坛紫菜丝氨酸羟甲基转移酶基因的克隆及表达特征

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)在植物应答逆境胁迫中发挥着重要作用。本研究以坛紫菜(Pyropia haitanensis)为研究材料,采用普通PCR技术克隆得到2条坛紫菜的SHMT全长基因序列,分别命名为PhSHMT-1(GenBank收录号:MF687405)和PhSHMT-2(GenBank收录号:MF687406)。其中,PhSHMT-1序列全长1710 bp,包含一个1491 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含497个氨基酸,分子量为121.443 kDa,等电点为4.93;PhSHMT-2序列全长1957 bp,包含一个1395 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含465个氨基酸,分子量为113.969 k Da,等电点为4.95。多序列比对和系统进化树分析结果确认PhSHMT-1和PhSHMT-2基因属于SHMT基因家族。qRT-PCR定量分析结果表明,高温胁迫条件下,2条PhSHMT基因的表达模式基本一致,均表现为先上调后下调再上调的趋势,这说明SHMT基因可能在坛紫菜应答高温胁迫过程中发挥作用。     

3种植物生长调节剂对坛紫菜自由丝状体生长与光合色素含量的影响

采用单因素分析法,比较研究了添加3种外源植物生长调节剂(吲哚乙酸IAA、2,4-二氯苯氧乙酸2,4-D、激动素KT)对野生型坛紫菜(Pyropia haitanensis)自由丝状体生长及光合色素含量的影响。结果表明:与对照组相比,低浓度的IAA(0.5~4.0 mg·L~(-1))和KT(0.5~2.0 mg·L~(-1))对藻体的特定生长率有显著影响,以2.0 mg·L~(-1)IAA和1.0 mg·L~(-1)KT对藻体的促生长效应最大,培养25 d时藻体鲜重增加最大,分别是对照组的1.90倍和1.52倍(P0.05)。高浓度的IAA(6.0~10.0 mg·L~(-1))和KT(4.0~10.0 mg·L~(-1))却会抑制藻体生长(P0.05)。培养25 d时,与对照组相比,2.0 mg·L~(-1)IAA和1.0 mg·L~(-1)KT均有利于叶绿素a(Chl a)和类胡萝卜素(Car)的合成,Chl a含量分别增加了23.7%和23.8%;Car含量分别增加了31.0%和28.6%(P0.05)。然而,高浓度的IAA和KT(6.0、10.0 mg·L~(-1))不利于Chl a的合成,其处理浓度越高,Chl a含量下降越多。与对照组相比,较低浓度的IAA(1.0~2.0 mg·L~(-1))明显促进藻红蛋白(PE)和藻蓝蛋白(PC)合成,其中2.0 mg·L~(-1)IAA处理组PE、PC含量最高,分别增加了59.1%和45.7%(P0.05)。较低浓度的KT(0.5~2.0 mg·L~(-1))均有利于PE、PC合成,其中0.5 mg·L~(-1)KT处理组的PE、PC含量增加最多,分别提高了48.4%和50.5%(P0.05)。高浓度的IAA(6.0、10.0 mg·L~(-1))和KT(10.0 mg·L~(-1))则明显降低了PE、PC合成(P0.05)。2,4-D对藻体的特定生长率和光合色素合成无显著影响(P0.05)。     

高温胁迫下坛紫菜中红藻糖苷及其异构体的含量变化

为了解热激应答下坛紫菜中红藻糖苷和异红藻糖苷含量的变化,以及两者与坛紫菜高温耐受性之间的联系,以ME-05坛紫菜为样品,采用高效液相色谱三重四级杆质谱联用技术(HPLC-MS)分析35℃高温胁迫和20℃恢复培养条件下,坛紫菜中红藻糖苷及其异构体含量的变化趋势,通过两者的含量波动,探讨其与坛紫菜耐受性之间的关系。结果表明,相同品种、相同日龄但生长地点不同的坛紫菜中,红藻糖苷含量稳定;不同生长阶段的坛紫菜经35℃高温胁迫后,红藻糖苷和异红藻糖苷含量减少,经恢复培养3 h后发现红藻糖苷和异红藻糖苷含量逐渐回升并超过对照组;红藻糖苷和异红藻糖苷的变化率为:Ⅲ组(生长期第75天)> Ⅳ组(生长期第135天)> Ⅱ组(生长期第45天)> Ⅰ组(丝状体),红藻糖苷的变化更为敏感且具有规律。综上,红藻糖苷与坛紫菜的生长状况和抗逆能力相关,可作为紫菜选育的指标物。本研究结果为进一步探讨坛紫菜在高温胁迫下的生理响应及健康养殖奠定了理论基础。     

