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。     

条斑紫菜优良品系(LC-14)的筛选与特性分析

从条斑紫菜(Pyropia yezoensis)绿色突变体和红色突变体种内杂交产生的F_1叶状体中,分离出新品系LC-14。该品系的F_1叶状体在生长速度和品质等方面均显著优于条斑紫菜野生型栽培品系(WT)。日龄70 d的叶状体平均长度和湿重,LC-14品系分别为106.53 cm和3.07 g,分别是WT品系的4.39和10.27倍。培养至第55天,LC-14品系的3种主要光合色素(叶绿素a、藻红蛋白和藻蓝蛋白)含量分别为9.85 mg/g、52.09 mg/g和23.26 mg/g,分别比WT品系提高了65%、65%和49%,而其藻体的平均厚度(20.89μm)反而降低了32%。此外,LC-14品系的壳孢子放散总量为761.32×10~4 ind/壳,是WT品系的1.28倍。上述结果表明,LC-14品系具有生长快、品质优、壳孢子放散量大的优点,藻体颜色与野生色(棕褐色)相近,是条斑紫菜的优良品系,有望在生产中应用。     

坛紫菜过氧化氢酶基因的克隆及表达特征

过氧化氢酶(CAT)是植物细胞抗氧化酶的主要成员,在逆境胁迫下的活性氧(ROS)清除中发挥着重要的作用。本研究采用RACE扩增技术克隆获得了坛紫菜CAT基因的全长,被命名为PhCAT(Genbank收录号:KM655303)。该基因全长1983 bp,可编码包含542个氨基酸的多肽,与条斑紫菜CAT基因的序列相似性为83.08%。多序列比对和系统进化树分析结果确认PhCAT属于CAT基因家族。PhCAT基因定量分析结果显示,失水胁迫条件下,PhCAT的基因表达水平只在失水率≥60%时才显著上调;不同时间水平的高温胁迫条件均可诱发PhCAT基因的上调表达。而CAT酶活测定结果却显示,各种水平的失水胁迫条件下,坛紫菜细胞内的CAT酶活水平均显著低于正常条件下的酶活水平;高温胁迫24 h时,CAT酶活水平显著增强,而其余时间点的酶活水平则显著降低。研究表明CAT酶在坛紫菜高温胁迫应答中发挥着重要作用,但在失水胁迫应答中却没有发挥明显作用。     

中国经济海藻养殖技术概况与展望

我国是全球海藻生产和消费大国。当前,我国海藻养殖种类以海带、紫菜、江蓠和裙带菜等为主体,兼有小规模养殖的羊栖菜、鼠尾藻、麒麟菜、石花菜、礁膜、浒苔、长茎葡萄蕨藻等。海藻养殖方式包括浅海养殖、潮间带养殖和陆基养殖。近年来,在全球气候变化、海水污染、海岸工程等多重压力下,海藻养殖环境不佳,养殖病害多发;另外,海洋生态文明建设大背景下的近海水域利用政策变化,对海藻养殖产业及其养殖技术提出了新的要求与挑战。对我国海藻养殖技术进行回顾,总结经验、查找不足,提出新思路、新方法,以期为我国海藻养殖产业可持续发展提供支撑。     

Wenyingzhuangia属海洋细菌产紫菜多糖酶的克隆表达与性质及其在紫菜复合酶解中的应用

紫菜是一种重要的经济红藻，我国的紫菜产量高而产值较低。紫菜多糖是紫菜的主要组成部分，紫菜多糖及其降解产物被证实具有多种生理调节功能，是实现紫菜高值化开发及利用的重要途径。为挖掘紫菜多糖的工具酶并验证其应用的可行性，本研究对海洋细菌Wenyingzhuangia fucanilytica CZ1127T基因组中潜在的紫菜多糖酶编码序列por16B进行了异源表达、性质研究及应用探究。生化性质研究结果表明，重组蛋白Por16B_Wf的最适反应温度为40 °C，最适反应pH为7.0，且具有良好的贮存稳定性及pH稳定性。以高效液相色谱-质谱联用技术结合糖生物信息学的糖组学策略，明确了Por16B_Wf各个亚位点的作用方式。进一步将Por16B_Wf应用至紫菜多糖-蛋白复合酶解，与单纯蛋白酶酶解工艺相比，所得酶解液黏度低且紫菜转化率高。本研究为紫菜多糖的降解提供了生化性质及作用方式清晰的工具酶，并首次实现了紫菜的多糖-蛋白复合酶解，为紫菜的精深加工及高值化利用提供了新思路。     

