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。     

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。     

Optimization of Porphyran Extraction from Pyropia yezoensis by Response Surface Methodology and Its Lipid-Lowering Effects

Macroalgae polysaccharides are phytochemicals that are beneficial to human health. In this study, response surface methodology was applied to optimize the extraction procedure of Pyropia yezoensis porphyran (PYP). The optimum extraction parameters were: 100 °C (temperature), 120 min (time), and 29.32 mL/g (liquid–solid ratio), and the maximum yield of PYP was 22.15 ± 0.55%. The physicochemical characteristics of PPYP, purified from PYP, were analyzed, along with its lipid-lowering effect, using HepG2 cells and Drosophila melanogaster larvae. PPYP was a β-type sulfated hetero-rhamno-galactan-pyranose with a molecular weight of 151.6 kDa and a rhamnose-to-galactose molar ratio of 1:5.3. The results demonstrated that PPYP significantly reduced the triglyceride content in palmitic acid (PA)-induced HepG2 cells and high-sucrose-fed D. melanogaster larvae by regulating the expression of lipid metabolism-related genes, reducing lipogenesis and increasing fatty acid β-oxidation. To summarize, PPYP can lower lipid levels in HepG2 cells and larval fat body (the functional homolog tissue of the human liver), suggesting that PPYP may be administered as a potential marine lipid-lowering drug.     

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。     

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。     

坛紫菜叶状体颜色与长度、宽度和厚度的相关性分析

实验以坛紫菜（Pyropia haitanensis）野生型品系（W,♀）和红色突变体（R,♂）杂交产生的杂合丝状体为材料,构建由240个株系组成的双单倍体（doubled haploid, DH）群体,随后对DH群体的叶状体颜色与长度、宽度、叶片厚度、原生质体大小和细胞壁厚度5个数量性状的相关性进行分析。结果显示,在不同颜色组中（野生色组和红色组）,5个性状的表型值均呈正态分布。各性状的变异系数为10.02%~43.73%,其中长度的变异系数最大。不同颜色组间,每个性状表型值呈极显著差异（P＜0.01）,相比野生色组,红色组的长度更长、宽度更窄、叶片更薄、原生质更小、细胞壁更薄。其中颜色与各性状的相关性程度,呈叶片厚度＞细胞壁厚度＞原生质体大小＞长度＞宽度。另外,各性状的遗传力均表现为长度＞原生质体大小＞叶片厚度＞细胞壁厚度＞宽度,且野生色组高于红色组。不同颜色组控制同一经济性状的基因对数不同,且控制长度性状的基因对数差异最大。本研究为开展坛紫菜复合经济性状新品种培育提供参考。     

印度产紫菜Pyropia chauhanii的细胞学观察

本文对印度产紫菜Pyropia chauhanii不同生活史阶段的染色体进行了系统细胞学观察。用卡诺氏固定液分别对室内培养的P. chauhanii各生活史阶段的活体组织进行固定后,置有光照处使组织色素体褪至约无色,用醋酸铁苏木精染色液对组织作染色和压片处理后进行显微观察。观察结果表明：叶状体阶段的营养细胞、精子囊内未成熟精子和果胞均为单倍核型（n=3）;丝状体阶段的果孢子、丝状体的营养细胞和膨大细胞均为双倍核型（2n=6）;由丝状体产生的壳孢子在萌发初期发生减数分裂后,由双倍核型（2n=6）变成了单倍核型（n=3）。当叶状体发生单性生殖产生丝状体时,游离出来的类果孢子发生染色体自然加倍,其萌发体和随后形成的丝状体营养细胞和膨大藻丝细胞均为双倍核相（2n=6）。当叶状体产生单孢子进行无性繁殖时,单孢子和其萌发体的细胞均为单倍核型（n=3）。     

