不同生长阶段的坛紫菜对琼胶寡糖激发的响应差异研究

为研究不同生长阶段的坛紫菜对琼胶寡糖激发子的抗性响应差异,选择生长期为50、60、80、110和140 d的坛紫菜叶状体以及自由丝状体,检测在琼胶寡糖刺激后各生长阶段坛紫菜的H_2O_2释放,相关防御基因(Phhsp70、Phrboh、Phsod、Phlox)的表达,以及挥发性物质的变化。结果显示,丝状体H_2O_2的释放量显著高于叶状体,100μg/m L琼胶寡糖可诱导不同时期坛紫菜的H_2O_2爆发。丝状体响应琼胶寡糖刺激后,4个防御相关基因出现显著上调,而叶状体各生长阶段的基因上调幅度较小,各基因变化趋势不同。挥发性物质的种类及含量在不同生长阶段不同,但C8类物质较多。经寡糖处理后,80 d叶状体和丝状体时期的挥发性物质增加的种类较多。研究表明,不同生长阶段的坛紫菜对琼胶寡糖刺激的响应能力和方式不同,以丝状体的响应最强烈。     

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。     

高光胁迫下坛紫菜定量PCR内参基因的筛选

为了筛选不同高光光强胁迫下坛紫菜中表达水平最为稳定的内参基因,本研究采用qRT-PCR技术测定了植物中常用的6种内参基因UBC、TUB、18S、EF2、ACT和GAPDH在不同光照强度下培养的坛紫菜藻体中的绝对表达水平,并采用比较Ct值法、Ge Norm、Bestkeeper和NormFinder软件分析4种方法对6种候选内参基因的表达稳定性进行评估。结果显示,UBC的Ct值变化范围最小,18S的Ct值变化范围最大;ge Norm软件分析结果显示最稳定的内参基因为UBC和EF2;Bestkeeper和NormFinder软件分析结果类似,UBC基因的稳定值M均为最低值(分别为0.044和0.80),说明其表达水平最稳定。研究表明,UBC基因可以作为不同光照条件下坛紫菜基因表达qRT-PCR分析的最适内参基因。     

Vibrio mediterranei117-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化,其作用程度依次为温度、pH和盐度。     

靖海湾条斑紫菜的营养及鲜味评价

以不同收割期的靖海湾条斑紫菜(Pyropia yezoensis)为研究对象,对比分析营养价值并评价其鲜味。通过测定基本营养成分、无机元素组成和氨基酸组成,分析其营养学特征,通过测定游离氨基酸与呈味核苷酸组成,进而计算滋味活性值(Taste active value, TAV)与味精当量(Equivalent umami concentration, EUC)。结果显示,靖海湾条斑紫菜蛋白质含量丰富,头水和二水紫菜的蛋白含量均在49%以上,显著高于四水和六水紫菜(P<0.05)。不同收割期条斑紫菜的脂肪含量较低,均小于1.1%。常量元素中P含量最低,K含量最高,约为2.59×104~5.52×104 mg/kg;微量元素以Fe含量最高,Zn次之,Co最低;Pb含量明显低于GB 2762-2017的限量要求。头水、二水紫菜与四水、六水紫菜的必需氨基酸及氨基酸总量间存在显著差异(P<0.05)。游离谷氨酸和次黄嘌呤核苷酸对条斑紫菜的鲜味起主要贡献作用,头水、二水、四水和六水紫菜的EUC(以干基计)依次降低,分别为239.71、190.03、108.05和51.56 g MSG/100 g。靖海湾条斑紫菜具有较高的营养价值,且收割前期的靖海湾条斑紫菜鲜味度较高,可作为开发调味品的原料。     

条斑紫菜(Pyropia yezoensis)绿斑病病原菌的分离鉴定

绿斑病(Green spot disease)是一种常见的海区栽培条斑紫菜(Pyropia yezoensis)病害,在整个紫菜栽培期间都可能发生,以每年11~12月份最为严重,主要出现在幼叶期和成叶期。首先,在叶状体上出现红色或淡红色小斑,而后逐渐转变为绿色,病斑继续扩展,在叶状体表面形成若干孔洞,后期几乎整个藻体变绿。本研究对日照地区患绿斑病的条斑紫菜进行病原菌分离纯化,得到5株优势菌(编号为Y1~Y5),人工回感实验结果显示,Y1可以引起健康条斑紫菜发生绿斑病。对Y1进行了生理生化检测、16S rRNA、dnaA和dnaN基因序列分析,确定病原菌为海洋假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)。对绿斑病的发病进程进行了观察,并检测了培养温度、海水比重和养殖密度等环境因子对绿斑病发生的影响,结果显示,高温和高密度养殖会加速绿斑病病情的发展,海水比重为1.022时,绿斑病发病较严重。本研究确定了一株引起条斑紫菜绿斑病的病原菌,并分析了部分理化因子对感染的影响,为条斑紫菜绿斑病的防控提供了基础数据。     

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.     

