坛紫菜耐高温品系的选育与海区中试

利用人工诱变和体细胞再生技术,选育出可在30℃下生长的坛紫菜耐高温品(Q-1),实验结果表明:(1)在高温(28℃和30℃)下培养15d,Q-1品系的壳孢子成活率分别为76.8%和60.1%,分裂率分别为100%和83%;而对照组野生型(WT)品系的壳孢子成活率分别为15.9%和6.7%,分裂率分别为90.4%和63.8%。Q-1品系的壳孢子成活率和分裂率均远高于WT品系。(2)在常温(24℃)下培养35d的Q-1和WT品系壳孢子苗,在24℃、28℃和30℃组中再分别培养25d,Q-1品系的苗平均体长分别增加了19.4、10.8和2.8倍,而WT品系的苗平均体长分别只增加了7.3、1.7和0.9倍;Q-1品系的苗平均体长分别为WT品系的2.5、5.8和1.9倍。另外,在28℃和30℃中培养15d的WT品系幼苗发生了大面积腐烂;而Q-1品系幼苗没有出现任何烂苗迹象,表现出较好的生长。Q-1品系在海区中试中也表现出很好的耐高温特性。2008年秋季,坛紫菜采苗后遇到了长时间的高温天气,当地传统养殖的坛紫菜野生种发生了大规模腐烂与脱苗,产量大幅度减少;而Q-1品系的苗仍然维持良好的生长势头,没有出现烂苗,取得了高产。由此证实,Q-1品系是既能较快生长又耐高温的品系,有很大的生产应用价值。     

坛紫菜自由丝状体对无机碳的利用

Free-living Porphyra haitanensis conchocelis was cultured under continual light,then it was treated with Van,DIDS and SITS,the inhibitors of inorganic carbon utilization,to study the mechanism of inorganic carbon utilization in the conchocelis.The results indicate that Van inhibits the utilization of inorganic carbon most,with a rate of 71.3%,and the rates of DIDS and SITS are relatively lower,42% and 35.5% respectively.The inhibition rate of Az is 25.3%,which indicates the external CA is not an important part of its inorganic carbon uptake.A complementary conclusion is that the main part of inorganic carbon absorption in P.haitanensis conchocelis is through active transport of HCO3^- and CO2.     

海水围塘生态栽培坛紫菜

紫菜（Porphym sp）原是生长在潮间带的岩礁上，尤其是在风浪大、潮流畅通的海区生长良好。经过多年的人工栽培，紫菜已适应于在潮间带和浅海的养殖筏架的栽培。坛紫菜（Porphyra haitanensis）作为浙江、福建海区常见的栽培藻类和重要的食用经济海藻，有近40年栽培的历史。但潮间带可以用作栽培坛紫菜的空间越来越小，必须开拓新的栽培空间。在围塘栽培紫菜则是一种新开拓的栽培方法。     

基于液质联用技术的坛紫菜甘油-3-磷酸胁迫响应分析

甘油-3-磷酸作为渗透压调节物红藻糖苷的合成前体物,参与藻类抗逆应答过程。为了解坛紫菜的抗逆机制,通过超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)建立甘油-3-磷酸的定量分析方法,分析非生物(温度、盐度和干出)胁迫下的甘油-3-磷酸响应规律。结果表明,温度胁迫1 h后,甘油-3-磷酸的含量快速变化,当温度高于23℃时,甘油-3-磷酸含量与胁迫温度成正比,而在12℃低温下,甘油-3-磷酸的含量反而下降;盐度胁迫促使甘油-3-磷酸的含量快速上升,且高盐胁迫下的变化显著高于低盐环境;而短时间1 h干出胁迫后的甘油-3-磷酸含量略有上升(1.19倍,与对照组相比),但随着干出时间继续延长,甘油-3-磷酸含量总体呈现下降趋势。温度、盐度和干出胁迫后的坛紫菜进行恢复培养后,甘油-3-磷酸含量均趋于对照组水平。综上可知,甘油-3-磷酸可快速响应环境胁迫,这为坛紫菜红藻糖苷抗逆机制的多层次研究奠定了基础。     

