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。     

印度产紫菜Pyropia chauhanii优良品系的选育与特性分析

为培育出藻体薄且适合在我国南方高水温海区栽培的紫菜新品种,利用~(60)Co-γ射线辐照和高温胁迫处理印度产紫菜Pyropia chauhanii野生型品系(PC-WT)的叶状体,分离出优良品系PC-M,随后通过研究2个品系在耐高温性、生长、主要光合色素含量、单孢子和壳孢子放散量等方面的差异后发现,在18和23°C温度组中,2个品系的壳孢子存活率、分裂率和假根发生率均无显著性差异,但在27和29°C温度组中,PC-M品系的壳孢子存活率比PC-WT品系分别提高了250.7%和305.4%,分裂率分别提高了42.4%和67.1%,假根发生率分别提高了86.6%和175.3%;将在23°C下培养30 d的叶状体分别置于18、23、27和29°C下培养10 d,在18、23和27°C组中,PC-M品系的叶状体绝对生长率分别是PC-WT品系的5.1、5.3和7.5倍,特定生长率分别是PC-WT品系的1.3、1.3和1.8倍;在27°C下培养15 d或在29°C下培养10 d,PC-WT品系的叶状体均放散了大量的单孢子,藻体流失严重,仅剩下基部,而PC-M品系的叶状体均没有放散单孢子、藻体形态完整、光泽好、生长速率快,培养至30 d后才发生轻微的卷曲。与PC-WT品系相比,常温组(23°C)的PC-M品系的3种主要光合色素(chl.a、藻红蛋白和藻蓝蛋白)含量以及壳孢子放散量分别提高了39.4%、209.8%、94.8%和36.7%,但藻体的平均厚度反而减少了31.6%。上述结果证实,与PC-WT品系相比,PC-M品系具有藻体薄、色素含量高、生长快、耐高温、壳孢子放散量大、单孢子不放散等优点,有望被培育成适宜栽培的新品种。     

不同植物激素对条斑紫菜体细胞生长发育的影响

用添加不同浓度植物激素(IBA和6一BA)的PES培养液对条斑紫菜体细胞进行培养，观察其对条斑紫菜体细胞生长发育的影响。结果表明：酶解的条斑紫菜近基部体细胞离体培养可发育成细胞团和叶状体，低浓度的IBA有利于体细胞向叶状体方向发育，而低浓度的6一BA有利于体细胞发育成细胞团。     

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。     

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，     

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:     

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。     

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。     

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     

坛紫菜与Pyropia radi种间杂交重组优良品系的选育与特性分析

为获得具明显杂交重组优势的紫菜优良品系,实验以印度产紫菜Pyropia radi野生型品系(Pr-WT01,特点:藻体厚、生长慢、韧性好、壳孢子放散量多)为父本,坛紫菜诱变品系(Ph-HMC5,特点:藻体薄、生长快、韧性差、壳孢子放散量少)为母本进行种间杂交,从杂合丝状体产生的F1叶状体中选出4个综合性状优良的杂交重组品系,HR-6品系为其中的最优良品系。父本品系叶状体的绝对生长率最大值为0.39 cm/d,母本品系为5.24 cm/d,而HR-6品系高达9.27 cm/d,在日龄30~50 d期间,它的平均绝对生长率比母本品系的最大生长率还大。日龄60 d的叶状体平均体长父本品系为13.18 cm,母本品系为85.67 cm,而HR-6品系已达218.57 cm,分别是父、母本品系的16.58倍和2.55倍。日龄35 d的HR-6品系叶状体的叶绿素a含量高达9.43 mg/g,比父、母本品系分别增加了50%和20%;另外,它的总藻胆蛋白含量高达99.62 mg/g,分别是父、母本品系的2.18倍和1.74倍。日龄35 d的HR-6品系的叶状体平均厚度为26.22μm,比父本品系降低了37%,比母本品系增加了30%,叶状体的韧性明显增加。HR-6品系的壳孢子放散总量达167.72万个/贝,分别为父、母本品系的1.13和2.65倍。上述研究结果表明,HR-6品系具有生长快、品质好、壳孢子放散量大等优良性状,表现出良好的生产适用性。     

Genetic characterization of a spontaneous green-type pigmentation mutant of Porphyra yezoensis and the significance of using heterozygous conchocelis in nori farming

ABSTRACT: In order to characterize the spontaneous green-type pigmentation mutant of Porphyra yezoensis , growth and contents of photosynthetic pigments were compared with those of the wild type in gametophytic blades. The growth of the green mutant was slower than that of the wild type. The content of phycoerythrin was markedly lower in the green mutant than in the wild type. For genetic analysis, the green mutant was crossed with the wild type. In the cross, the heterozygous conchocelis (the wild-type color) produced many sectored F ₁ gametophytic blades, which were composed of both parental colors. The segregation ratio by counting the wild-type sectors and the green-type sectors of the F ₁ blades was approximately 1 : 1. This suggests that the green mutant is governed by a single recessive gene. All the monospore germlings from the sectored F ₁ gametophytic blades that originated from the heterozygous conchocelis developed into single-colored blades with either the green color or the wild-type color. The advantages of using heterozygous conchocelis (hybrid conchocelis) and monospores from F ₁ gametophytic blades that originated from the heterozygous conchocelis in commercial farming of Porphyra yezoensis are detailed and discussed.     

