坛紫菜转录因子NhbZIP1克隆和功能验证

高温是制约坛紫菜(Neoporphyra haitanensis)产业发展的主要因素之一,阐明坛紫菜高温胁迫应答机理对耐高温品种选育至关重要。人们已分离多个坛紫菜抗逆相关基因,但尚不清楚这些基因的表达调控机制。本研究通过分子生物学和生物信息学技术分离了坛紫菜转录因子NhbZIP1基因。该基因开放阅读框长825 bp,编码274个氨基酸。从开放阅读框推导的氨基酸序列有5个低复杂度区域和1个BRLZ结构。其中,BRLZ是bZIP家族的保守结构域,含有一个α卷曲螺旋结构(121～171aa)。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测发现,NhbZIP1受高温胁迫显著诱导。为进一步阐明NhbZIP1的功能,将其转入莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中。结果显示,高温胁迫下转基因藻株生物量始终高于野生型,且随处理时间增加差异越来越显著。转基因藻株中热激蛋白家族和抗氧化系统相关基因的表达量显著高于野生型。研究表明,NhbZIP1激活下游抗逆基因表达,在坛紫菜应答高温胁迫中发挥重要作用。研究结果有助于阐明bZIP调控坛紫菜响应高温胁迫的分子机制,为耐高温新品种选育提供了基...     

坛紫菜的主要病害与对策

莆田市坛紫菜的人工养殖具有３０多年历史，随着养殖面积的不断增加，渔业环境的恶化、养殖管理的人为失控及集约化程度的提高，养殖病害年年都有不同程度的发生。笔者为此进行多次实地调查，初步总结分析了紫菜的主要病害及发生原因，并提出相应的对策，以期有助于坛紫菜人工养殖的健康、持续发展。一、坛紫菜的主要病害坛紫菜的病害大致可以分为三种类型：一种是由病原菌的侵袭引起的，如分别由紫菜的腐霉菌、壶状菌及变形菌引起的赤腐病、壶状菌病及绿斑病等；一种是由于环境条件不适宜而引起的，如常见的缺氮绿变病，由网帘受光不足、海…     

2008年秋季福鼎市坛紫菜病烂情况调查与对策

本文探讨了2008年秋季福鼎市坛紫菜发生严重病烂的原因,总结了抗击高温、防病烂夺丰收的经验．并对福鼎市以及闽东地区坛紫菜养殖业的健康持续发展提出了对策和有效技术措施。     

高温胁迫下坛紫菜叶状体的生理响应

以坛紫菜耐高温品系Z-61 F₄代叶状体为试验材料、野生型坛紫菜叶状体为对照,研究了高温胁迫(30 ℃、26 ℃)与正常培养温度(21 ℃)下,处理不同天数(0、2、4、6、8、10 d)后坛紫菜叶状体中自由基含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸(Pro)含量的动态变化过程。结果发现耐高温型坛紫菜对高温胁迫的生理响应过程:高温胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损,产生过量膜脂过氧化物→细胞感受到过量的活性氧信号→抗氧化系统和渗透压调节系统共同响应,清除活性氧→自由基含量下降。同时比较两种紫菜对高温胁迫的生理响应过程,发现耐高温型坛紫菜在高温胁迫下能同时启动抗氧化系统和渗透压调节系统,而野生型坛紫菜则只能启动渗透压调节系统,并且两种紫菜抗氧化系统的本底含量也存在着显著差别。由此说明不同品系坛紫菜耐高温性状差异的可能原因是细胞内抗氧化系统的应激性和本底含量存在差异。     

