坛紫菜叶状体RNA提取方法的改良与比较

为提取高质量的坛紫菜叶状体总RNA,对常用的几种植物RNA提取方法(CTAB法、SDS法、异硫氰酸胍法)按照去除多糖、多酚的方法进行了改良,并对分离的总RNA根据吸光值、电泳图谱及RT-PCR检测等结果与两种试剂盒(离心柱试剂盒法,RNAiso法)的提取结果进行了比较。结果表明,SDS法、异硫氰酸胍法和RNAiso法3种方法提取的RNA纯度低,质量差,部分RNA已经发生了降解。而改良CTAB法和离心柱试剂盒法提取的总RNA质量可靠,完整性好,纯度高,并且成功去除了可能影响逆转录酶活性的物质,可以进一步应用于cDNA文库构建,基因表达分析等后续实验,但这两种方法各有优缺点,应根据实际情况选用合适方法进行坛紫菜叶状体总RNA的分离。     

坛紫菜体细胞单克隆叶状体途径及海上养殖

用海螺酶酶解坛紫菜叶状体制备游离的营养细胞,在显做镜下挑选出单个细胞放入96孔板,在20℃,1500～2000 lx,12D:12L条件下进行隔离培养。一部分细胞直接发育形成了叶状体:一种途径是单个细胞通过典型的两级分裂发育成叶状体,也有一些单细胞先形成叶片状的细胞团,然后在细胞团一端形成假根;另一种途径是部分单细胞先形成“愈伤组织”,经过一段时间培养后放散出类似“孢子”的细胞,其中部分“孢子”发育成叶状体。由单细胞克隆培养获得的叶状体经组织培养形成纯合丝状体,这种纯系丝状体扩大培养后转入传统的育苗途径下海养殖。纯系在苗网附着率、叶片质量和性成熟时间等经济性状方面比未经选育的普通种有优势。     

坛紫菜人工色素突变体的诱变与分离

坛紫菜叶状体经一定剂量的^60Cos-γ射线辐射再培养一段时间后,出现了少量色素体颜色发生变异的细胞,它们呈点状无规则地镶嵌在野生型细胞中。培养3周后,色素变异细胞分裂并形成了不同颜色的细胞块,其颜色呈桔红、桔黄、浅黄褐、浅红、紫红、紫褐、黄绿、绿色等。在辐射剂量0～1100Gy范围内,叶状体上色素变异细胞块的出现频率随着辐射剂量的增加而增加;但辐射剂量增至1．400Gy时,色素变异细胞块出现的频率反而下降,说明1100Gy是合适的辐射剂量。在同一个叶状体的不同部位上色素变异细胞块出现的频率足不同的,从基部到稍部,随着部位的上移而逐渐增加。用酶解法把含色素变异细胞的叶状体细胞单个分离出来并进行离体培养,在它们的再生体中,出现了多种单色的色素突变叶状体,从中分离到tan(红褐色)、bor(深桔红色)、ceb(紫红色)、hon(枯草色)、cac(深黄绿色)等不同颜色的纯色突变体。从各单色突变体中分离出来的丝状体,其颜色与各自的叶状体相同。各突变体的丝状体成熟后,放散的壳孢子长成单色的F1叶状体,其颜色与各自最初的母体叶状体相同,说明所得到的上述突变体是稳定的色素突变体。     

甲胺磷、辛硫磷对坛紫菜叶状体的生理效应

In this paper, the effects of methmidophos and phoxim with different concentrations and schedule on soluble protein content and chlorophyl a (Chla) content in Porphyra haintanensis were studied under experimental and ecological conditions. The results showed as follows: (1) there were some time-effect and dose-effect relationships between the pollutants and Chla contents. The Chla content of most of groups decreased with the increasing of dose and prolonging of the exposure time. In the same concentration, the toxicities of phoxim to Chla content was stronger than that of methmidophos. (2) All concentration groups in this study didn‘t show the significant time-effect and dose-effect relationships between pollutants and the soluble protein. And there was no significant difference of the soluble protein content among various groups.     

