不同生态因子对皱紫菜生长及生理组分的影响

研究了在不同温度、盐度和光照强度下皱紫菜（Porphyracrispata）生长及藻体生理成分的变化。结果表明,适合皱紫菜生长温度为17～23℃,最适宜温度为17～20℃,在此温度下藻体可以保持较快相对生长速率,温度高于23℃时其生长受到抑制,并出现溃烂现象,说明皱紫菜耐受低温能力要比耐高温能力强。适合皱紫菜生长的盐度范围为25～35,最适宜盐度范围为30～35,在此盐度下藻体可以保持较快相对生长速率,低于15或高于35其生长缓慢甚至受到抑制,并出现发白、腐烂现象,说明皱紫菜的耐高盐能力表现强于耐低盐。适合皱紫菜生长的光照强度为4000～7500lx,光照强度过低时其光合作用降低,而过高则影响藻体的新陈代谢、生长速度及其光泽度,从而影响皱紫菜的品质。     

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。     

低氮、磷胁迫对坛紫菜叶状体生理生化特征的影响

以坛紫菜耐低氮(N)、磷(P)品系9号Ⅳ叶状体为材料,研究了低N、P胁迫不同时间水平对坛紫菜品质及自由基含量、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)含量等生理指标的影响。结果表明,在低N、P胁迫条件下,作为坛紫菜品质重要指标的光合色素、粗蛋白和游离氨基酸含量均显著下降,而其余各项生理指标均随胁迫时间增加表现为动态变化的过程,由此推测耐低N、P型坛紫菜叶状体应答低N、P胁迫的生理过程为:低N、P胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损,产生大量膜脂过氧化物→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。该实验结果为全面了解坛紫菜应答低N、P胁迫的生理机制奠定了基础,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。

     

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.     

光照、温度对坛紫菜自由丝状体生长的影响

利用光生物反应器对坛紫菜自由丝状体的培养条件进行试验。通过在不同的温度(7~31℃)、光周期(6~14h)和光辐照度(5~60μEm-2S-1)条件下对其生长的影响试验,确立了自由丝状体的最适培养温度范围为19~23℃,最适光周期(L/D)为14:10,最适光辐照度为20μEm-2S-1左右。     

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。     

环境因子对三斑仔海马生长的影响

三斑海马(Hippocam pus trimaculatus)是亚热带品种，在我国主要分布于南海。因其可作贵重药材，故经济价值较高。     

温度、盐度和光照周期对刺参生长及行为的影响

刺参(Apostichopus japonicus)产于我国北方海区,是一种名贵的水产品,肉质肥厚,营养丰富,为海参之上品[1]。长期以来,由于滥捕滥采,自然资源日趋衰减。近年来,随着刺参人工育苗及人工养殖技术的成熟,刺参增养殖业从海区底播增殖、池塘养殖、虾池混养到陆地工厂化养殖,发展很快[2-6]。一些学者对刺参的生理生态学、行为学等方面进行了研究[7-9],但关于环境因子对刺参的生长和行为影响的研究报道不多[10]。笔者观测了不同温度、盐度和光照周期这3个环境因子对刺参生长及行为的影响,旨在确定最适合刺参生长的环境条件,为推动刺参的增养殖业的…     

野生条斑紫菜(Pyropia yezoensis)叶状体对干出胁迫的抗氧化生理响应特征

失水胁迫是野生条斑紫菜(Pyropia yezoensis)主要胁迫因子之一.为揭示条斑紫菜对失水胁迫的响应机制,本研究以2016年3月采自山东青岛湛山的野生藻体为材料,研究了失水胁迫下其光合作用和抗氧化生理响应特征.结果显示,随着失水胁迫程度的增大,PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)显著降低,在失水率60％左右时降至最低值,但复水1h后可恢复正常值.叶绿素a(Ch1a)、类胡萝卜素(Car)和可溶性蛋白(SP)含量逐渐降低,藻红蛋白(R-PE)和藻蓝蛋白(R-PC)含量先下降后上升.藻胆蛋白(R-PE+R-PC):SP比值的变化趋势与藻胆蛋白的变化趋势类似,但在失水率40％时上升至对照水平,失水80％时显著高于对照值.丙二醛(MDA)含量在失水率≤30％时没有显著变化,失水率≥40％时显著上升,但失水率在40％-80％时,藻体间没有显著差异.在失水率≤20％时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性没有显著变化,过氧化物酶(POD)活性显著上升;随着失水率增加,3种酶的活力显著下降,低于对照组,但失水率在50％-80％时,组间没有显著差异.根据以上结果推测:失水早期,抗氧化酶SOD、CAT,尤其POD起着关键的清除自由基作用,因此,MDA含量没有明显变化;随着失水程度增加,藻胆蛋白的抗逆作用逐渐显现,为藻体在复水后快速恢复光合作用(Fv/Fm)提供保障.     

