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.     

不同光质LED光源对坛紫菜单性叶状体的生长发育及生理指标的影响

为掌握坛紫菜叶状体生长与发育的最适光谱成分，实验以坛紫菜雌性叶状体为培养材料，探究了不同光质(白、蓝、绿、红光)的LED光源对叶状体营养生长、发育分化、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)及光合色素含量等生理指标的影响。结果显示，在复合型白光下培养25 d后，藻体的叶长和鲜重分别为单色光下的2.42~3.86倍和2.64~4.50倍，白光下叶状体生长速率最快，鲜重增加最多，而单色光限制了藻体的营养生长。与白光下培养相比，在红、绿光下培养，藻体的藻胆蛋白合成受到明显限制，藻红蛋白含量分别下降了44.1%和43.2%，藻蓝蛋白含量分别下降了11.6%和12.5%。然而，在蓝光下培养的藻体，藻红蛋白和藻蓝蛋白含量较白光下分别增加了94.3%和16.2%，且PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)值始终较高，保持持续上升的趋势，表现出对光源的长期适应。蓝、绿光在坛紫菜叶状体营养细胞发育成生殖细胞的过程中，均能加快藻体梢部细胞的分化并提前进行单性生殖，而白光和红光在这一过程中的效应不明显。其中，蓝光能够促进单性生殖孢子萌发成正常的单性生殖丝状体，而绿光则会阻断这一发育途径，使单性生殖孢子萌发体的色素体暗淡、内含物中空，最终消亡。研究表明，单色光源限制了坛紫菜叶状体的营养生长，且会对叶状体的光合色素组分和F_v/F_m产生较明显的影响，但其中的蓝光可以诱导坛紫菜单性叶状体提前进行单性生殖。这也为进一步探讨坛紫菜叶状体的光适应机制提供了参考依据。     

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。     

紫菜丝状体阶段核分裂特征观察

对条斑紫菜和坛紫菜的果孢子、丝状体以及壳孢子的核分裂进行了细胞学观察。结果表明,两种紫菜染色体数分别是3和5,从果孢子萌发到壳孢子萌发阶段为二倍体核,核分裂都具同源染色体配对特征。在果孢子萌发和营养藻丝、孢子囊枝和壳孢子囊细胞分裂中,分裂前期末同源染色体紧密配对聚合,进入中期染色体在赤道面上排列,同源染色体仍一一对应,后期染色单体分离。在壳孢子萌发的核分裂中,前期同源染色体配对更加紧密,中期过程出现联会染色体分离的特征,后期同源染色体分离,显示减数分裂特点。本文还讨论了有丝分裂同源染色体配对现象对观察研究紫菜二倍体细胞核分裂的影响。     

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）。     

坛紫菜“申福2号”

<正>培育单位:上海海洋大学,福建省大成水产良种繁育试验中心品种简介:该品种是以2001年从福建平潭岛采集的野生坛紫菜的叶状体为基础种质,采用γ射线诱变、酶解处理,结合高温胁迫处理等技术,以壳孢子放散多、耐高温、生长速度和成熟晚为选育指标,获得的单倍体经单性生殖培养而成的二倍体纯系。在相同栽培条件下,30天~50天生长期的绝对生长率是坛紫菜传统养殖种的1.5倍;日龄120天的叶状体才开始出现性细胞,比传统养殖种晚熟90天,菜质下降速度慢,生长期长;产     

光强、温度和N/P比对坛紫菜叶状体单性生殖发生的影响

为探究培养条件对坛紫菜叶状体生长和单性生殖发生的影响,研究了不同光强、温度和N/P比下坛紫菜叶状体的生长及单性生殖发生的特点。结果显示,当光强为10～40μmol/(m2·s)时,藻体生长缓慢、成熟晚、单性生殖发生晚;光强增至60～80μmol/(m2·s)时,藻体生长加快,成熟和单性生殖发生同时提前。温度为17～20°C时,藻体生长慢、成熟晚、单性生殖发生推迟;23°C时藻体生长最快;而29°C组的藻体虽然生长受到抑制,但藻体成熟和单性生殖发生得到促进。N/P比为16∶1处理组的叶状体比其他处理组(1∶1、4∶1、32∶1和64∶1)均生长变快,N/P比为64∶1时叶状体生长最慢,但易成熟、易发生单性生殖。因此,在高光强、高温和高N/P比下,藻体成熟和单性生殖发生均提早,说明这些因素对坛紫菜叶状体单性生殖的发生有重要影响。     

