龙须菜新品系ZC的生长和生理生化参数的测定及其SCAR标记的开发

对龙须菜新品系ZC与栽培品系981、07-2及湛山湾野生四分孢子体的生长速度和总蛋白质含量等生理生化参数进行比较,从而为新品系ZC在栽培产业的开发利用提供理论支持。结果显示,ZC的线性生长速度高达9.89mm/d,比栽培品系981、07-2分别提高16.6%、51.7%,表明ZC相比现有的栽培品系具备较高的生长速度。藻红蛋白含量与981无明显不同,但显著低于07-2,叶绿素a含量则显著低于2个栽培品系;其总蛋白质含量7.21mg/g显著高于其他3个龙须菜材料,可作为一种提供更高蛋白质来源的鲍鱼饵料使用。在光合放氧和呼吸耗氧速率方面,ZC并未与其他龙须菜材料表现出显著差异。另外,由于ZC在外观形态上与栽培品系很难区分,本实验通过分析上述4种龙须菜的RSAP指纹图谱,筛选获得了ZC的特异条带,并将其转化为稳定可靠、特异性高的SCAR标记,用以鉴定龙须菜新品系。     

江蓠属海藻龙须菜的基础研究与大规模栽培

江蓠属的龙须菜是1种重要的产琼胶海藻。从2000年在广东汕头南澳岛栽培成功以来,迅速在福建、浙江、山东和辽宁沿海得到发展,成为继海带、紫菜和裙带菜之后又一个新兴的海藻栽培产业群。本文综述了龙须菜遗传学研究成果及龙须菜栽培产业建立和发展的关键因素,包括龙须菜南移栽培,981龙须菜良种培育的技术要点。     

龙须菜栽培与遗传育种

龙须菜是一种重要的产琼胶海洋红藻,富含多种活性成分。从1950年代即开始栽培,目前龙须菜/江蓠在中国大型栽培海藻中产量占第二位,2018年产量超过30万t干品,栽培面积达到90 km~2。目前通过全国水产原种和良种审定委员会审定的栽培龙须菜品种有龙须菜"981"、"2007"和"鲁龙1号"三个。龙须菜栽培不仅具有较大的经济效益,也具有较好生态价值。本文介绍了龙须菜人工栽培的技术进步历史、产业分布与发展、对生态环境保护的作用、新品种特性与应用,梳理了龙须菜琼胶合成途径研究和诱变育种技术进展,并对龙须菜栽培产业面临的挑战与未来发展进行了展望。     

RSAP标记技术在紫菜遗传多样性检测及种质鉴定中的应用

限制性位点扩增多态性（restriction site amplification polymorphism,RSAP）是根据基因组内普遍存在的酶切位点来设计特殊的引物,通过简单的梯度PCR反应来产生多态性。本研究首次将RSAP标记技术成功应用于紫菜遗传多样性检测和种质鉴定。利用所建立的适合于紫菜RSAP分析的PCR反应体系和反应条件,使用30对引物对15个紫菜系DNA进行了PCR扩增,经过3次重复验证,有12对引物能够扩增出清晰且稳定的条带。这12对引物共扩增出413条带,其中408条为多态性条带,多态性比例96％,平均每对引物产生34条多态性条带,片段大小在50-500bp之间。利用这413条带进行聚类分析,产生了这15个紫菜系的进化树。15个紫菜系在0.69相似系数水平上分为两大类：一类包括坛紫菜;另一类包括条斑紫菜和少精紫菜。选2对引物R1／R6和R3／R4所扩增的10条稳定且重复性好的条带,构建了这15个紫菜系的RSAP-DNA指纹图谱。在该指纹图谱中,每个紫菜系都有其独一无二的指纹模式,能够很容易地与其它紫菜系相区分。     