坛紫菜雌雄叶状体的细胞分化比较

以室内培养20～90 d的坛紫菜雌雄叶状体为研究材料，用酶解法分别获取单离细胞进行再生培养。在雌雄叶状体的体细胞再生体中，都出现9种不同发育类型。再生体发育类型的数目和比例与种藻日龄密切相关等结果，证实了离体培养的单离细胞发育成不同形态的再生体是基于其离体前处于不同分化时期所致；由壳孢子分化成性母细胞大致可划分成8个不同阶段。雌雄叶状体的细胞分化途经大致相同，但也有一定差异，雌性叶状体的细胞最终分化成雌性性母细胞，并产生大量的丝状体；而雄性叶状体的细胞最终分化成雄性性母细胞，绝大部分生成精子，但极少数产生丝状体。在雌雄叶状体的细胞再生体中，均产生 “类单孢子”并长成正常叶状体。雄性叶状体成熟较雌性早，与其细胞分化速度较快有关。成熟期不同的雌性品系观察结果表明，叶状体成熟越早、生长期越短，其体细胞分化速度也越快。     

坛紫菜自由丝状体响应琼胶寡糖的激发

为了研究琼胶寡糖对坛紫菜自由丝状体藻丝生长和壳孢子囊枝形成的激发的影响,实验采用琼胶寡糖激发坛紫菜自由丝状体,以液相氧电极检测坛紫菜丝状体净光合放氧速率的变化;以对羟基苯乙酸(POHPAA)化学发光法检测坛紫菜丝状体的H_2O_2释放量;利用LC-MS检测红藻糖苷含量变化;利用实时定量PCR技术检测坛紫菜丝状体H_2O_2产生相关基因(Phrboh、Ph SOD)和红藻糖苷合成相关基因(Phnho1、Phgpdh、Phtps)的表达情况;并利用显微镜观察法检测壳孢子囊枝数量的变化。结果发现,琼胶寡糖能够激发坛紫菜自由丝状体的系列响应,表现在净光合放氧速率以及光合同化产物红藻糖苷的含量和生物合成出现增加;H_2O_2释放量持续增加,与产生H_2O_2相关的2个酶基因Phrboh和Ph SOD的表达增强。此外,琼胶寡糖也能够促进在坛紫菜自由丝状体的发育,在培养第30天时,琼胶寡糖处理组的壳孢子囊枝形成率达到59%,显著高于对照组46%。综上所述,琼胶寡糖能够增加坛紫菜自由丝状体的光合速率和光合同化产物,并通过形成H_2O_2的酶的表达来诱导活性氧的释放;琼胶寡糖还能促进坛紫菜自由丝状体的繁殖发育。     

条斑紫菜色彩突变体的诱导_分离和特性分析

条斑紫菜叶状体的原生质体经化学诱变剂－Ｎ－甲基－Ｎ’－硝基－Ｎ－亚硝基胍（ＭＮＮＧ）处理后，在它们的再生叶状体中，出现了少量色彩发生变异的点状异体。它们的色彩变异细胞呈点状无规则地与野生细胞或其它变异细胞镶嵌在一起。这类变异体的单孢子萌发成单色变异（或野生色）叶状体以及与母体相似的点状变异体。利用单色变异叶状体分离出绿色（ｙｅｌ），浅桔黄色（ｏｃｈ）以及深桔红色（ｂｕｓ）等三个突变株。突变株的叶状体活体吸收光谱以及藻红蛋白和藻蓝蛋白的含量与野生型相比均存在着明显的差异。经突变体支生型杂交实验证明，突变体ｙｅｌ和ｏｃｈ均含一个与色彩变化有关并且符合孟德尔遗传规律的隐性变异基因。相关变异基因的着丝粒距离，在突变体ｙｅｌ和ｃｏｈ中分别为１１．５和１５．８图距。     