琼胶寡糖激发坛紫菜对附生细菌的减少作用

以琼胶寡糖处理坛紫菜Porphyra haitanensis,激发其防御反应,坛紫菜在18℃生长和35℃热激时的病烂现象得到明显改善。寡糖激发的防御信号能够杀死附生在藻上的细菌,健康藻上约94.7%的附生菌群在加入100μg.mL-1琼胶寡糖1 h内被杀死,但过氧化氢酶可部分抑制这种作用。利用3种抗生素组合获得无菌坛紫菜体系,回染致病细菌后,约60.8%的回染细菌在寡糖激发后的3 h内被消灭。这种附生细菌的减少现象不是源于琼胶寡糖的直接抑菌作用,可能与琼胶寡糖引起坛紫菜H2O2的瞬时暴发有关。结果表明,琼胶寡糖能够作为坛紫菜的抗性激发子,通过诱导坛紫菜自身的防御反应来减少附生细菌的数量,从而保持藻体的健康生长。     

2种坛紫菜品系栽培生长参数及CNP固定效率比较

以洞头海区养殖的"洞头本地菜"和"浙东1号"2种坛紫菜品系为研究材料,测定其不同收割期叶状体长度、干质量、CNP含量等参数,核算了S值、产量及CNP固定效率等指标。结果显示:随着收割期延长,2种坛紫菜品系的叶状体长度逐渐下降,单条叶状体干质量与S值逐渐增加,产量先升后降,CNP固定效率整体呈上升趋势。一水至四水"洞头本地菜"的单条叶状体长度、干质量均高于"浙东1号",二水至四水"洞头本地菜"的产量、CNP固定效率均高于"浙东1号",2种坛紫菜品系S值之间无明显差异。一水至四水"洞头本地菜"CNP总固定效率分别为900.74 kg/hm~2、110.16 kg/hm~2和14.16 kg/hm~2,"浙东1号"CNP总固定效率分别为683.34 kg/hm~2、84.3 kg/hm~2和10.75 kg/hm~2。上述指标在不同收割期均呈极显著差异(P0.01),在不同品系间均无显著差异(P0.05),研究结果有助于进一步认知坛紫菜养殖的生长性状与生态效益。     

高温胁迫下坛紫菜中红藻糖苷及其异构体的含量变化

为了解热激应答下坛紫菜中红藻糖苷和异红藻糖苷含量的变化,以及两者与坛紫菜高温耐受性之间的联系,以ME-05坛紫菜为样品,采用高效液相色谱三重四级杆质谱联用技术(HPLC-MS)分析35℃高温胁迫和20℃恢复培养条件下,坛紫菜中红藻糖苷及其异构体含量的变化趋势,通过两者的含量波动,探讨其与坛紫菜耐受性之间的关系。结果表明,相同品种、相同日龄但生长地点不同的坛紫菜中,红藻糖苷含量稳定;不同生长阶段的坛紫菜经35℃高温胁迫后,红藻糖苷和异红藻糖苷含量减少,经恢复培养3 h后发现红藻糖苷和异红藻糖苷含量逐渐回升并超过对照组;红藻糖苷和异红藻糖苷的变化率为:Ⅲ组(生长期第75天)>Ⅳ组(生长期第135天)>Ⅱ组(生长期第45天)>Ⅰ组(丝状体),红藻糖苷的变化更为敏感且具有规律。综上,红藻糖苷与坛紫菜的生长状况和抗逆能力相关,可作为紫菜选育的指标物。本研究结果为进一步探讨坛紫菜在高温胁迫下的生理响应及健康养殖奠定了理论基础。     