青岛不同野生群体的单倍体和二倍体龙须菜的AFLP遗传多样性分析与比较

以青岛湛山湾的单倍体和二倍体龙须菜以及青岛台湾路的单倍体和二倍体龙须菜为实验材料,采用AFLP技术,分析了不同地理群体内单倍体和二倍体种群以及不同世代种群间的遗传变异参数.湛山湾单倍体种群的Na(1.169 9)、Ne(1.095 0)、H(0.058 2)、I(0.088 4)与二倍体种群的Na(1.333 3)、Ne(1.227 0)、H(0.129 7)、I(0.190 8),以及台湾路单倍体种群的Na(1.137 3)、Ne(1.089 9)、H(0.050 4)、I(0.074 6)与二倍体种群的Na(1.209 2)、Ne(1.138 6)、H(0.082 5)、I(0.121 9)相比较,可以看出不同世代倍性的龙须菜的遗传多样性是有差别的,同一地理群体的二倍体在遗传变异上高于单倍体;而且湛山湾-台湾路单倍体种群间的Ht(0.058 1)、Gst(0.066 9)、Nm(6.968 3)和二倍体种群间Ht(0.179 9)、Gst(0.327 1)、Nm(1.028 5)的数值也有很大差别,单倍体和二倍体是处于不同分化层次的2个种群,根据Wright对Nm的研究可知,单倍体种群是中度分化的种群,二倍体种群是高度分化的种群.通过分析可知,龙须菜的遗传多样性水平较低,这为育种策略的选择提供了依据.     

龙须菜微卫星DNA标记筛查及系统分析

利用生物信息学方法,从龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)公共核苷酸数据库中筛查到8条含有微卫星DNA的序列,并根据筛查出的微卫星DNA序列设计合成了5对引物,此外还使用了细江蓠的4对已知微卫星DNA引物共9对引物在采集自青岛的26株野生龙须菜个体中进行扩增,结果筛选到2对引物可扩增出具有多态性的产物.然后利用5对龙须菜的微卫星引物对6个龙须菜品系和另外2个种外物种细基江蓠和菊花心江蓠进行系统学分析.根据计算得到的不同样品之间Nei氏遗传相似系数进行聚类分析,显示青岛野生龙须菜QD与栽培品系981、石岛的龙须菜样品SD与龙须岛的龙须菜样品LD之间的遗传相似系数最高,而来自委内瑞拉的龙须菜样品LV与青岛野生龙须菜之间的差异远远高于种内水平的差异.     

两个龙须菜新品系经济性状及琼胶特性的初步研究

2008年2～5月在广东省南澳县深澳海区对选育的龙须菜新品系07-1,07-2和对照组福建宁德栽培的981品系进行海上栽培比较试验,测定了3个品系的藻体日平均生长速率,试验了敌害生物(藻钩虾和团水虱)对3个品系的影响,比较了琼胶特性.结果显示,在水温11～20 ℃,盐度32.4～32.8的条件下,品系07-1,07-2的藻体日平均生长速率分别为3.8%/d和4.1%/d,宁德栽培品系的藻体日平均生长速率为3.2%/d.品系07-1,07-2的生长适应水温下限为16 ℃,比宁德栽培品系降低了2 ℃.与宁德栽培的981品系相比较,选育的龙须菜品系07-1,07-2对藻钩虾和团水虱有较强的耐受能力.品系07-1,07-2的琼胶含量比福建宁德栽培的981品系分别提高10.0%和14.4%,凝胶强度也分别提高了5.46%和14.5%,表明2个新品系具有潜在的推广应用价值.     

紫菜无性系特异SCAR标记的获得

紫菜为我国重要的大型经济海藻,在开发利用紫菜种质资源的过程中,种质混杂问题,长期以来一直是困扰其应用的严重问题.分子标记技术,如RAPD技术、AFLP技术、SSR技术克服了传统的形态分类学方法的诸多缺点,已经广泛应用于农作物的种质资源鉴定中[1-5].但是在海藻种质鉴定中的应用刚刚起步[6].     