紫菜养殖对养殖水体中细菌多样性分布及环境因子的影响

采用基于16S rDNA的高通量测序技术对山东长岛紫菜养殖区的细菌多样性分布进行了研究,并与环境因子进行关联分析,以探究紫菜养殖对环境的影响。结果显示,长岛海区水环境细菌多样性较丰富,呈现由近岸区(CDCNS)、养殖区(CDPF)、外海区(CDCOS)递减的趋势。分别基于所有细菌组成以及相对丰度最高的前20个属/种的聚类结果均显示,CDCNS和CDCOS区聚在一起,明显区别于CDPF区。CDPF区的特异优势菌包括鼠尾菌属(Muricauda)、假单胞菌属(Pseudomonas)、盐单胞菌属(Halomonas)、赤杆菌属(Erythrobacter)、海杆菌属(Marinobacter)。3个区域均未检测到河豚毒素假交替单胞菌(Pseudoalteromonas tetraodonis)、柠檬假交替单胞菌(Pseudoalteromonas citrea)等疑似紫菜致病菌。溶解氧(DO)和pH呈现由近岸向外海逐渐降低的趋势,总颗粒悬浮物(TSS)反之。CDPF区氨氮(NH4+-N)含量最低,盐度最高。关联分析发现,环境因子与环境微生物之间具有一定的相关性,如嗜氨菌属(Ammoniphilus)的丰度与NH4+-N 浓度具显著正相关性,CDPF区最低,CDCOS区最高;盐单胞菌属的分布与盐度具显著正相关性,CDPF区盐单胞菌属含量显著高于其他2个海区。研究表明,紫菜养殖海区细菌群落结构特征与环境因子具有关联性,其间的互作机制尚需进一步深入研究。     

坛紫菜与Pyropia radi的种间杂交实验

为探讨坛紫菜（Pyropia haitanensis）种间杂交的可行性,进一步选育坛紫菜新品系,以野生型坛紫菜作为母本,以采自印度的Pyropia radi作为父本进行种间杂交,并以亲本叶状体细胞的液泡大小与色素体的大小和颜色作为遗传标记：母本的细胞内液泡较小,具一个较大的色素体,颜色偏红;父本的细胞内具有一个很大的液泡,但色素体较小,颜色偏褐带黄。杂交实验结果如下：依据液泡体积、色素体的大小和颜色区分,在F1叶状体中出现了6种类型的细胞：2种亲本细胞类型,4种杂交重组细胞类型,它们分别为母本型（Ph）,父本型（Pr）,似母本型（Ph′,液泡大小与Ph相同,但色素体偏黄）,似父本Ⅰ型（Pr′,液泡比Pr小,且色素体偏红）,似父本Ⅱ型（Pr″,液泡大小介于Pr和Pr′之间,且色素体颜色比Pr′更浅）,似父本Ⅲ型（Pr,液泡大小与Pr相同,但色素体稍黄）。这6种细胞在F1叶状体上出现分离,并呈块状直线排列。在F1叶状体中出现大量由2～4个色块构成的颜色嵌合体和少数单色的叶状体。上述结果证实这两种紫菜的种间杂交是成功的,并且F1叶状体是成活和可育的,为今后选育种间杂交新品种奠定了基础。     

尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子放散和体细胞分化的影响

为探讨尿囊素对印度产紫菜Pyropia chauhanii单孢子形成与放散的影响,选用能释放单孢子的野生型品系(PC-WT)与不能释放单孢子的诱变品系(PC-Y1)为实验材料,用含不同浓度尿囊素的培养液分别培养来自叶状体梢、中和基部的圆盘体。结果显示,处理后6 d,不同部位的叶状体圆盘体的单孢子放散量次序为中部梢部基部;随着尿囊素浓度的增加,PC-WT品系叶状体圆盘体的单孢子放散总量呈先升后降的趋势,其中10mmol/L是促进单孢子放散的最适浓度;但尿囊素并不能使原本不放散单孢子的PC-Y1品系释放单孢子。用含20 mmol/L尿囊素的培养液培养PC-Y1品系的叶状体圆盘体,8 d后再用酶解法将其体细胞单离出来经体外培养后发现,经尿囊素处理的单离细胞发育成丝状体的百分率为66.1%,而不含尿囊素的对照组仅为15.2%,说明尿囊素对紫菜叶状体的体细胞向生殖细胞分化具一定的促进作用。