坛紫菜优质新品系（Q-1）主要经济性状的研究

对杂交选育的坛紫菜优质品系（Q-1）和人工养殖的坛紫菜（对照组）进行叶状体生长、藻体厚度、4种色素含量、粗蛋白、氨基酸含量的测定以及丝状体的生长发育等实验。结果表明,（1）（Q-1）F2、F3叶状体生长迅速,不易成熟;3～4cm的F。叶状体经过10～15d的培养,平均日增长量高达（8．33±1．01）cm,分别为父、母本的1．4和2．7倍;（2）F3叶状体在第1次剪收时藻体厚度为（21．0±1.5）μm,仅为对照组厚度的52％,第2次剪收时为（25．6±1．9）μm,为对照组的56％;F2剪收1次后藻体的长度、宽度和鲜重平均日增长量分别为对照组的2．1、2．4和2．2倍;（3）F2叶状体的总藻胆蛋白含量为（109．52±0．94）mg／g,为对照组的1．6倍;粗蛋白的含量高达（41．71±．11）g／100g,比对照组高27％;F。叶状体第1次剪收时叶绿素a的含量高达（7．66±0．19）mg／g,比对照组高13％;（4）F3叶状体第1次剪收时呈味氨基酸中鲜味氨基酸与甜味氨基酸的总量为2．49g／100g,为对照组的1．8倍;必需氨基酸含量为15．66g／100g,比对照组高13％;（5）（Q-1）和对照组的丝状体在29℃分别培养30～40d时,90％的营养藻丝发育成孢子囊枝。     

条斑紫菜双单倍体群体主要经济性状的遗传分析

条斑紫菜叶状体主要经济性状的遗传参数及相互间的遗传关系,是开展分子育种的基础。实验以条斑紫菜野生型品系(Py-WT2,父本)和红色突变型品系(Py-HT,母本)杂交后产生的杂合丝状体为材料,构建由152个品系组成的条斑紫菜双单倍体(DH)群体。该群体叶状体的6个经济性状(L50、W50、FW50、SGR-L、SGR-W、SGR-FW)的表型值用单样本Kolmogorov-Smirnov检验。结果发现,各性状均为数量性状。L50和SGR-W为超亲遗传性状,其余4个性状的变异介于双亲之间,其中W50偏向于母本,FW50、SGRL和SGR-FW偏向于父本。6个性状的变异系数介于21.11%~56.68%,均属中等强度变异。相关性分析表明,L50、W50和FW50相互之间均存在极显著正相关性,SGR-L、SGRW和SGR-FW相互之间也存在极显著正相关性。利用单因素方差分析法估算出L50、W50和FW50的遗传力分别为58.17%、64.00%和57.64%,控制3个性状的基因对数分别为6.61、12.63和8.09,遗传力(y)与基因对数(x)的二次回归方程为y=0.2922x~2–4.6533x+76.162(R~2=1)。基因间互作方式的检测结果显示,控制L50和控制FW50的多基因间均分别不存在互作;控制W50和控制SGR-W的多基因间均分别存在互补作用;控制SGR-L和控制SGR-FW的多基因间均分别存在重叠作用。研究表明,条斑紫菜叶状体L50和FW50的遗传力高、基因对数少且基因间无互作,可进行早代选择。另外,L50、W50和FW50之间的相关性高,可进行间接选择以提高育种效率。     

一起条斑紫菜拟油壶菌病的诊断

赤腐病(red rot disease)和拟油壶菌病(Oplidiopsis disease)是海上栽培紫菜(Pyropia)的主要病害,常引起紫菜大面积病烂。2019年1月江苏省盐城市大丰区某条斑紫菜(Pyropia yezoensis)栽培海区有134 hm2发生了紫菜病烂,本研究对该起病烂进行了病害调查和病原鉴定。结果显示,患病紫菜的病症与拟油壶菌病一致,主要表现为发病初期,在叶片边缘、基部和中部出现粉红色的病斑,随着病程发展,病斑逐渐褪色并扩大;发病后期,整个叶片颜色变浅,叶片组织溃烂脱落;在显微镜下可观察到紫菜细胞内寄生1~4个圆球状菌体,菌体内有多个油滴状物质。以病烂紫菜叶片或其匀浆液为感染源,分别在10℃和20℃条件下进行人工感染实验,二者均能使正常紫菜出现拟油壶菌病的病症。对现场采集及人工侵染后的病烂紫菜疑似病原进行cox1基因测序和系统发育学分析。研究表明,所测cox1基因均与紫菜拟油壶菌(Oplidiopsis porphyrae、O. pyropiae、O. porphyrae var. koreana)聚为一支,相似度为100%。综上所述,该起条斑紫菜的病烂由紫菜拟油壶菌(Oplidiopsis sp.)引起。