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     

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。     

条斑紫菜6个品系的SRAP分析

为鉴别条斑紫菜不同品系的种质,使用相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记对条斑紫菜的5个选育品系和1个野生品系进行遗传分析,结果从35对引物组合中筛选出可扩增出稳定清晰条带的组合11对,共获得131个扩增位点,其中多态性位点125个,多态性比例高达95.42%。6个品系 间的遗传距离为0.364 3～0.867 9,平均为0.593 0。用UPGMA法进行聚类分析,结果将6个品系分为2个群,所反映的亲缘关系与各品系的来源基本一致,说明SRAP 标记技术可以成为条斑紫菜品系间遗传分析的有效工具。在131个多态性位点中,选择扩增出的4个位点构建了6个品系的指纹图谱。另外,通过ME1/EM6引物组合 扩增得到耐高温品系TM-18的特异性条带,经回收测序和重新设计引物,该条带在其丝状体和叶状体DNA中均能稳定地被扩增出来,可用于该品系的种质鉴别 。     

Identification and characterization of a green-type mutant of Porphyra tenera Kjellman var. tamatsuensis Miura (Bangiales, Rhodophyta)

We identified two green-colored conchocelis strains of cultivated Porphyra, ‘Oba-green’ and HGT-6 (F₁ strain of ‘Oba-green’), based on PCR-RFLP and sequence analyses of the nuclear ITS region and the plastid RuBisCO spacer region. These molecular analyses confirmed that the two strains were green-type mutants of the endangered species Porphyra tenera, although their blade color was not green. Under the same culture conditions, blade length increase was significantly higher in HGT-6 than in a wild strain HGT-1 of P. tenera, and the blade shape of HGT-6 was extremely elongate compared with that of HGT-1. From the growth characteristics and ITS-1 sequence data, HGT-6 was confirmed to be a green-type mutant of P. tenera var. tamatsuensis, a vigorously growing cultivar. Although photosynthetic pigment contents were lower in HGT-6 than in HGT-1, total content of four major free amino acids was higher and the blade thickness was almost the same in HGT-6 and HGT-1. These results suggest that the green-type mutant HGT-6 has potential as breeding material for further development of Porphyra breeding.     

不同光质LED光源对坛紫菜自由丝状体生长和生理特性的影响

以野生型坛紫菜自由丝状体为培养材料,研究不同光质(绿光510~550 nm、蓝光455~475 nm、红光580~630 nm、白光400~760 nm)的发光二极管(LED)对无性增殖过程中自由丝状体生长及生理特性的影响。结果显示,蓝光能提高自由丝状体的生长速率,蓝光下藻体增重分别是白光、绿光、红光下藻体增重的1.10倍、1.82倍和2.17倍。蓝光处理有助于叶绿素a和类胡萝卜素的积累,二者含量分别较白光、绿光和红光处理提高13.77%、47.69%、63.42%和8.87%、87.07%、97.73%。蓝光和白光均有利于藻红蛋白合成,而绿光和红光降低藻红蛋白合成,但4种光质的LED光源对藻蓝蛋白合成的影响无显著性差异。蓝光能显著提高碳酸酐酶(CA)活性,较白光下CA活性增加11.36%。蓝光和绿光显著提高1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubis CO)活性,分别较白光下Rubis CO活性增加28.17%和61.21%。红光和绿光下藻体在培养后期的色泽暗淡,星状色素体少,部分藻体细胞内容物溢出,呈中空状态;而蓝光和白光下藻体健康正常,色泽鲜红。研究表明,在今后的坛紫菜自由丝状体无性扩繁过程中可以适当增加LED光源的蓝光组分,减少红光和绿光组分。     

条斑紫菜叶状体细胞的发育与分化

条斑紫菜壳孢子经室内10～80d培养后长成的叶状体分别被酶解成单个细胞，后者在液体培养基中发育成正常叶状体、畸形叶状体、细胞团、性细胞囊等10种不同类型的再生体，它们的形态与结构、细胞排列与大小，放散单孢子难易程度及最终发育结果等均不同。来自日龄不同的种藻的细胞，其再生体类型的数目和各类再生体的百分数不同。当种藻日龄为10～30d时，在它们的单离细胞再生体中出现了极少的细胞团，正常叶状体和具假根畸形叶状体的百分数随着种藻日龄的增加，急剧减少，但不具假根．的畸形叶状体百分数却随着种藻日龄的增加而增加。当种藻日龄大于40d以后，它们的单离细胞就几乎不能直接再生成正常叶状体。随着种藻日龄的增加，细胞再生体中不具假根的畸形叶状体百分数也显著减少，而细胞团的百分数急剧上升，精子囊和果胞子囊的数量也逐渐上升。来自同一藻体不同部位的细胞，在它们的再生体中，随着细胞所处藻体部位的上移，正常叶状体和畸形叶状体的百分数急剧减少，而细胞团百分数却不断增加。上述结果说明，在离体条件下，条斑紫菜叶状体的单离细胞发育成不同类型的再生体，是由于它们在种藻里处于不同分化阶段的缘故；同时，初步得出在条斑紫菜叶状体的发育过程中，从壳孢子细胞分化成性原细胞的过程可分为8个不同的分化阶段。