坛紫菜色素突变体色素基因的表达定量分析

以野生型和6种不同色泽的坛紫菜色素突变体为材料,通过实时荧光定量PCR技术分析了4种主要色素基因(Cpeα、Cpcα、Apcβ、Chl.a)在不同色泽突变体不同生长期(初期、盛期、末期)的相对表达水平。结果表明在不同色泽不同生长期的坛紫菜色素突变体中,各色素基因表达水平由高到低均为Apcβ>Cpcα>Chl.a>Cpeα,且Cpeα基因的表达水平最不稳定,会随着生长过程发生显著变化,而Cpcα、Apcβ和Chl.a基因表达水平则相对稳定;此外,对色素突变体和野生型藻体中色素基因表达水平和相应色素蛋白含量的线性相关回归分析结果表明二者间没有相关性,即各色素基因的表达水平与藻体最终显示的颜色无关,由此推测坛紫菜色素突变的可能机制是色素蛋白合成过程中一些相关调控基因突变所致。     

坛紫菜品系间杂交分离色素突变体及其特性的初步研究

以野生选育的坛紫菜(Porphyra haitanensis)为母本,诱变选育全棕红的品系为父本进行杂交实验,从杂交子代大量叶片中,筛选出1株褐黄色素突变体、1株翠绿色与野生色相嵌的嵌合体和1株褐绿色与野生色相嵌的嵌合体。通过酶法分离突变体的营养细胞,单性生殖获得丝状体;分别使丝状体成熟并放散壳孢子,然后单株培养和筛选获得褐黄、翠绿和褐绿色子代叶状体。实验进行50 d。结果:(1)褐黄色突变体藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量低;孢子囊枝的细胞较小,且大量形成时间比亲本晚15 d;幼苗培养初期日平均生长量仅为(1.22±0.28)cm,当叶片长到60 cm左右时生长优势逐步凸显,日平均生长量可达(7.50±1.18)cm;(2)翠绿色丝状体容易成熟,发育方式特殊,营养藻丝不经过藻丝加粗阶段,直接由球形细胞发育成孢子囊枝和壳孢子囊;翠绿色叶状体藻红蛋白含量低,仅有(5.513 0±1.049 6)mg/g(干品);叶状体生长快速,60 cm长的藻体日平均生长量高达(11.95±2.33)cm;(3)褐绿色突变体藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻红蛋白这3种色素蛋白和叶绿素的含量均较低;藻丝细胞短且细,叶状体生长速度较慢。     

高温静水胁迫培养对坛紫菜品质的影响

以坛紫菜耐高温型品系Z-61 F4代叶状体为实验材料,野生型坛紫菜（WT）叶状体为对照,研究了常温（21℃）静水和高温（30℃）静水培养不同天数（0、2、4、6、8、10 d）后,坛紫菜藻体中光合色素含量、粗蛋白含量、总氨基酸含量和4种主要呈味游离氨基酸含量等品质指标的变化情况。结果表明,常温静水培养对坛紫菜耐高温型品系的品质没有显著影响,甚至短时间的常温静水培养还有利于提高野生型品系藻体的品质;但高温静水培养会显著降低耐高温型品系和野生型品系的品质,只是耐高温型品系的品质下降速度要慢于野生型。此外,本研究还发现,耐高温型坛紫菜品系还可以通过调节藻体细胞内别藻蓝蛋白（APC）和游离氨基酸的含量来增强自身对高温胁迫的抵抗能力。本研究结果为全面认识坛紫菜的抗逆性机理提供了基础资料,同时也为后续坛紫菜抗逆新品种的选育提供了理论指导。     