坛紫菜中铝的形态分析及风险性评价

应用化学连续萃取法结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对紫菜中铝的存在形态进行了初步研究,并对紫菜中铝食用安全性进行了评价。所测30份紫菜样品中铝的总含量范围为74.3~1 479 mg/kg,紫菜中铝的形态存在难溶态>有机态>无机态>水溶性游离态的分布规律。约75%的铝以难溶态存在。可溶态的铝主要以有机铝的形态存在,有机铝占总可溶态铝的72%左右。无机铝主要以Al(OH)₃的形态存在,水溶性游离态铝占无机铝的18.5%。通过模拟胃肠消化环境测定紫菜中铝的溶出率,结果表明,模拟胃液可溶出的铝占总铝的1.38%～6.80%,说明大部分铝在人体消化过程中不易溶出,对人体的潜在危害并不大。     

坛紫菜甲醇提取物屏蔽紫外能力的研究

分别用浓度为80%,90%和100%的甲醇提取坛紫菜的天然防晒物质,分析其紫外吸收能力和抗氧化能力.结果表明,采用80%的甲醇对坛紫菜进行提取的效果最好.坛紫菜的MAAs粗提物在紫外波段(ultraviolet radiation,UVR,280～400 nm)具有明显的吸收峰,说明该提取物具有良好的紫外吸收能力.将MAAs粗提物与市购防晒乳霜(自然堂,SPF18)分别按质量比为1∶30,1∶20,1∶10和1∶5的比例混合后,MAAs粗提物可以显著改良市购防晒乳霜的抗紫外能力,其防晒系数(SPF,sun protection factor)分别增大到22,43,87和114.MAAs粗提物对DPPH和羟自由基的清除率分别为12.82%和0.58%.因此,MAAs粗提物可作为功效成分添加剂应用于防晒化妆品中.     

A partial substitution of microalgae with single cell detritus produced from seaweed (Porphyra haitanensis) for the nursery culture of tropical oyster (Crassostrea belcheri)

Oyster seed production in hatchery and nursery systems has relied on the production of microalgae, which is cost effective, but often unpredictable. The development of a satisfactory substitute diet would greatly reduce production costs of hatchery operations. Single cell detritus (SCD) production from seaweed (Porphyra haitanensis) may have great potential as a partial substitute for microalgae. In this experiment, a technique for producing SCD was developed and the product was used as a partial substitute for microalgae for the nursery culture of juvenile tropical oysters (Crassostrea belcheri) in a hatchery setting. A reverse osmosis technique was used on ground seaweed (particle size <200 μm) immersed in freshwater and placed on a shaker at 100 rpm for 2 h before being returned to seawater. This technique was shown to be highly effective for SCD production with a density of 33.7 ± 7.0 × 10⁴ cell mL^?1 and the percentage of SCD particle diameter <20 μm was 89.2%. A partial replacement of microalgae with SCD was found to be unsuitable for nursing oyster larvae. For juvenile oysters (shell width 1.85 ± 0.03 mm and shell length 1.78 ± 0.06 mm) substituting 75% of microalgae with SCD showed lower absolute shell growth, and lower daily yields and survival rates when compared to rates substituting 50% or lower substitution with SCD, or 100% microalgae (P < 0.05). It was found that substituting 50% of the traditional microalgae with SCD produced from seaweed (P. haitanensis) can be used as a partial microalgae substitute for the nursery culture of the juvenile tropical oyster.     