抗生素处理对坛紫菜叶状体生长和藻际微生物的影响

设计了氨苄青霉素、硫酸庆大霉素和卡那霉素3种抗生素的不同组合处理坛紫菜叶状体,旨在筛选出坛紫菜叶状体藻际微生物的最优去除方法;同时,探究紫菜叶状体生长与微生物群落变化之间的关系。结果显示,低浓度(10μg/mL)的硫酸庆大霉素或高浓度(800μg/mL)的卡那霉素处理,对坛紫菜叶状体生长均具一定的抑制作用,而不同浓度的氨苄青霉素处理均促进了叶状体生长。500μg/mL的氨苄青霉素、500μg/mL的硫酸庆大霉素与300μg/mL的卡那霉素3种抗生素混合处理叶状体24 h,不会抑制叶状体的生长;同时,对藻际微生物有较强的抑制性。不同的坛紫菜品系,不同的叶状体日龄和培养密度,以及在不同的海水盐度和不同浓度的营养盐中培养,抗生素处理组圆盘体的生长均比对照组快。通过比较抗生素处理组与对照组分离的菌株后发现,抗生素处理组有两株菌落形态和菌株形态与对照组显著不同的特有菌株。研究表明,在坛紫菜叶状体的生长过程中,某些对叶状体生长起阻碍作用的细菌如果大量繁殖,会抑制对叶状体生长有益的细菌繁殖,当用抗生素抑制了阻碍生长的细菌,就会使益生菌成为优势菌,促进叶状体的生长,益生菌对上述抗生素的处理不太敏感,但由于培养条件的改变,抗生素对阻碍生长的细菌的抑制作用会减弱,使得它们大量繁殖,从而抑制叶状体的生长。     

坛紫菜叶状体蛋白质双向电泳样品制备方法的比较

蛋白质样品的制备是双向电泳分析的关键。为探索适用于坛紫菜叶状体蛋白质双向电泳样品的制备方法,实验对3种常用植物蛋白质分离方法进行了优化和改进,并分别同3种蛋白质裂解液联用,比较了9种方法的总蛋白质得率及双向电泳图谱效果。结果发现,采用三氯乙酸/丙酮沉淀法与裂解液C(7 mol/L 尿素,2 mol/L 硫脲,2%CHAPS,2%TritonX-100,2% IPG Buffer pH 3~10,65 mmol/L DTT)联用的方法,坛紫菜叶状体的蛋白质得率最高,且双向电泳图谱显示此法获得的蛋白质点数最多,蛋白点形状规则,水平和垂直拖尾情况较轻,图像清晰。实验结果还发现,在进行双向电泳分析时,采用pH 4~7的胶条可以使坛紫菜叶状体蛋白质得到更为有效的分离。     

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。     

广东紫菜和坛紫菜温度适应性的比较研究

在本文中介绍了用瓦勃氏微量呼吸检压仪对同一海区养殖的广东紫菜和坛紫菜叶状体的暗呼吸强度及光合作用强度的测定结果；并对两种紫菜的单位产量作了比较。结果证明，广东紫菜比坛紫菜更适应于在我国南方水温较高的海区养殖。     

