发体中的核相是单倍的,染色体数N=5;果孢子、丝状体细胞、膨大细胞和壳孢子的核相是双倍的,染色体数2N=10.精子囊细胞、果孢子和丝状体细胞的分裂是有丝分裂.在壳孢子萌发的第1次细胞分裂过程中,观察到了减数分裂的细线期、偶线期、双线期、终变期、中期和后期等;壳孢子萌发的第1次细胞其分裂结果导致了染色体数目减半.上述研究结果表明,在雌雄异体的坛紫菜生活史中,壳孢子萌发的初始分裂是减数分裂.     

坛紫菜杂交重组品系的选育与特性分析

坛紫菜选育品系(HR-6)具有叶状体快速生长期的前期生长较快,色素蛋白含量高,但成熟较早,生长期短,丝状体的壳孢子放散量较少等特性;坛紫菜另一个选育品系(HR-5)具有叶状体快速生长期的前期生长较慢,色素蛋白含量高,但成熟晚,生长期较长,丝状体的壳孢子放散量多等特性。为改善HR-6品系叶状体成熟较早,壳孢子放散量较少的弱点,本文以HR-6品系为父本,HR-5品系为母本进行种内杂交,从杂合丝状体产生的F1叶状体中选育出了综合性状更加优良的品系(WD-7)。在叶状体的快速生长前期(日龄30~45d),父本品系的绝对生长率为6.68cm/d,母本品系为3.63cm/d, WD-7品系为6.67cm/d;在叶状体的快速生长中后期(日龄46~60d),父本品系的绝对生长率降至5.15cm/d,母本品系则升至7.27cm/d,而WD-7品系高达11.54cm/d。父本品系的叶状体成熟最早,培养35d左右,大部分个体已成熟;WD-7品系遗传了母本品系成熟较晚的优点,日龄55d之后,大部分个体才出现成熟。日龄35d的叶状体平均厚度,WD-7品系为29.87μm,分别比父、母本品系增加了10%和16%,藻体的韧性明显增强。WD-7品系的壳孢子放散总量为183.42万个/壳,分别是父、母本品系的1.17倍和0.57倍。上述结果证实,WD-7品系不仅遗传了父本品系叶状体快速生长期的前期生长较快的特性,同时又遗传了母本品系叶状体成熟晚、生长期长、中后期生长快的优点,壳孢子放散量也比父本品系有所增加,此品系有望被培育成适宜大规模栽培的新品种。     

Pyropia churharii新品系的分离与特性分析

为发掘新的紫菜种质资源,通过对印度产紫菜Pyropia churharii的野生型品系(PCWT)进行人工诱变处理,分离出具有生长和品质优势的新品系PC-Y1和PC-Y2。PC-WT品系的叶状体具有过度释放单孢子和生长缓慢的特性。PC-Y1品系的叶状体基本不放单孢子,藻体呈细长型,生长很快。PC-Y2品系的叶状体放散少量的单孢子,藻体较宽大,生长较快。日龄55 d时,PC-Y1品系的叶状体平均体长为91.30 cm,PC-Y2品系为15.26 cm,而PC-WT品系仅为5.31cm,两个新品系的生长优势非常显著。日龄45 d的叶状体叶绿素a含量,PC-Y1和PC-Y2品系明显比PC-WT品系高;PC-Y1和PC-Y2品系藻红蛋白和藻蓝蛋白的总含量分别为119.32和102.29 mg/g,分别是PC-WT品系的2.74倍和2.35倍。日龄45 d的叶状体厚度,PC-WT品系为32.48μm,PC-Y1和PC-Y2品系分别为20.86和27.98μm,两个新品系明显比野生型品系薄。贝壳丝状体的壳孢子放散量,PC-Y1、PC-Y2和PC-WT品系分别为101.16、143.44和175.17万个/壳。此外,与野生型坛紫菜相比,PC-Y1品系对高温(29℃)具有更好的耐受性。PC-Y1和PC-Y2品系不仅具有与条斑紫菜相似的特性,如藻体薄、品质好、放散单孢子,而且PC-Y1品系比野生型坛紫菜更耐高温,壳孢子放散量也更大、生长快、成熟晚,具有被大规模栽培的潜力。     

条斑紫菜单孢子形成的超微结构及分子生物学证据

条斑紫菜具有放散单孢子的特性，其在紫菜苗种生产中具有极其重要的意义。为了探索条斑紫菜营养细胞分化发育成单孢子的机理，以条斑紫菜叶状体为研究材料，依据单孢子的形成过程，将其划分为营养细胞、单孢子母细胞(或单孢子囊)及未释放的单孢子等3个区域，同时收集刚刚放散的单孢子，相应地代表了单孢子发生过程中的四个阶段。显微及超微结构观察结果表明，随着营养细胞向单孢子的分化，细胞颜色由深绿色变成金黄色，大小由营养细胞的15-30μm变成单孢子的10～13μm，形状由多角形变成圆球形，细胞内的液泡逐渐变小以至消失，星状叶绿体逐渐浓缩并居细胞中央，红藻淀粉和大小纤维囊泡大量出现，线粒体数目显著增加等等。对上述3个区域的组织进行酶解获得单细胞，然后提取RNA，其产率为每g细胞获得RNA20～40μg，A260／A280的比值分别为营养细胞2．046、单孢子母细胞2．058及未释放的单孢子2．103，显示这种提取RNA的方法是简便、有效、可行。对mRNA进一步纯化后通过反转录PCR合成cDNA，发现4个阶段的cDNA电泳图谱有些变化，特别是未释放的单孢子明显缺少1 kb条带，说明在单孢子形成过程中遗传信息的表达发生变化。但导致单孢子产生的分子机理仍有待进一步研究。