坛紫菜过氧化氢酶基因的克隆及表达特征

过氧化氢酶(CAT)是植物细胞抗氧化酶的主要成员,在逆境胁迫下的活性氧(ROS)清除中发挥着重要的作用。本研究采用RACE扩增技术克隆获得了坛紫菜CAT基因的全长,被命名为PhCAT(Genbank收录号:KM655303)。该基因全长1983 bp,可编码包含542个氨基酸的多肽,与条斑紫菜CAT基因的序列相似性为83.08%。多序列比对和系统进化树分析结果确认PhCAT属于CAT基因家族。PhCAT基因定量分析结果显示,失水胁迫条件下,PhCAT的基因表达水平只在失水率≥60%时才显著上调;不同时间水平的高温胁迫条件均可诱发PhCAT基因的上调表达。而CAT酶活测定结果却显示,各种水平的失水胁迫条件下,坛紫菜细胞内的CAT酶活水平均显著低于正常条件下的酶活水平;高温胁迫24 h时,CAT酶活水平显著增强,而其余时间点的酶活水平则显著降低。研究表明CAT酶在坛紫菜高温胁迫应答中发挥着重要作用,但在失水胁迫应答中却没有发挥明显作用。     

坛紫菜种质品系表型性状的变异规律分析

坛紫菜(Pyropia haitanensis)的表型性状是遗传育种的主要考察指标。研究以福建省坛紫菜种质资源库保存的73份种质品系为实验材料,对藻体的5个形态特征和14个数量性状数据进行了统计分析,以探讨坛紫菜表型性状的遗传变异规律。结果表明,坛紫菜藻体的形状、颜色、锯齿大小和扭曲程度4个形态特征与藻体长度、宽度、重量和厚度4个数量性状极显著相关(P0.01),叶片基部形状与藻体长度、宽度、鲜重和厚度显著相关(P0.05);比较不同性状均值发现,线形藻体的平均长度增长速度最快,基部为心脏形的藻体平均重量增长速度最快,无锯齿的藻体厚度最薄。巢式方差分析结果显示,坛紫菜品系间的遗传变异(72.79%)远大于品系内(21.46%),说明品系间的变异是坛紫菜表型变异的主要来源。坛紫菜藻体各表型性状的变异系数为7.14%~35.99%,其中藻体厚度变异系数最低,而单株藻体重量的变异系数最高,说明藻体厚度的选择潜力相对较小,而重量的选择潜力则较大。这些数据为后续坛紫菜的遗传育种提供了基本资料。