坛紫菜色素突变体产生原因的初步研究

以6种不同颜色的坛紫菜(Pyropia haitanensis)品系为研究材料,通过生理指标测定和转录组测试分析,对坛紫菜色素突变体产生的原因进行初步研究。根据色度值将6个品系划分为红黄组和绿组,其中:红黄组包括3个色素突变品系(红色、橘色和紫色)和1个野生品系,绿组包括2个色素突变品系(棕绿色和翠绿色)。进一步研究发现:1)红黄组品系的平均藻红蛋白(PE)含量比绿组高1倍,但两组藻体在藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)含量上没有显著差异。2)红黄组藻体的平均叶绿素(Chl a)含量比绿组低35%,这导致红黄组藻体的PE/Chl a含量比绿组高1.7倍。3)红黄组藻体藻胆蛋白合成关键基因血红素氧化酶(HMOX1)和铁氧还蛋白氧化还原酶(HY2)的表达水平高于绿组。4)两组内不同品系间在色素合成关键基因的表达上具有显著差异。其中,叶绿素和藻胆蛋白合成的关键基因hemA的表达水平上调,促进更多色素的合成;叶绿素合成关键基因Mg-鳌合酶亚基和CHLG表达水平上调,调控藻体合成更多Chl a,使得藻体呈绿色;而HMOX1和HY2明显上调,促进血红素合成胆绿素,最终提高PE含量,使藻体偏红色。以上结果说明,坛紫菜藻胆蛋白和叶绿素合成通路中关键基因的差异表达可能导致藻体PE/Chl a含量比的不同,进而产生不同颜色的突变体。     

坛紫菜耐低盐品系的选育及经济性状的比较

对人工选育的褐绿色、翠绿色、红棕色坛紫菜F1、F2、F3代叶状体在低盐(盐度为15、10)培养条件下的生长和品质进行了研究.结果显示:3种色泽坛紫菜在盐度为15、10的条件下培养20 d,均无成熟、腐烂现象发生,藻体长度增长、鲜重增长和总藻胆蛋白含量均高于野生型坛紫菜(对照组).红棕色F1代叶状体与褐绿色、翠绿色藻体及对照组相比,具有明显的耐低盐能力;通过体细胞克隆和单性生殖获得的红棕色F2、F3代叶状体,在盐度为15、10的条件下,长度增长和鲜重增长较F1代叶状体稳定;红棕色F2代叶状体,在盐度为5的条件下培养20 d,藻体色泽鲜艳,无成熟、腐烂现象发生,生长良好;3～4 cm长的红棕色F3代叶状体,在盐度为5的低盐环境中培养20 d后,平均长度为(46.66±8.68)cm,比对照组长11.89 cm,总藻胆蛋白质量比(干品)达(76.52±3.80)mg*g-1.由此可见,在盐度为10左右生长良好、性状稳定的耐低盐品系,可为坛紫菜向河口区或低盐水域扩大栽培提供有用的种质.     

不同品系地木耳藻胆蛋白含量的比较研究

对6个不同品系地木耳的藻胆蛋白含量进行测定,结果表明：不同产地的地木耳藻胆蛋白含量是存在差异的．采于内蒙古察哈尔右翼前旗的品系不论是藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白,还是总藻胆蛋白含量在6个品系中都是最高的,而采于陕西榆林的品系则相反,各项含量均为最低．     

坛紫菜藻胆蛋白及叶绿素a的测定与分析

研究了不同色泽坛紫菜在不同培养温度条件下含藻胆蛋白及其叶绿素a量的差异,以及样品前处理过程中各因素(研磨、光照、被测定藻体的量等)对测定结果的影响.实验结果表明:1)不同色泽的坛紫菜叶状体在正常培养条件下,含藻胆蛋白和叶绿素a的量各不相同,其中褐红色型藻体的藻胆蛋白和叶绿素a的质量比最高,分别达114.87 mg/g和8.83 mg/g;绿色型藻体的藻胆蛋白的质量比最低(55.39 mg/g);桔红色型藻体的叶绿素a的质量比最低(4.58 mg/g).2)不同温度下培养的坛紫菜,其4种色素的含量存在一定的差异.在本实验条件下,随着培养温度的升高,坛紫菜色素含量也随之增加.3)在影响测定结果的各因素中,对坛紫菜4种色素含量的测定结果影响最大的是研磨,其次为光照.     