坛紫菜抗高温品系的筛选

坛紫菜抗高温品系的筛选=Selection of a high-temperature resistant strain of Porphyra haitanensis (Rhodophyta)［刊,中］/严兴洪（上海水产大学,上海200090）,马少玉//水产学报,—2007,31(1).-112～117 从已获得的4种坛紫菜优质高产品系中,筛选出抗高温的优良品系YZ-3。在28 ℃和29 ℃下培养15 d后,YZ-3品系的壳孢子成活率分别达73.2%和52.6%,分裂率分别为100%和82.8%;而对照组野生型（WT）品系的壳孢子成活率分别只有10.3%和4.6%,分裂率分别为89.7%和65.9%;YZ-3品系的壳孢子成活率和分裂率均远高于WT品系。把在常温(24 ℃)下培养35 d的壳孢子苗,再分别培养在24、28和29 ℃作抗高温试验,培养25 d后发现,YZ-3品系的幼苗平均体长分别增加了33.6、23和15倍,而WT品系的苗平均体长分别只增加了7.7、1.4和0.9倍;YZ-3品系的苗平均体长分别是WT品系的3.8、8.8和7.4倍。在28 ℃和29 ℃组,WT品系幼苗培养15 d就大面积腐烂; 而YZ-3品系幼苗培养25 d也不腐烂。上述结果表明YZ-3品系是抗高温的。图6表3参15 关键词：坛紫菜;叶状体;品系;高温;壳孢子;生长 E-mail：xhyan@shfu.edu.cn     

平潭县坛紫菜养殖现状与发展对策

坛紫菜( Porphyra haitanensis )是我国东南沿海养殖海藻中的优良品种,1998 年福建省坛紫菜养殖面积达9733 hm 2,产量为2.4万吨,居全国紫菜养殖的首位。平潭县是坛紫菜的原产地,为保持其传统的生产优势,作者分析了目前养殖中存在的问题,并提出了具体的对策措施。     

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。     

坛紫菜保鲜技术初步研究

坛紫菜保鲜涉及预处理、封装方法、速冻和冷藏温度等多个技术环节,通过比较试验,经致病菌和理化指标检测获得：海水水洗10 min,含水率控制85%~90%,包装厚度1.5 cm,-25℃速冻8 h,冷藏温度-18℃±2℃,有效保鲜时间可达1年以上。     

压缩坛紫菜加工技术初步研究

压缩坛紫菜加工主要工艺流程为预处理、压缩成型、二次烘干和产品包装等环节,关键控制参数是成型前藻体适宜水分为15％～17％、压缩比1：0．3,二次烘干后藻体水分10％以下,抽真空密封避光包装,保质期可达18个月以上。     

南海野生坛紫菜选育研究

以南海粤东海域的野生坛紫菜为选育材料,采用选择育种的方法并进行海区栽培验证,培育出产量高、耐高温和质量优的优良品系。第1茬采收时紫菜藻体平均长度比对照组（传统栽培坛紫菜品种）增加了73．9％,产量和单位产量分别提高了25％和19．0％。3～5cm叶状体在29℃水温条件下培养6天后才出现烂斑,海区栽培没有出现因高温造成的烂苗现象。第1茬坛紫菜16种氨基酸总量比对照组高36．5％。本研究成果不仅为粤东及周边地区的坛紫菜栽培生产提供一个具有实用性的优良品系,而且也为今后坛紫菜良种选育提供了更广泛的研究材料。     

坛紫菜谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及表达特征

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)是植物活性氧(ROS)清除酶促系统的重要成员之一,在植物逆境胁迫应答中发挥着重要作用。本研究以坛紫菜(Pyropia haitanensis)为研究材料采用RACE技术克隆获得了一条坛紫菜的GPX全长基因序列,命名为PhGPX(Gen Bank收录号:JX673908)。该基因序列全长1027 bp,包含555 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含184个氨基酸,分子量为19.9 k D,等电点为8.76。多序列比对和系统进化树分析结果表明Ph GPX属于植物GPX基因家族成员。基因表达水平的q PCR分析结果表明Ph GPX基因在坛紫菜叶状体和丝状体世代中的表达水平没有显著差异;高温胁迫不同时间水平下,Ph GPX基因的表达水平呈现为先上调后下调的趋势;不同失水胁迫条件下,Ph GPX基因的表达不受低水平的失水胁迫影响,但可被高水平(40%)的失水胁迫所抑制,且在复水30 min后仍然无法恢复失水胁迫前的水平。由此推测坛紫菜体内的GPX也可能存在多种家族成员,不同的逆境胁迫条件、甚至不同的逆境胁迫水平可能需要不同家族成员的GPX参与ROS的清除和防御。     