条斑紫菜优良品系(LC-14)的筛选与特性分析

从条斑紫菜(Pyropia yezoensis)绿色突变体和红色突变体种内杂交产生的F_1叶状体中,分离出新品系LC-14。该品系的F_1叶状体在生长速度和品质等方面均显著优于条斑紫菜野生型栽培品系(WT)。日龄70 d的叶状体平均长度和湿重,LC-14品系分别为106.53 cm和3.07 g,分别是WT品系的4.39和10.27倍。培养至第55天,LC-14品系的3种主要光合色素(叶绿素a、藻红蛋白和藻蓝蛋白)含量分别为9.85 mg/g、52.09 mg/g和23.26 mg/g,分别比WT品系提高了65%、65%和49%,而其藻体的平均厚度(20.89μm)反而降低了32%。此外,LC-14品系的壳孢子放散总量为761.32×10~4 ind/壳,是WT品系的1.28倍。上述结果表明,LC-14品系具有生长快、品质优、壳孢子放散量大的优点,藻体颜色与野生色(棕褐色)相近,是条斑紫菜的优良品系,有望在生产中应用。     

坛紫菜品系间杂交藻体选育及经济性状的初步研究

坛紫菜品系间杂交藻体选育及经济性状的初步研究=A preliminary study on cultivation of the crossbred Porphyra haitanensis thallus and their economic characteristics［刊，中］/陈昌生（集美大学水产学院，厦门361021）,徐燕,纪德华,谢潮添,王玉中,王凤霞,柳佩娟//水产学报，—2007，31(1).-97～104 为了获得杂交的坛紫菜优良品系，本实验对野生型坛紫菜(♀)和经过人工诱变选育获得的红色型(♂)的坛紫菜进行杂交获得丝状体；丝状体促熟培养后获得杂交子一代叶状体，从子一代中挑选出5种具有一定生长优势和其它经济性状的藻体（品系A、B、C、D、E）；对其分别进行体细胞克隆和丝状体培育，获得大量子一代和子二代。对子一代和子二代进行生长性状测定和选育，并进行抗逆性和藻胆蛋白及叶绿素的测定。初步筛选出生长性状好、品质优的子二代4个品系B2、C2、D2、E2，而且4个品系的藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和叶绿素含量也明显高于对照组，其中D2 的RRPE含量高达61.71‰，最低的品系E2为44.64‰，比对照组高一倍以上；在31 ℃下培养，品系C2第5天叶片中部才开始出现个别针尖般烂点，藻体基部正常，表现出一定的耐高温特性。品系B2具显著的生长优势和抗高温特性，品系D2、E2具有一定抗低氮、磷的特性，其中E2在低氮磷培养1～3 d，瞬时增重率为25.2％，平均日增长量为1.20 cm·d-1，在4～6 d瞬时增重率和日增长量分别接近30.0％和2.0 cm·d-1；通过坛紫菜不同品系的杂交、单细胞克隆和丝状体细胞育苗技术相结合可以有效的对坛紫菜杂交藻体的优良性状进行筛选，逐步达到选择育种的目的。图7表8参12 关键词：坛紫菜； 杂交育种； 酶解； 丝状体； 抗逆性； 优势 E-mail: cschen@jmu.edu.cn     

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。     

高温下芽孢杆菌对坛紫菜生长及生理的影响

坛紫菜是我国东海区栽培的重要经济海藻,其生长适温为20°C,极限高温为29°C。高温和病原菌均会导致坛紫菜生长受抑、藻体病烂。为研究高温下藻际微生物对坛紫菜生长的影响,本文以坛紫菜叶状体和藻际芽孢杆菌(实验证明该菌株在20°C下为紫菜的益生菌)为材料,检测了在28°C下藻际芽孢杆菌对坛紫菜相对生长率(RGR),抗氧化酶(SOD、POD)活性,可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和藻胆蛋白含量等生理指标的影响。结果显示,28°C下,在实验初始阶段,菌藻共培养组坛紫菜比纯培养对照组有较高的RGR,但随着培养时间的延长,两组的RGR无显著性差异;4 d后两组坛紫菜均出现腐烂,菌藻共培养组的藻体腐烂程度更为剧烈;培养24 h后,菌藻共培养组的SOD、POD活性和MDA水平均显著高于对照组,而渗透调节物质可溶性蛋白和Pro显著低于对照组;共培养组中,坛紫菜的藻胆蛋白含量均显著高于对照组。该研究表明,28°C下,虽然在短期内藻际芽孢杆菌会促进坛紫菜的生长,但随着培养时间的延长反而不利于坛紫菜的生长,且加剧活性氧和渗透压胁迫,表明该菌的生态功能因环境变化而发生了改变。     