环境因素对胶州湾栽培龙须菜的影响及生长预测模型构建

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是重要的养殖海藻,研究海区栽培状态下龙须菜生长与生态因子变化的响应规律具有重要科学意义,并可以为龙须菜栽培实践和管理提供科学依据。通过对海区实时监测,关注了龙须菜良种(981和鲁龙1号)的生长速率和海区营养盐、水温、光照等因素变化。其中温度、光照、海水溶解碳、氨态氮、磷和pH有显著的变化(p0.05),其余因素变化比较平稳。相关性分析表明,光周期与龙须菜生长具有极显著的相关性(p0.01),硝态氮与龙须菜生长有显著相关性(p0.05)。通过逐步回归的方法构建回归方程:Y_(SGR)=5.794X_(光周期)-76.932(R~2=0.511),来表述龙须菜生长速率与环境因素的关系。     

基于微卫星标记的洞庭青鲫与三个鲫品系群体遗传多样性分析

选取12个微卫星标记对洞庭青鲫(Carassius auratus var.Dongtingking)、野生二倍体和三倍体鲫(C.auratus)、彭泽鲫(C.auratus var.pengzesis)4个鲫品系群体进行遗传多样性检测。在12个基因座位中,共检测出78个等位基因,其中14个为共有等位基因;每个座位检测到等位基因4—12个,平均等位基因数6.58个;4个鲫品系群体的平均观测杂合度(Ho)分别为0.633、0.750、0.800、0.717;平均期望杂合度(He)分别为0.502、0.713、0.757、0.602;平均多态信息含量(PIC)分别为0.364、0.599、0.637、0.470。上述结果表明,野生二倍体和三倍体鲫的遗传多样性较为丰富,以三倍体鲫的遗传多样性为最高;而洞庭青鲫和彭泽鲫养殖群体存在杂合度降低,遗传多样性下降的现象,以洞庭青鲫的遗传多样性为最低。基于遗传距离构建的UPGMA聚类树表明,洞庭青鲫与彭泽鲫两个养殖群体聚为一支,而二倍体与三倍体野鲫群体聚为另一支,说明洞庭青鲫与彭泽鲫之间亲缘关系较近,野生二倍体与三倍体鲫之间的亲缘关系较近。研究不同倍性鲫品系的遗传多样性,对于探讨鲫的多倍体起源演化以及鲫品系的种质资源保护和选育种实践具有重要意义。     

影响龙须菜果孢子体形成内外因素的初步研究

龙须菜是中国重要的人工栽培海藻,主要用途是琼胶生产原料和鲍鱼饵料。目前龙须菜大规模栽培采用的是人工夹苗的方式,而其孢子采苗的生产方式也得到越来越多的关注。本文将人工培育的由四分孢子萌发长成的一对龙须菜雌、雄配子体进行受精,测试了雌雄配子体藻枝部位、温度、硝酸盐浓度等因素对果孢子体形成过程的影响,结果表明:龙须菜雌配子体藻枝的不同等级分枝表现出不同的生殖力,一级分枝最尖端新生细胞的成熟速度快于其它等级;温度对果孢子体形成有极显著影响(P<0.01),20℃为最适温度;硝酸盐浓度没有显著影响。     

龙须菜果孢子的紫外诱变及优势突变体的筛选

用紫外线辐射处理野生型龙须菜果孢子体放散刚附着的果孢子,并通过耐高温的筛选,初步获得了2株具有耐高温,生长快速等优良性状的四分孢子体突变株,命名为BZT-11和BZT-18,将其与981和野生型藻株进行了比较分析。结果显示,这2株突变体在实验室内和海上的日平均生长速率为均明显高于981和野生型藻株。在热胁迫时间内,BZT-11和BZT-18的丙二醛(MDA)含量均明显低于野生型,超氧化物歧化酶(SOD)活性明显高于野生型;而在整个胁迫过程中2株突变体与981藻株的MDA含量和SOD活性水平差异不显著。经过4h的热激后,藻株BZT-11和BZT-18的hsp70基因表达水平也显著高于野生型。这些结果进一步证明了该2株突变藻体的耐高温优势。本研究提供了耐高温突变体的筛选技术。     