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。     

坛紫菜北方海区养殖试验

为进一步拓展坛紫菜“南菜北养”的范围,2018年和2019年在山东烟台海区进行了坛紫菜“闽丰2号”的养殖试验。2018年9月中旬将购自江苏、幼苗肉眼可见的网帘投放下海,至12月上旬采收五水(第一次采收的紫菜叫头水或一水紫菜,后面的依次叫二水、三水、四水、五水),总产量为2 359.5 kg/hm²(干质量);2019年8月下旬,采用坛紫菜成熟贝壳丝状体在当地进行采苗、下海,9月下旬进行一水紫菜的收获,至11月中上旬共采收五水,总产量为1 574.3 kg/hm²(干质量)。随着收获期的延长,藻体的长度、宽度均呈增加趋势,但2个年度产量分别以三水和四水为最高。海区营养盐测定结果表明：海水中的无机氮浓度随着养殖时间的延长呈降低趋势,10月份的无机氮浓度明显低于8月份的,晒网同时喷洒施肥后藻体颜色快速好转,且产量有所提高,表明试验海区营养盐条件是影响坛紫菜养殖的重要因素之一。为避免病害发生,在养殖过程中应及时施肥以促进藻体生长,提高坛紫菜的产量和质量。     

坛紫菜叶状体对失水胁迫的抗氧化生理响应

失水胁迫是潮间带中高潮区坛紫菜(Pyropia haitanensis)的主要胁迫因子。本研究以坛紫菜叶状体为材料, 探讨其在不同失水程度下细胞中超氧阴离子自由基( ·)含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和抗坏血酸(ASA)含量的动态变化过程。结果表明, 坛紫菜叶状体生理适应的关键转变点在失水率达到60%时。当失水率低于60%时, 细胞内的活性氧成分以毒性较低的H₂O₂为主, APX活性、ASA含量和GSH含量无显著变化, SOD、CAT和GR活性呈现显著下降趋势; 但当超过60%时, 细胞内的活性氧成分转变为以高毒性的  ·为主, 抗氧化酶SOD、CAT、APX活性无显著上升, 但GR活性、ASA含量和GSH含量均有显著上升。由此间接说明, 坛紫菜细胞在高度失水胁迫时所产生的活性氧成分, 主要是由GR、ASA和GSH作为清除剂去除的。本研究旨在通过探讨细胞抗氧化系统在坛紫菜失水胁迫应答中的作用机制, 为深入了解坛紫菜失水耐受性的生理过程提供理论依据。

     

自然条件下的坛紫菜（Pyropia haitanensis）四分体发育与性别表型观察

为探明野生坛紫菜的性别真相以及野外的性别观察与室内遗传杂交实验所得性别结果相反的原因,对可能影响天然坛紫菜性别的几个关键问题进行了研究。结果发现,5.8S rDNA保守区域的序列分析结果证实,野生坛紫菜群体中的雌雄同体与雌雄异体个体均属同一物种。坛紫菜颜色突变体与野生型间的杂交品系在天然条件下栽培所产生的F1叶状体出现了亲本色的分离与重组,95.6%的小叶状体(约5 mm)为由2～4色块构成的颜色嵌合体,它们长大后的每个色块只出现一种性别,颜色嵌合体也是性别嵌合体,该结果与室内杂交实验一致,这表明在自然条件下,坛紫菜的减数分裂位置与性别分离模式均未改变。但在随后的发育过程中,近基部的1～2个色块严重滞育,仅形成肉眼较难发现的小藻块,构成假根和基部,它们基本不成熟,造成嵌合体的绝大部分藻体由梢部的1～2个色块发育而来,嵌合体比例降至42.1%。但即使是雌雄嵌合的个体,由于梢部色块面积通常较大且成熟远早于中、基部色块,在成熟期的初、中期,成熟个体几乎均为梢部色块成熟,表现为单性,在成熟期的晚期,中部色块开始成熟,雌雄同体比例大幅度上升。本研究表明,在天然条件下生长的坛紫菜仍以雌雄同体为主,但减数分裂产物的四分体不均衡发育以及藻体的梢、中、基部的不同步成熟均极大地降低了叶状体真实性别被观察到的概率,单凭肉眼一次性抽检,其性别往往以雌雄异体为主,少数为雌雄同体。     