坛紫菜优良品系的品质分析

坛紫菜优良品系（HR-5）具有叶状体薄、味道好、生长快、壳孢子放散量大等优良特性,为了将其培育成新品种,本文对该品系和传统栽培品系（WT-dt）的海区栽培菜的粗蛋白质、总氨基酸、游离氨基酸等含量进行了测定,其结果如下：1. 一至三水菜的粗蛋白质含量：HR-5为45.2~38.0%,WT-dt为39.5~33.2%,前者的含量均显著高于后者（P＜0.05）;且随着采收期的增加,它们的粗蛋白质含量均逐渐下降。2. 两个品系的总氨基酸含量：HR-5为361.8~287.4 mg/g,WT-dt为321.8~264.8 mg/g,前者的含量均高于后者（P＜0.05）,也随着采收期的增加,它们的总氨基酸含量均逐渐下降。3. 两个品系的游离氨基酸含量：HR-5为3391.8~1983.2 mg/100g,WT-dt为2930.2~2046.7 mg/100g,一水和二水菜的游离氨基酸含量前者均显著高于后者（P＜0.05）。4.前三水菜的主要呈味氨基酸：HR-5显著高于WT-dt（P＜0.05）,且随着采收期的增加,它们的含量均逐渐下降。上述结果证实：HR-5品系的粗蛋白质、总氨基酸、游离氨基酸和主要呈味氨基酸等含量等均比WT-dt品系高,这是该新品系的味道明显好于WT-dt品系的原因所在。     

坛紫菜叶状体的细菌性红烂病研究

本实验对发生在福建省平埠岛自然海区的野生坛紫菜（Porphyra haitanensis）叶状体上的红烂病进行了研究。患病叶状体上存在大小不等、肉眼可见的圆形或亚圆形病斑,镜检发现病斑内存在大量铁锈红色的死细胞和少量已解离的发绿或发白死细胞。将患病叶状体与健康坛紫菜叶状体共培养3d后,后者也出现了相同的红烂病,表明该病是由传染性病原侵入引起的。从患病叶状体中分离到一种病原菌,能感染健康叶状体使其出现相同的病症。该病原菌具有分泌毒素和微弱的消化琼胶能力,经高压灭菌或煮沸后的病原菌液,其杀死紫菜细胞的能力比未处理的病原菌液增加了数倍,这说明该菌可能通过释放内毒素来杀死叶状体细胞。鉴于此病是由于病原菌侵入叶状体并释放内毒素杀死紫菜细胞,且死亡细胞呈铁锈红色,故将其命名为“坛紫菜细菌性红烂病”。[中国水产科学,2008,15（2）：313—322]     

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     

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。     

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.     

琼胶寡糖诱导坛紫菜活性氧爆发

研究了琼胶寡糖诱导坛紫菜氧爆发的响应及其活性氧产生的位点。用琼胶寡糖诱导坛紫菜,以微呼吸测量系统检测坛紫菜氧消耗的变化;以对羟基苯乙酸(POHPAA)化学发光法检测坛紫菜的H2O2释放量;利用DCFH-DA染色观察活性氧在细胞上的定位;并利用实时定量PCR检测坛紫菜NADPH氧化酶基因Phrboh的差异表达;通过2-AMAC标记琼胶寡糖,观察其在坛紫菜的结合部位。结果显示,100μg/mL琼胶寡糖处理坛紫菜,出现两次呼吸爆发,分别在4min和10min左右,强度分别是基础呼吸的4倍和14.1倍;5min内出现H2O2的积累,15min达到峰值,比对照组高出近10倍。10μmol/LDPI可部分抑制H2O2的产生。3min内Phrboh的表达已上调,并持续近10min。DCFH-DA染色显示,活性氧主要产生在膜系统上。荧光标记琼胶寡糖的定位发现,坛紫菜细胞膜上存在琼胶寡糖的结合位点。综上所述,琼胶寡糖能识别细胞膜上的结合位点,并诱导坛紫菜膜系统上的H2O2爆发,H2O2的产生与NADPH氧化酶相关。     