坛紫菜与长紫菜种间杂交后代的细胞崩溃现象与成活后代的表现型观察比较

坛紫菜壳孢子萌发的第一次和第二次分裂为减数分裂,结束后形成了一个基因型不同的四分体,随后由这个四分体发育成一个基因型嵌合的叶状体。由坛紫菜与长紫菜种间杂交所产生的杂合丝状体成熟后释放出壳孢子,后者在分裂初期出现了大量的细胞崩溃死亡,通过对单个的壳孢子萌发体进行定点跟踪观察后发现,细胞崩溃死亡不仅会发生在减数分裂的直接产物即处于二细胞期、三细胞期、四细胞期的萌发体,当细胞数大于4个的萌发体在进行有丝分裂时也会出现细胞崩溃死亡。绝大部分的壳孢子能进行第一次减数分裂,形成处于二细胞期的萌发体,随后进行第二次减数分裂,形成处于三细胞期或四细胞期的萌发体。培养4 d,78.6%的壳孢子已发育成含2~4个细胞的萌发体,其余为未分裂的壳孢子萌发体;在含2~4个细胞的萌发体中未出现细胞崩溃死亡的萌发体的百分率为99.7%,0.3%的个体出现了细胞崩溃死亡。随着培养时间的延长,大多数处于二细胞期的萌发体发育成处于三细胞期和四细胞期的萌发体,而大规模的细胞崩溃死亡也出现在处于三细胞期和四细胞期的萌发体中。培养14 d,处于三细胞期和四细胞期的萌发体的百分率分别为38.6%和37.2%,它们当中含有崩溃死亡细胞的个体百分率分别为99.5%和99.2%。此外,8.9%的萌发体能够发育成含4个以上细胞的个体,但在随后的有丝分裂中也出现了细胞崩溃死亡现象。培养35 d,大部分的萌发体其体细胞已全部崩溃死亡,但仍有约1%的萌发体能成活下来,可它们并非是由一个完整的四分体发育而来,而是由四分体中的1~2个成活细胞发育而来。培养45 d,可把成活体的形态和颜色分成类亲本型和重组型两大类。研究表明,利用紫菜种间杂交的后代在壳孢子萌发初期会出现细胞崩溃死亡的现象,不仅可以用于辅助更精确地鉴别物种,而且可以从其成活后代中筛选出具有重组优势的新品系。     

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。     

坛紫菜两个世代差异的分析及在生产中的应用

坛紫菜是我国特有的栽培品种,主要养殖于福建、浙江和广东等地,其产量约占全国紫菜产量的75%。坛紫菜的生活史包括二倍孢子体和单倍配子体两个异型世代,二者在藻体形态、细胞结构、生化组成、生理特性等方面存在显著差异。分析不同世代基因的表达差异,     

坛紫菜核糖体蛋白S7基因的克隆与表达分析

为了研究坛紫菜在高温胁迫条件下的分子应答机制,应用引物退火控制(ACP)技术对耐高温型纯系(Z-61)叶状体在高温胁迫条件下的差异表达基因进行筛选时,获得了一条核糖体蛋白S7基因的全长序列,命名为Phrps7(GenBank登录号:JF719273).该基因序列全长702 bp,包含一个585 bp的开放阅读框,其编码195个氨基酸的核糖体S7蛋白( PhRPS7),蛋白分子式为C984H1604N294O283S2,由5条α螺旋,6个片层及6个环状连接组成,与多个物种的RPS7蛋白具有较高的序列一致性(＞55％).系统进化树分析表明,PhRPS7蛋白与真菌的亲缘关系较近,而与其它物种的亲缘关系较远.实时荧光定量PCR分析结果表明,Phrps7基因的表达水平与高温胁迫密切相关,在高温胁迫刚开始时(0 ～6d),Phrps7基因的表达水平极显著上调,而随着胁迫的继续(＞6 d),表达量又有所下调,但仍显著高于胁迫开始前.     

杂色鲍一种编码CRAD功能域基因的克隆及其在发育和应激中的表达

为探讨Caspase募集功能域(CRAD)在鲍发育和应激中的作用,实验通过比对杂色鲍转录组序列和RACE扩增的方法,获得了杂色鲍一条含CRAD的基因全长c DNA,命名为Hd CRAD;采用实时定量PCR的方法获得了该基因在发育和应激中的表达谱。结果显示,Hd CRAD的c DNA全长1 371 bp,开放阅读框735 bp,编码244个氨基酸。编码蛋白具有保守的CRAD功能域。该基因在各检测组织中均可表达,在黏液腺中表达量最高;在发育各阶段也均有表达,面盘幼虫晚期表达量最高。在细菌感染、高温或缺氧应激处理后,血细胞的Hd CRAD表达水平均有显著性变化。在担轮幼虫时期,RNA干扰该基因会显著提高幼虫畸形率;幼虫的caspase-8和DAD1的表达水平会显著上升,而caspase-3的表达水平会下降。研究表明,该基因参与了鲍幼虫发育过程;在成体免疫、耐高温和抗低氧中发挥了一定作用。     