广东紫菜Hsp70基因eDNA克隆与表达分析

为探索广东紫菜(Pyropia guangdongensis)叶状体Hsp70基因在温度刺激下机体耐温相关分子机制,为广东紫菜的栽培生产提供技术参考,本研究利用RACE技术获得了广东紫菜Hsp70基因(PgHsp70)全长序列,并在此基础上采用实时荧光定量PCR技术,研究广东紫菜叶状体分别在不同温度(22℃、27℃和31℃)条件下处理0、1/6、1/2、1、6、12、24和36 h后PgHsp70基因的差异表达。结果显示,PgHsp70基因序列长2004 bp,包含一个1866 bp的开放阅读框,可编码621个氨基酸,预测分子量为67.7 kDa,理论等电点为4.87。基因表达水平定量分析表明,温度对PgHsp70基因表达水平有显著影响,PgHsp70基因在不同温度的表达水平变化趋势基本一致,均呈现先上调后下降的趋势,且均于1 h表达量到达最高水平,其中,在31℃ 1 h表达量最高,为未经高温处理组的11倍,说明PgHsp70基因在应答高温胁迫中发挥着重要的作用。     

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)。     

短波紫外线辐照坛紫菜壳孢子制备色彩突变体的新途径

壳孢子萌发时期是坛紫菜(Pyropia haitanensis)减数分裂发生的时期,壳孢子萌发形成的最初4个细胞呈线性排列,形成减数分裂四分体,且发生遗传重组的四分体细胞可以决定叶状体的发育模式和性状分离。因此,诱变产生色彩突变的嵌合叶状体相比诱变叶状体产生的点状色块,将更易于获得突变细胞。本研究为获得坛紫菜人工色彩嵌合突变体,使用不同剂量(50、100、200、300、400、500和600 J/m2)的短波紫外线(UV-C,λ=254 nm)辐照坛紫菜壳孢子,培养数天后,在壳孢子苗中出现了色彩突变的嵌合叶状体。结果显示,低剂量(50 J/m2)的辐射促进壳孢子萌发,而辐照剂量高于100 J/m2则会抑制壳孢子萌发和分裂。辐照剂量在50~400 J/m2范围内,色彩突变体出现的频率随辐照剂量的增加而增加,辐照剂量分别为300和400 J/m2时,突变率分别达到15.22%和17.18%。其中,出现色彩突变的嵌合叶状体以2色块嵌合体和3色块嵌合体居多,4色块嵌合体最少,但辐照剂量增加至400 J/m2以上时,随着辐照剂量的增加,色彩突变体出现的频率反而下降,表明最适宜的诱变剂量为300或400 J/m2。同时,短波紫外线辐照也使色彩突变嵌合体的长宽比下降,采用生物酶解法从色彩嵌合体中分离出了单色的体细胞萌发体。本研究为坛紫菜人工色彩突变体的制备和诱变育种提供了新途径。     

不同海域不同品种坛紫菜(Pyropia haitanensis)挥发性成分的比较分析

采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术,结合多变量数据分析,对不同品种、不同养殖海域、不同收割期坛紫菜的挥发性成分进行了分析研究。结果显示,栽培在2个海域的2种品种坛紫菜中,共检测到115种挥发性组分,其中,烃类和醛酮类物质的含量和种类占据了极大优势。主成分分析(PCA)显示,坛紫菜的挥发性组分有明显的品种和地区性差异,不同品种间的主要差异组分有8-十七碳烯、1-十七碳烯、壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、辛醛等成分,不同海域的主要差异组分有8-十七碳烯、壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、1-十七碳烯、苯乙烯等。另外,不同收获期坛紫菜挥发性成分的变化跟养殖海域有密切的关系。