坛紫菜谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及表达特征

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)是植物活性氧(ROS)清除酶促系统的重要成员之一,在植物逆境胁迫应答中发挥着重要作用。本研究以坛紫菜(Pyropia haitanensis)为研究材料采用RACE技术克隆获得了一条坛紫菜的GPX全长基因序列,命名为PhGPX(Gen Bank收录号:JX673908)。该基因序列全长1027 bp,包含555 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含184个氨基酸,分子量为19.9 k D,等电点为8.76。多序列比对和系统进化树分析结果表明Ph GPX属于植物GPX基因家族成员。基因表达水平的q PCR分析结果表明Ph GPX基因在坛紫菜叶状体和丝状体世代中的表达水平没有显著差异;高温胁迫不同时间水平下,Ph GPX基因的表达水平呈现为先上调后下调的趋势;不同失水胁迫条件下,Ph GPX基因的表达不受低水平的失水胁迫影响,但可被高水平(40%)的失水胁迫所抑制,且在复水30 min后仍然无法恢复失水胁迫前的水平。由此推测坛紫菜体内的GPX也可能存在多种家族成员,不同的逆境胁迫条件、甚至不同的逆境胁迫水平可能需要不同家族成员的GPX参与ROS的清除和防御。     

Dietary supplementation of red alga Pyropia spheroplasts on growth,feed utilization and body composition of sea cucumber,Apostichopus japonicus (Selenka)

A feeding experiment was conducted in a closed recirculating system to evaluate the effects of freeze‐dried spheroplasts prepared from Pyropia yezoensis (Ueda) on feed intake, growth and biochemical composition of sea cucumber, Apostichopus japonicus (Selenka). Pyropea spheroplasts (PS) were prepared through enzymatic treatment to break down the complex mixture of polysaccharides cell walls that might be easier for growth energy partitioning. Sea cucumbers were fed‐formulated diets with 10 (Diet 1), 30 (Diet 2) and 50 g/kg (Diet 3) inclusion level of PS. A diet without PS was used as a control (Diet 4). The experiment was conducted for 6 weeks maintaining water temperature 15 ± 1°C, photoperiod 18:06 hours (D:L). Feed was supplied ad‐libitum at 16.00 h once in a day, and the remaining feed and faeces were removed in the next day. Results showed that the highest growth was observed in the 50 g/kg PS diet compared to other treatments. Total weight gain, mean weight gain, net yield, protein efficiency ratio (PER) and protein gain (%) were significantly higher in the 50 g/kg PS diet (p < .05). A significantly higher percentage of energy was allocated for growth in the 50 g/kg PS diet. The highest specific growth rate and feed conversion efficiency (p < .05) were observed in the higher percentage of PS diet. Both the growth performance and biochemical analysis showed that superior growth was observed with increasing levels of PS in the diet. We infer that PS can be used as a new, cheaper feed ingredient in the formulated diet of A. japonicus.     

Vibrio mediterranei 117-T6引发的坛紫菜黄斑病的初步研究

以一株黄斑病致病菌Vibrio mediterranei 117-T6感染坛紫菜的自由丝状体,研究了环境因子对该菌株生长的影响及其最易感条件,检测了该条件下V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜丝状体的抗氧化酶(SOD、POD)活性以及藻胆蛋白、叶绿素a(Chl. a)、可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化。结果显示,V. mediterranei117-T6的最优生长条件为30°C、pH 7.0、盐度20,最易感条件为30°C、pH 6.0、盐度20。在易感条件下培养12 h后,感染组坛紫菜丝状体的SOD和POD的活性,藻胆蛋白、可溶性蛋白以及游离Pro含量等指标均显著高于对照组;MDA含量峰值出现在6 h,显著高于对照组;在24 h后,感染组的Chl. a含量达到峰值,亦显著高于对照组。研究表明,短期内弧菌感染虽然可以刺激坛紫菜丝状体产生胁迫应激反应,但是随着感染时间的延长,致病菌感染引发的藻体内活性氧及渗透压胁迫加剧,最终导致紫菜死亡。高温和酸化等不良的环境会加剧V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜黄斑病的恶...