Increasing transient expression of CAT gene in Porphyra haitanensis by Matrix attachment regions and 18S rDNA targeted homologous recombination

To test whether matrix attachment regions (MARs) and 18S rDNA can influence CAT gene transient expression positively in the red algae Porphyra haitanensis, a targeting vector pHR‐CAT containing a portion of the 18S rDNA from P. haitanensis, pMAR1‐HR‐CAT containing one MAR from silkworm and a portion of the 18S rDNA from P. haitanensis and pMAR2‐HR‐CAT containing two MARs from silkworm and a portion of the 18S rDNA from P. haitanensis were constructed. With the electroporation method, the vectors were transferred into the protoplasts from the thalli of P. haitanensis. The results showed that the expression of chloramphenicol acetyl transferase (CAT) protein in transformed cells reached a maximum at 96 h after transformation. It was increased markedly with the pMAR2‐HR‐CAT compared with the pHR‐CAT or the pCAT^@3‐control vector (P<0.01), and it was increased inconspicuously with pHR‐CAT compared with the pCAT^@3‐control vector (P>0.05). It is suggested that MAR from silkworm could enhance the transient expression of foreign genes in P. haitanensis.     

中华绒螯蟹RXR基因全长cDNA克隆及表达分析

维甲类X受体(retinoid X receptor,RXR),属于核受体超家族(nuclear receptor super family)成员,是一种重要的调控因子,对甲壳动物生长发育和繁殖具有十分重要的作用。本研究根据陆地蟹 RXR基因保守区序列设计上下游引物,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)以及cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)RXR基因并进行各组织间的表达分析。序列分析表明中华绒螯蟹RXR cDNA全长1517bp,编码433个氨基酸。经BLASTn和BLASTx分析表明,中华绒螯蟹RXR氨基酸序列与陆地蟹RXR基因的氨基酸序列相似性最高,为96%。系统进化树分析显示,中华绒螯蟹RXR的氨基酸序列与陆地蟹RXR聚为一支。荧光定量PCR结果显示,RXR在所有检测的组织中均有表达,且在中华绒螯蟹Y器官中表达量最高,肝胰腺、鳃和肌肉中有少量表达,心脏、胃、肠、胸神经节和脑神经节中微量表达。在中华绒螯蟹不同蜕皮时期中,Y器官中RXR表达量在D期最高,与AB期、C期呈显著性差异（P＜0.05）;肌肉中RXR在AB期表达量最高,与其他蜕皮时期呈显著性差异（P＜0.05）;肝胰腺和鳃中RXR在AB期表达量最高,E期表达量最低,但各蜕皮时期表达量之间差异不显著。     

鲤lipea基因表达的时空特征及与脂肪沉积相关性分析

本文旨在克隆鲤(Cyprinus carpio)激素敏感性脂肪酶a (hormone-sensitive lipase a, lipea)基因,探究其时空表达特征及其与脂肪沉积的关系,以期为鲤脂肪沉积分子调控机制研究奠定理论基础。本实验采用RACE技术克隆获得鲤lipea基因,其cDNA全长为3379 bp,包括230 bp的5′非翻译区(5′-UTR)、1067 bp的3′非翻译区(3′-UTR)和编码693个氨基酸的开放阅读框。多序列比对显示,鲤lipea与斑马鱼(Danio rerio)、牙鲆(Paralichthys olivaceus)和虹鳟(Oncorhynchusmykiss)的氨基酸序列相似性分别为88.17%、64.94%和63.35%,不同物种间序列差异主要集中在C-端的多肽序列上。蛋白质结构分析显示该蛋白含有3个功能域分别具有脂肪酶活性、乙酰基水解酶活性和水解酶活性。应用实时荧光定量PCR技术分析了lipea基因在鲤各组织、不同发育时期以及脂肪含量极端差异个体的肌肉和脂肪组织中mRNA表达量的变化。结果显示, lipea在各组织中均有表达,腹腔脂肪中相对表达量最高,其次是腹部肌肉,血液中最少。随着胚胎的发育, lipea的表达水平呈现下降趋势, 8细胞期表达量最高,其次是囊胚晚期,开口期最少。lipea表达量与背部肌肉脂肪含量呈正相关,但差异不显著(P0.05),与腹腔脂肪量呈负相关,且差异极显著性(P0.01),推测lipea基因对鲤腹腔脂肪沉积可能具有抑制作用。本实验结果可为进一步解析鲤lipea基因的功能和基因调控脂肪沉积分子机制研究提供参考。     

