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。     

坛紫菜色素突变体色素基因的表达定量分析

以野生型和6种不同色泽的坛紫菜色素突变体为材料,通过实时荧光定量PCR技术分析了4种主要色素基因(Cpeα、Cpcα、Apcβ、Chl.a)在不同色泽突变体不同生长期(初期、盛期、末期)的相对表达水平。结果表明在不同色泽不同生长期的坛紫菜色素突变体中,各色素基因表达水平由高到低均为Apcβ>Cpcα>Chl.a>Cpeα,且Cpeα基因的表达水平最不稳定,会随着生长过程发生显著变化,而Cpcα、Apcβ和Chl.a基因表达水平则相对稳定;此外,对色素突变体和野生型藻体中色素基因表达水平和相应色素蛋白含量的线性相关回归分析结果表明二者间没有相关性,即各色素基因的表达水平与藻体最终显示的颜色无关,由此推测坛紫菜色素突变的可能机制是色素蛋白合成过程中一些相关调控基因突变所致。     

坛紫菜核糖体蛋白S15a基因的克隆及表达分析

坛紫菜栽培中经常遭遇高温胁迫危害而产生烂菜现象,为研究坛紫菜在高温胁迫条件下的分子应答机制,分离并克隆高温胁迫应答的相关基因,应用引物退火控制(ACP)技术对耐高温型纯系Z-61叶状体在高温胁迫条件下的差异表达基因进行筛选时,获得一条在高温胁迫条件下表达水平显著降低的基因片段,通过5'-RACE技术获得了它的全长,命名为Phrps 15a(GenBank登录号:JN991055.1).该基因序列全长676 bp,包含一个390 bp的开放阅读框编码130个氨基酸的核糖体S15a蛋白(PhRPS 15a),蛋白分子式为C664H1066N188O180S7,由3条螺旋、7个片层及8个环状连接组成,与多个物种的RPS15a蛋白具有较高的序列一致性(78％～80％).系统进化分析表明,动物、高等植物、绿藻和坛紫菜PhRPS15a蛋白均享有独立的进化分支,但坛紫菜PhRPS 15a蛋白与团藻和莱茵衣藻的亲缘关系更近.实时荧光定量PCR分析结果表明,Phrps 15α基因的表达水平与高温胁迫密切相关,在高温胁迫条件下,Phrps15a基因的表达水平极显著下调.     

基于SCAR标记的坛紫菜“闽丰1号”多重PCR鉴定技术的建立

为建立坛紫菜“闽丰1号”(Z-26)品系的种质分子鉴定方法,采用300条RAPD引物对6个坛紫菜纯系进行标记扫描,从中筛选出“Z-26”品系的特异性随机扩增多态DNA(RAPD)标记9个,经克隆和测序,其中两个特异性标记成功转化为特异SCAR标记(Z26-600和Z26-360),标记片段大小分别为530 bp和242 bp.并进一步通过4个不同实验验证,确定Z26-600和Z26-360两个标记是坛紫菜“Z-26”品系的特异和稳定性标记.最后为进一步简化种质鉴定程序,建立更为便捷和准确的种质鉴定方法,经过条件优化,以此两个标记为基础建立了坛紫菜“Z-26”品系的多重PCR鉴定方法,该方法可以在一次PCR反应中同时鉴定两个特异性标记.     

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。

     

南日岛养殖海带的生长、碳氮磷元素含量及对海水颗粒和溶解有机物的影响

为了研究养殖海带的生态环境效应,通过南日岛海带养殖区现场测量和取样,分析了海带的生长速率,组织C、N、P含量和元素比值,以及养殖区颗粒和溶解有机物的季节变化。结果显示,在1个生长周期内,海带的湿重与长度呈明显幂函数关系(W=0.02 L7.57,R2=0.84),海带的湿重、长度和宽度与养殖天数具有明显的线性相关关系(湿重、长度和宽度与养殖天数的R2分别为0.96、0.96和0.93)。海带C/N比变化范围为9.13～18.66,N/P比变化范围为11.32～18.48,C/P比变化范围为153.18～267.99。海带C/P比与P含量呈明显指数函数关系(Y=748.30 e-4.10X,R2=0.88),C/N比与N含量呈明显指数函数关系(Y=50.21 e-0.60X,R2=0.92)。海带养殖海区POC、PON和POP的变化范围分别为0.33～0.86、 0.07～0.11和0.01～0.02 mg/L; DOC、 DON和DOP含量的变化范围分别为1.98～17.06、0.20～0.55和0.01～0.04 mg/L。海带C、N、P含量的变化范围分别为22.82%～26.43%、 1.65%～2.97%和0.25%～0.42%。收获时海带的平均碳、氮、磷含量分别为26.17%、1.76%和0.29%,以2018年福建海带养殖总产量76.83万t计算,即通过收获分别可移除C、N、P 20.13、1.35和0.22万t。研究表明,养殖海带可能是养殖区海水有机物的重要来源,是近海碳循环的重要组成之一。     

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。     

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。     

福建沿海野生坛紫菜主要品质性状分析

比较研究了福建沿海8个野生坛紫菜种群的藻胆蛋白、叶绿素、粗蛋白、氨基酸等主要品质指标,结果表明：1）野生坛紫菜种群WP3的藻体在粗蛋白、总藻胆蛋白及叶绿素的含量上均具有较高优势,而WP6的藻体尽管粗蛋白的含量最低,但总藻胆蛋白及叶绿素的含量却最高.2）8个野生坛紫菜种群含有丰富的人体必需氨基酸,其质量比达到52～85 mg/g;且氨基酸组成比例均衡,8种必需氨基酸占氨基酸总量的28.3%～32.4%,正好与联合国粮食与农业组织（FAO）制定的人类必需氨基酸的理想模式（26.2%）相近.3）各野生坛紫菜种群含有丰富的起呈味作用的游离氨基酸,游离氨基酸含量最高的WP3种群（1.879 mg/g）比含量最低的WP5种群（1.325 mg/g）高41.8%;种群WP7所含的游离氨基酸种类最多,达15种.