坛紫菜天然红色变异体的分离与特性分析

在坛紫菜栽培群体中发现一棵红色块与野生色块相嵌的颜色变异叶状体，在实验室进行红色藻块的体细胞再生克隆培养，获得了纯红色变异体。与野生型相比，红色变异体在叶状体的形态、颜色、生长速度、成熟、藻胆蛋白及叶绿素含量等方面均存在着明显的差异。红色变异体的颜色呈铁锈红色，体形宽大，生长速度明显快于野生型，培养400多天仍不成熟。与野生型相比，它的叶状体活体吸收光谱除各吸收峰的峰值有变化外，第4个吸收峰的峰顶(藻蓝蛋白的吸收峰)向短波方向移动了约3 nm，表明其藻红蛋白的结构有可能发生了改变。另外，它的藻红蛋白(PE)和叶绿素a的含量均显著增加，但藻蓝蛋白(PC)的含量有所下降，使得PE/Chl. a和PC/Chl. a的比值较高, 但PE/PC比值较低。培养400 d的红色变异体的体细胞再生体中，正常叶状体和畸形叶状体的百分数分别为78.49%和19.81%，根丝细胞苗占1.7%，未见细胞团出现，说明该变异体的不成熟是由叶状体的细胞分化严重延缓所致。     

条斑紫菜蛋白酶解液脱色脱腥技术研究

以条斑紫菜为原料采用木瓜蛋白酶制备紫菜蛋白酶解液,以活性回收率和脱色率为评价指标,研究酶解液的脱色脱腥技术。试验结果表明,紫菜盐酸提取液色素最大吸收峰为550nm;在单因素试验基础上,通过正交试验优化后的脱色工艺条件为活性炭用量10g/L、脱色温度60℃、脱色时间40min、pH 6.5,脱色后的酶解液呈浅黄色,活性回收率逾90%。     

坛紫菜全自动加工设备及工艺的改进

针对坛紫菜一次加工存在孔洞多、厚薄不均、光泽度差、质量不稳定等问题,在坛紫菜软化、漂洗、清洗、精切、浇饼、烘干等工艺流程上对技术参数和相应设备进行了改进;针对坛紫菜收割批次第1→2→3水菜质逐渐变粗、变厚等不同特点,优化了坛紫菜二次精加工中前烤、调味、后烤、再干几个关键环节的技术参数,并对供菜机进行改进。通过坛紫菜一、二加工工艺及关键设备的改进,生产出符合国际质量标准,规格19cm×21cm,重量2.7～3.3g,厚度0.3～0.5mm的紫菜片张,片张平整,光泽度亮,孔洞极少,外形美观,益于调味均匀;在此基础上,二次精加工生产出香、酥、脆、色泽深绿色的1.5～7.5g原味、辣味系列海苔产品,生产出的海苔保留了各种营养成份的含量,其中蛋白质含量37.0g/100g,二十五碳五烯酸(EPA)含量7.0g/kg,维生素C含量49mg/100g。     

营养盐可得性对坛紫菜氮磷吸收、生长及藻红蛋白含量的影响

实验室条件下,研究了N、P浓度、不同化合态N及N∶P比值对坛紫菜(Porphyra haitanensis)N、P吸收速率,以及P浓度对坛紫菜生长速率和藻红蛋白含量的影响。结果表明,随着营养盐浓度的升高,坛紫菜对N、P的吸收速率也随之增高,当无机氮浓度达到100μmol/L时,坛紫菜对N、P的吸收速率趋向接近最大值;当NO3--N∶NH4+-N比值为1∶5时,坛紫菜对N的吸收达到最大值;坛紫菜对P的吸收速率随NO3--N∶NH4+-N比值的减小而略有增大;坛紫菜对N的吸收速率随着N∶P比值的增大而增大,而对P的吸收速率随着N∶P比值的增大而减小;在磷浓度低于12μmol/L的情况下,坛紫菜的生长速率和藻红蛋白含量随着P浓度的升高而增加,高于12μmol/L时,则不再增加。