坛紫菜减数分裂位置的杂交试验分析

利用坛紫菜人工色素突变体与野生型进行杂交试验,通过观察F1叶状体中是否出现颜色分离和颜色嵌合体来证明坛紫菜减数分裂发生的确切位置。以红色型人工色素突变体(SPY1和R10)作为母本,其特征:叶状体呈红色或桔红色,藻体薄而弹性差,无边缘刺;以野生型(wt)作为父本,其特征:叶状体呈棕绿色,藻体厚而富有弹性,有丰富的边缘刺。在杂交组SPY1(♀)×wt(♂)和R10(♀)×wt(♂))的F1叶状体中,均出现了2种亲本色和2种新颜色,它们分别为红色(R,母本色),野生色(W,父本色),浅红色(R′,比R色稍浅)和似野生色(W′,比野生色稍红)。4种颜色在F1叶状体上,出现了分离并形成了呈直线型排列的不同色块,从而产生了大量由2～4个色块组成的颜色嵌合体;单个嵌合体上的色块数最多为4块。在颜色嵌合体中,R和R′2种色块的藻体薄而弹性差,无边缘小刺,而W和W′2种色块的藻体厚而弹性好,富有边缘刺。在F1叶状体中,颜色嵌合体占95.2%～96.7%,单色叶状体只占3.3%～4.8%。上述结果说明,坛紫菜杂合丝状体产生的壳孢子,其萌发时进行的最初两次细胞分裂是减数分裂,它所产生的4个子细胞继续分裂,最终发育成含2～4个色块组成的颜色嵌合体;2种新颜色是由于在减数分裂的第一次分裂时发生了染色体交换和重组所产生的。本文使用的两个色素突变体,除含2个或2个以上的颜色变异基因外,还含有分别与藻体厚薄和边缘刺出现相关的变异基因,并且它们与颜色变异基因是连锁的。F1颜色嵌合体中的重组色块在3种主要光合色素和色素蛋白的含量、生长速度和成熟早晚等方面均表现出比亲本色块更好的特性,暗示利用色素突变体杂交方法有可能培育出坛紫菜的优良品系。     

氮、磷加富对条斑紫菜生长及生化组成的影响

研究了氮、磷加富条件下条斑紫菜生长、光合作用、光合色素和生化组成的变化。试验结果表明,单独添加氮时可促进组织氮的积累,包括游离氨基酸、藻红蛋白和藻蓝蛋白在内的可溶性蛋白的合成,降低可溶性糖的含量。但对生长、最大光合作用、叶绿素a和类胡萝卜素含量无显著影响。单独添加磷时,显著促进生长和光合作用,增加细胞内可溶性糖的含量。但对各光合色素、组织氮、游离氨基酸和可溶性蛋白的合成无显著影响。同时加富氮和磷时,除显著降低可溶性糖的含量外,对其他各项指标均有显著的促增长影响,其中游离氨基酸和藻红蛋白的含量增加尤为突出。试验还揭示了条斑紫菜生长与光合作用、组织氮与可溶性蛋白含量、可溶性蛋白含量与游离氨基酸含量、叶绿素a含量与其他色素含量之间正相关关系,以及可溶性蛋白含量与可溶性糖含量之间负相关关系。这些结果表明,同时解除氮、磷限制,可以促进条斑紫菜快速生长,同时也有利于提升条斑紫菜的品质。     

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。