条斑紫菜在不同生长周期砷形态变化规律及其对砷的富集效应

首次研究了江苏省3个主产区条斑紫菜中总砷及各种形态砷的含量从1月至4月不同收割时期的变化规律以及条斑紫菜对砷的富集系数。结果发现,条斑紫菜中不同形态砷含量差异很大,以砷糖含量最高,占总砷含量的90.40%~98.14%;二甲基砷次之,无机砷含量最低,含量在0.054~0.14 mg/kg,三者之间具有显著性差异(P＜0.05)。2月份收割的紫菜样品总砷和砷糖含量最高,之后呈逐渐下降的趋势。而无机砷含量及其占总砷百分比则从1月至4月逐渐降低。条斑紫菜对砷具有极强的富集能力,富集系数在454.4~623.8。本研究进一步证明,条斑紫菜中无机砷含量远小于我国标准规定的无机砷限量。     

紫外辐射对条斑紫菜不同部位藻体光化学效率和光合色素含量的影响

实验室条件下研究了紫外辐射(UVR)对条斑紫菜藻体不同部位最大光化学效率(Fv/Fm)和光合色素含量的影响,以探讨条斑紫菜不同部位对紫外辐射反应的差异性。在全光谱 PAB(PAR+UV-A+UV-B,280~700 nm)和滤除紫外辐射UVR(UV-A+UV-B)的有效光辐射(PAR,395~700 nm)两种处理下进行测定。实验结果表明,PAB处理后的各部位藻体最大光化学效率下降程度均高于PAR处理后,且弱光期恢复程度低、速度慢。藻体不同部位间最大光化学效率下降程度也存在差异,藻体梢部对PAB的耐受性高,恢复也较快;基部耐受性最差,恢复也较慢。藻红蛋白(phycoerythrin,PE)和藻蓝蛋白(phycocyanin,PC)对不同辐射处理较敏感,PAB辐射处理后,各藻体部位的PE、PC含量均显著上升(P<0.05),其中藻体梢部PAB处理后的PE、PC含量的均极显著升高(P<0.01)。然而不同部位藻体在PAB和PAR照射下,叶绿素a(Chl.a)和类胡萝卜素(Car)并无显著变化(P>0.05)。藻体的紫外吸收物质(MAAs)的含量从基部到梢部逐步升高,不同辐射处理前后,各藻体部位的紫外吸收物质也未显著增加(P>0.05)。总之,条斑紫菜不同部位藻体光合生理特性存在较大差异。推测条斑紫菜应对紫外辐射的策略有遮蔽作用,积累紫外吸收物质和动态光抑制作用。     

坛紫菜与长紫菜种间杂交后代的细胞崩溃现象与成活后代的表现型观察比较

坛紫菜壳孢子萌发的第一次和第二次分裂为减数分裂,结束后形成了一个基因型不同的四分体,随后由这个四分体发育成一个基因型嵌合的叶状体。由坛紫菜与长紫菜种间杂交所产生的杂合丝状体成熟后释放出壳孢子,后者在分裂初期出现了大量的细胞崩溃死亡,通过对单个的壳孢子萌发体进行定点跟踪观察后发现,细胞崩溃死亡不仅会发生在减数分裂的直接产物即处于二细胞期、三细胞期、四细胞期的萌发体,当细胞数大于4个的萌发体在进行有丝分裂时也会出现细胞崩溃死亡。绝大部分的壳孢子能进行第一次减数分裂,形成处于二细胞期的萌发体,随后进行第二次减数分裂,形成处于三细胞期或四细胞期的萌发体。培养4 d,78.6%的壳孢子已发育成含2~4个细胞的萌发体,其余为未分裂的壳孢子萌发体;在含2~4个细胞的萌发体中未出现细胞崩溃死亡的萌发体的百分率为99.7%,0.3%的个体出现了细胞崩溃死亡。随着培养时间的延长,大多数处于二细胞期的萌发体发育成处于三细胞期和四细胞期的萌发体,而大规模的细胞崩溃死亡也出现在处于三细胞期和四细胞期的萌发体中。培养14 d,处于三细胞期和四细胞期的萌发体的百分率分别为38.6%和37.2%,它们当中含有崩溃死亡细胞的个体百分率分别为99.5%和99.2%。此外,8.9%的萌发体能够发育成含4个以上细胞的个体,但在随后的有丝分裂中也出现了细胞崩溃死亡现象。培养35 d,大部分的萌发体其体细胞已全部崩溃死亡,但仍有约1%的萌发体能成活下来,可它们并非是由一个完整的四分体发育而来,而是由四分体中的1~2个成活细胞发育而来。培养45 d,可把成活体的形态和颜色分成类亲本型和重组型两大类。研究表明,利用紫菜种间杂交的后代在壳孢子萌发初期会出现细胞崩溃死亡的现象,不仅可以用于辅助更精确地鉴别物种,而且可以从其成活后代中筛选出具有重组优势的新品系。     