上海低盐海区的坛紫菜栽培试验

为建立低盐度海区的紫菜栽培模式,选用人工选育的耐低盐坛紫菜品系(DY-1),于2010—2013年在芦潮港海区开展了生产性栽培试验.2010—2011年度试验栽培面积为0.2 hm2,获得了初步成功;2011—2012和2012—2013两个年度试验栽培面积均为1 hm2,生产期分别为181 d和174 d,均采收了4...     

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。     

基于转录组信息的坛紫菜EST-SSR标记的开发及新品系SW-81的种质鉴定

基于坛紫菜（Pyropia haitanensis）转录组序列信息进行EST-SSR标记的开发,并利用多态性SSR标记构建DNA指纹图谱用于坛紫菜新品系SW-81的种质鉴定。结果显示：转录组数据中共检测出9 033个微卫星位点,其中三核苷酸重复类型为绝对优势基元,占比高达95%;经Primer 5.0软件对微卫星位点进行引物设计,并从中随机合成187对微卫星引物进行有效性分析,最终获得92对有效引物,其中42对为多态性EST-SSR标记,多态扩增率约为22.46%;利用开发的多态性EST-SSR标记构建了适用于5个坛紫菜品系的DNA指纹图谱,为新品系SW-81的种质鉴定提供有效的分子检测手段。上述结果表明：坛紫菜基因组中有着丰富的微卫星位点,且同一位点的基因序列在不同品系间存在变异,表现为扩增产物的多态性。基于EST-SSR标记的多态性分析可为坛紫菜种质资源的管理与鉴定提供有效的分子检测手段。     

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。     

印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子放散规律的研究

为了探究紫菜单孢子的放散规律,以印度产紫菜Pyropia chauhanii的野生品系(PC-WT)与诱变品系(PC-Y1)为材料,对来自不同日龄和不同部位的叶状体圆盘体放散单孢子的规律进行了研究,结果显示:在圆盘体的培养过程中,PC-WT品系的不同日龄和不同部位的叶状体圆盘体放散单孢子的早晚和数量差异较大。日龄40 d的叶状体,其梢、中、基3个部位的圆盘体均未出现性细胞,单孢子日放散量均呈先升后降的趋势,培养12 d的总放散量次序为:中部梢部基部;日龄45 d的叶状体其梢部和中部的圆盘体已出现性细胞,与日龄40 d的圆盘体相比,单孢子开始放散的时间提前,但总放散量下降,圆盘体的解体速度更快,单孢子总放散量次序为:中部梢部基部;日龄50 d的梢部和中部的圆盘体分别在培养的第6天和第10天完全解体,发现它们的圆盘体几乎全面成熟,单孢子放散总量较少,而基部的圆盘体未成熟,单孢子放散总量最多。PC-Y1品系的叶状体其梢部、中部和基部的圆盘体,培养12 d,其生长良好,边缘完整,没有放散单孢子。日龄40 d的叶状体圆盘体也未出现性细胞,营养细胞颜色鲜红,细胞排列紧密;日龄45和50 d叶状体的圆盘体均出现了性细胞。上述结果证实,PC-WT品系为单孢子放散品系,其梢部最先放散单孢子,中部次之,基部最后;随着叶状体日龄的增加,圆盘体放散单孢子的时间提前,但单孢子放散总量减少。不同日龄、不同部位的PC-Y1品系藻体均不能放散单孢子,暗示与放散单孢子相关的基因在这个品系中可能已经变异了。