坛紫菜优良品系的选育与特性分析

利用体细胞克隆技术,从象山湾采集回来的坛紫菜叶状体的体细胞再生群体中筛选出细长型生长快的叶状体,再次进行体细胞克隆,从它的体细胞再生体中再次选育出生长最快的叶状体,依此法连续筛选3次,最后获得一个快速生长的优良品系(XS-1),其F1代的叶状体在生长速度、成熟期、3种主要光合色素含量等方面明显优于野生型品系(wt)。在相同条件下培养80d,XS-1品系的F1代叶状体平均体长达128.8cm,是wt品系的10.45倍;XS-1品系的F1叶状体群体的成熟高峰出现时间比wt品系推迟20d;在波长350～750nm之间,两个品系的叶状体活体吸收光谱中均出现5个吸收峰,但XS-1品系的各峰峰值均远高于wt品系;XS-1品系的叶状体总藻胆蛋白含量高达80.4mg/g,比wt品系提高了188%,而它的Chl.a含量比wt品系提高了32%;XS-1品系的叶状体平均厚度为32.2μm,比wt品系减少15%。研究结果表明,XS-1品系是一个生长快、颜色和品质好、遗传稳定的优良品系,有望在生产中得到应用。     

条斑紫菜叶状体细胞的发育与分化

条斑紫菜壳孢子经室内10～80d培养后长成的叶状体分别被酶解成单个细胞，后者在液体培养基中发育成正常叶状体、畸形叶状体、细胞团、性细胞囊等10种不同类型的再生体，它们的形态与结构、细胞排列与大小，放散单孢子难易程度及最终发育结果等均不同。来自日龄不同的种藻的细胞，其再生体类型的数目和各类再生体的百分数不同。当种藻日龄为10～30d时，在它们的单离细胞再生体中出现了极少的细胞团，正常叶状体和具假根畸形叶状体的百分数随着种藻日龄的增加，急剧减少，但不具假根．的畸形叶状体百分数却随着种藻日龄的增加而增加。当种藻日龄大于40d以后，它们的单离细胞就几乎不能直接再生成正常叶状体。随着种藻日龄的增加，细胞再生体中不具假根的畸形叶状体百分数也显著减少，而细胞团的百分数急剧上升，精子囊和果胞子囊的数量也逐渐上升。来自同一藻体不同部位的细胞，在它们的再生体中，随着细胞所处藻体部位的上移，正常叶状体和畸形叶状体的百分数急剧减少，而细胞团百分数却不断增加。上述结果说明，在离体条件下，条斑紫菜叶状体的单离细胞发育成不同类型的再生体，是由于它们在种藻里处于不同分化阶段的缘故；同时，初步得出在条斑紫菜叶状体的发育过程中，从壳孢子细胞分化成性原细胞的过程可分为8个不同的分化阶段。     

坛紫菜“申福2号”的SSR分子标记

利用微卫星(SSR)分子标记技术, 对坛紫菜(Porphyra haitanensis)优良品系“申福2号”的丝状体和叶状体分别进行了特异性分子标记鉴定, 结果发现: 用9^#引物(序列为F: TCACAATGGGTGATATGGC; R: CCACAT TTAAGTCCGACTCTG) 对“申福2号”丝状体的DNA进行扩增, 出现了能区别于其他14个品系(6个优良品系, 3个杂交品系, 5个野生品系)的特异性条带。用该引物对室内培养的“申福2号”叶状体的DNA进行扩增, 也均获得了与丝状体相同的特异性条带。此外, 用该引物分别对栽培在不同海区和不同时期采收的“申福2号”叶状体进行验证, 结果均出现了与丝状体相同的特异性条带。该特异性条带的DNA测序结果证实, 9^#引物产生的SSR标记反映了微卫星DNA重复序列的变化。通过SSR Hunter软件搜索到了设计引物时的核心序列, 所得产物大小在预期长度范围内, 是特异性扩增。通过BLAST比对得知, 该序列在核酸数据库中没有同源序列, 是一个新序列。通过DNAMAN软件分析得知, “申福2号”、“申福1号”之间序列差异较小, 与坛紫菜霞浦野生种差异较大。这证实该标记反映的是种内品系间的差异, 可以用于种内品系鉴定。上述结果表明, 由9^#引物扩增出的这一特异性条带可以认为是“申福2号”丝状体和叶状体的特异性标记, 可用于该品系的种质鉴定。

     

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。     

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。