条斑紫菜基因组Fosmid文库构建

高分子量基因组文库是开展条斑紫菜基因组学研究的必备工具。构建了由23 040个Fosmid克隆组成的条斑紫菜孢子体无偏倚基因组文库。检测分析表明：文库克隆重组率为100%;插入DNA片段长度为28~40 kb,平均长度为35 kb,文库覆盖率约为条斑紫菜基因组的2.78倍;从超级池中筛查条斑紫菜18S rRNA、atpA、h2A、rbcL基因,至少能得到一个阳性克隆,印证了计算所推测的文库覆盖率;随机选取6个Fosmid克隆经100代传代后插入DNA片段未发生丢失或长度变化,表明克隆传代的稳定性。该文库的构建为开展条斑紫菜基因组特性分析和基因克隆奠定了基础。     

盐度-光照强度-温度对角毛藻生长及高不饱和脂肪酸含量的影响

为获知盐度—光照强度—温度对半咸水硅藻——角毛藻SHOU-B98生长及高不饱和脂肪酸含量的影响,实验采用L_9(3~4)正交设计探讨其在不同盐度(6、12和18)、光照强度[10、30和50μmol/(m~2·s)]及温度(10、20和30℃)组合条件下的生长及藻细胞ARA、EPA和DHA含量的变化。结果显示,盐度、光照强度、温度三因素对角毛藻SHOUB98的生长及高不饱和脂肪酸含量均有显著影响,且存在因素间的交互作用。角毛藻SHOU-B98在盐度12、光照强度30μmol/(m~2·s)和温度30℃及盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃的组合条件下生长最快,第4天后这2组做藻的生物量显著高于其他组(P0.05)。角毛藻细胞积累不同高不饱和脂肪酸的最佳培养条件也不同,细胞积累ARA的最优培养组合条件为盐度6、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度30℃;细胞积累EPA和DHA的最优培养组合条件为盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃。研究表明,角毛藻SHOU-B98生长快且细胞脂肪酸营养价值高的培养条件为盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃的组合。     

不同光强和温度对长石莼（缘管浒苔）光合作用和叶绿素荧光参数的影响

利用脉冲振幅调制叶绿素荧光仪对不同光照和温度条件下长石莼（缘管浒苔）光合作用和培养条件进行了优化。结果表明,长石莼（缘管浒苔）在25 ℃和72 μmol/(m2·s)条件下,其F_v/F_m、F_m、F_v和α值最高,分别高达0.74、4 567、3 406和0.305,低于该点为光不饱和,高于该点为光抑制,偏离越大,下降越显著（P<0.01）,其中在5 ℃和35 ℃时最小,分别是25 ℃最高值的32.24%~64.88%和22.99%~53.44%;光强为18 μmol/(m²·s)和216 μmol/(m²·s)时最小,其F_v/F_m、F_m、F_v和α值分别是25 ℃和72 μmol/(m²·s)条件下最高值的44.94%~82.62%和51.82%~76.72%。F₀变化不太明显,5~30 ℃为先上升后下降或再上升变化趋势,35 ℃为先下降后上升变化趋势。拟合参数α显示,长石莼（缘管浒苔）在达到光饱和点前通过增加光能吸收来增强光合作用,在光抑制后则迅速减少。rETR_maxDuncan检验表明,高温/低温和高光强对长石莼（缘管浒苔）光合作用影响显著（P<0.01）。总体上看,长石莼（缘管浒苔）光合作用和生长适宜条件为15~25 ℃和54~72 μmol/(m²·s),过高或过低均不适宜。且温度排序为25>20>15>30>10>5>35 ℃,光照强度排序为72>54/108>36/162>18/216 μmol/(m²·s)。