龙须菜UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆及其表达与琼胶产量的关系

对红藻龙须菜(Gracilarialei maneiformis)UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因的表达与不同藻株中藻体琼胶产量之间的相关性进行研究。通过PCR扩增的方法得到了龙须菜UGPase的基因序列。该基因cDNA序列的全长为2 200 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;龙须菜UGPase基因的氨基酸序列与其它物种的UGPase氨基酸序列相似性较高;该基因是单拷贝的,缺乏内含子;具有特殊的加尾信号。利用荧光实时定量PCR的方法检测UGPase基因相对表达量。结果表明,该基因的表达与琼胶含量存在显著相关性,即在高琼胶组藻株中的表达量显著高于低琼胶组藻株,对琼胶含量高低具有指示作用,显示了在产业化应用中的潜能。     

大型海藻龙须菜凋落物分解对水质的影响

大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)规模栽培具有重要的经济和环境效益, 但藻体的凋落分解会对栽培区和邻近海域水环境造成一定影响。为探讨龙须菜凋落对水环境的影响, 本文通过45d的室内受控实验, 评估了龙须菜凋落分解过程中水体溶解氧和氮、磷的含量变化。结果发现, 干龙须菜实验组在实验期内水体溶解氧浓度显著降低(较对照组降低了82.81%); 水体氮、磷浓度显著提高, 总氮、总磷浓度较对照组分别上升了161.78%和759.93%。鲜龙须菜+海水+沉积物组在实验前中期(第0~21天)水体溶解氧浓度持续降低(较对照组降低了53.92%), 但在21d后又逐渐恢复至对照组水平; 其水体氮、磷浓度在实验中末期亦显著提高, 分解过程总氮、总磷浓度分别较对照组上升了36.65%和177.80%, 水体氮、磷变化曲线较干龙须菜组平缓且迟滞。鲜龙须菜凋落分解过程中的营养盐释放率低于干龙须菜, 沉积物对鲜龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有促进作用, 但对干龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有一定程度的减缓作用。龙须菜失重率、分解速率及营养盐释放率均呈现如下规律: 干龙须菜+海水组>干龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水组。依据上述结果, 建议在龙须菜规模栽培和收获过程中应及时打捞脱落或衰老藻体, 尤其对已收获的大型海藻应妥善处理, 避免大型海藻腐烂而导致水体污染。     

委内瑞拉产地龙须菜藻红蛋白基因的克隆及其系统学研究

本文报道了红藻 Gracilaria lemaneiformis委内瑞拉株的藻红蛋白基因的部分序列 ,将所得序列与其它红藻 - Rhodella violacea,Polysiphonia boldii,Griffithsia monolis,Porphyra tenera,Porphyra yezoensis及青岛产龙须菜的相应序列对齐后 ,进行了系统学研究。结果显示 ,同一属的藻红蛋白 α和 β亚基之间的间隔序列 ,从长度到核苷酸序列均非常相似 ,而同一科不同属或同一目的科间的该序列有很大的不同 ;两不同产地龙须菜的 PE基因在 β亚基上的转换多于颠换 ,说明 β亚基比 α亚基保守 ;委内瑞拉来源龙须菜与青岛产地龙须菜可能不属于同一物种 ,应为同属不同种关系 ;由藻红蛋白基因所得的系统树包括 3个与建立在形态标准上的遗传位置一致的分支 ;藻红蛋白基因序列可用于种间及更高地位的分子系统研究。     

氮素营养对龙须菜生长及色素组成的影响

在不同氮浓度及不同化合态氮条件下,探讨了龙须菜藻体的色素组成变化特性.结果为：不同化合态氮对龙须菜生长速率的影响差异不大,对藻体中藻红素含量的影响却差异显著;不同浓度氮（N）对龙须菜生长率的影响与所添加的氮浓度成正比,试验前期藻红素含量变化也是如此,但藻体中色素含量积累到一定浓度时就不再增加;另从藻红素与叶绿素a含量比值看,藻红素的增加主要是作为龙须菜体内氮贮存物质存在的.