中华绒螯蟹Akt基因的cDNA克隆、序列分析及表达特征

为研究Akt基因在中华绒螯蟹蜕壳前后肌肉生长过程中的功能,应用RACE技术克隆得到编码中华绒螯蟹Akt(命名为Es Akt)的全长为2 200 bp的c DNA序列,包括159 bp的5′非翻译区(5′-UTR)、496 bp的3′非翻译区(3′-UTR)和长度为1545 bp编码514个氨基酸的编码序列。蛋白质结构域分析显示Es Akt含有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族的3个特征性保守结构域。多序列比对和系统发育分析显示,Es Akt与中国明对虾、凡纳滨对虾的Akt序列一致性都为0.889,在系统发育树中节肢动物Akt形成一个分支。应用荧光定量RTPCR技术分析Es Akt在性成熟中华绒螯蟹各组织及幼体不同蜕壳时期不同部位肌肉组织中转录水平上表达量的变化。结果显示,Es Akt在性成熟个体的肝胰腺、眼柄、表皮、卵巢、精巢、心脏、螯足、鳃、三角膜等组织中均有表达,其中卵巢、眼柄和精巢中表达量较高,肝胰腺中表达量最低。在幼体不同蜕壳时期不同部位的肌肉中,Es Akt表达量变化不同,步行足肌肉组织中Es Akt m RNA无显著的统计学差异。腹部肌肉组织中Es Akt m RNA水平在蜕壳前晚期D3~D4期表达量显著高于蜕壳后A~B期和蜕皮间期C期。螯足肌肉在蜕壳前晚期D3~D4期急剧下调,蜕壳后A~B期开始表达量显著升高,直至蜕皮间期C期。研究表明,Es Akt在中华绒螯蟹蜕壳过程中不同部位肌肉组织中的表达量变化与蜕壳周期密切相关,说明Es Akt参与中华绒螯蟹蜕壳诱导的肌肉萎缩、生长及重建过程。     

厚壳贻贝Wnt4基因时空表达

为探究Wnt4基因在厚壳贻贝幼虫发育阶段和组织生长过程中的作用,通过RACE技术克隆了厚壳贻贝Wnt4基因c DNA全长序列,该序列全长3342 bp,开放阅读框为1074 bp,编码357个氨基酸。该序列与人、小鼠、海胆、栉孔扇贝和长牡蛎等物种的同源性分别为61%、61%、60%、71%和76%。通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析Wnt4基因在厚壳贻贝成体多个组织中(外套膜、闭壳肌、鳃、雌雄性腺、足和消化腺)均有表达,其中在外套膜中表达量最高,推测可能与贝壳形成有关;Wnt4基因在厚壳贻贝幼虫发育阶段高表达主要集中在壳顶期,并推测Wnt4基因可能参与了贝壳形态结构发生转变的过程以及某些器官的形成与发育。本研究为进一步开展双壳贝类Wnt基因家族的功能研究提供了理论依据。     

Molecular divergence and application of the ITS-5.8S rDNA and RUBISCO spacer in <Emphasis Type="Italic">Porphyra haitanensis</Emphasis> Chang et Zheng (Bangiales,Rhodophyta)

To select a reliable and sensitive method for discriminating strains of Porphyra haitanensis, the nucleotide sequence of the internal transcribed spacer 1 to internal transcribed spacer 2 regions (ITS-5.8S) of nuclear ribosomal DNA and the intergenic spacer region of RUBISCO were compared in five wild and five cultivated Porphyra haitanensis strains. Based on molecular analyses, sequences of ITS-5.8S (about 1,210 bp) could be divided into three regions: ITS1, 5.8S, and ITS2. The ITS1 and ITS2 sequences of each strain differed, even between individuals collected from the same site. In contrast, 5.8S rDNA and RUBISCO spacer sequences were identical among the ten P. haitanensis strains, although differences were found among different Porphyra species. Phylogenetic analysis also supported these conclusions. These sequence features of highly conserved regions and diversified regions that occurred repeatedly in ITS-5.8S could be useful in discriminating germplasm of P. haitanensis strains or Porphyra species. In contrast, the RUBISCO spacer is only suitable for identifying Porphyra species. New coupled primers were designed to amplify only the 5.8S rDNA and ITS2 region of Porphyra. The sequences of these amplified fragments can be readily used to identify germplasm or to perform phylogenetic analysis of Porphyra spp.