坛紫菜耐低氮磷品系选育的研究

在含氮量仅为海区的1/100、含磷量仅为海区的1/15的低氮、磷环境下,对人工选育和建立纯系的坛紫菜褐绿色、红棕色品系3代叶状体(F1、F2、F3)的耐受力情况及生长情况进行研究,发现2个品系的藻体均具有极强的耐低氮、磷能力:1)褐绿色藻体在低氮、磷环境下培养21 d才停止生长,叶片无成熟现象,仅轻微的腐烂和萎缩.3～4 cm长的藻体培养7～9 d时的长度日生长量是对照组的4.73倍,鲜重日增重率是对照组的5.29倍;培养18～21 d时的长度日生长量为(0.86±0.27)cm,鲜重日增重率为(5.32±0.21)%.褐绿色品系F3代的平均长度比对照组长28.7 cm.2)红棕色藻体在相同条件下培养15 d后停止生长,叶片无成熟、腐烂和萎缩,3代叶状体在低氮、磷甚至无氮、磷环境下的耐受力和生长状况均比较稳定且有所提高,遗传性状比较稳定.3～4 cm长的红棕色藻体在低氮、磷环境下培养7～9 d时的长度日生长量是对照组的4 95倍,鲜重日增重率是对照组的3.58倍;培养13～15 d时藻体的长度日生长量为(1.92±0.53)cm,鲜重日增重率为(13.61±0.46)%.F3代的平均长度比对照组长23.16 cm.3)通过选育可以看出褐绿色品系比较耐低氮、磷,该品系可以较好地解决养殖过程中低氮、磷环境对于紫菜养殖所造成的危害,缓解由于养殖密度过大而造成的病害发生和减产、减收现象.     

冷藏和恢复培养温度对坛紫菜存活生长的影响

研究了坛紫菜叶状体阴干后的冷藏温度及冷藏后的恢复培养温度对其存活及生长的影响,同时探讨了不同冷藏时间与叶状体生长、存活的关系.结果表明:在5～-20℃冷藏,随着温度的降低,坛紫菜冷藏后的成活率逐渐升高,在-20℃冷藏30 d,品系1(野生)和品系2(新开发)的成活率均高达100%,在-10℃冷藏时,品系1和品系2的成活率分别为78.1%和100%;冷藏后藻体恢复培养的成活率与温度有关,在17～29℃范围内,温度低于23℃,藻体成活率高达100%,温度高于26℃,藻体成活率逐渐降低;藻体冷藏后在17～29℃培养时的生长差异极显著,在20℃时成活率和生长速度最高,藻体成活率达到100%,品系1和品系2的日长度增长率为8.2%和15.4%,日增重率为17.1%和25.6%.当坛紫菜叶片的含水率为10%～15%时,冷藏10 d与30 d的成活率均高达100%;随着坛紫菜冷藏时间的延长,其冷藏后的成活率逐渐降低.     

不同培养基对雨生红球藻生长和虾青素累积的影响

在适宜和亚适宜条件下，用BBM、HGZ两种培养基对3个不同品系的雨生红球藻培养，通过对生长速率、干重、叶绿素有虾青素累积量测定，比较不同培养基、不同培养条件对红球藻的生长与虾青素累积的影响。结果表明：BBM培养基比HGZ培养基更适合营养生长。3个品系（H17、HPM、HPB）的平均生长速率比HGZ培养基分别高57．2％、28．97％、18．1％，培养10d，叶绿素含量增加201．9％－288．2％、干重增加38．8％－114．3％。在高光强和缺氮条件培养15d后，用HGZ培养基培养的3个红球藻品素细胞的虾青素累积为BBM培养基的2．0－2．5倍。实验结果也表明：细胞生长和虾青素的累积也存在不同品系之间。     

福建省平潭海区坛紫菜品质性状的分析

以福建省平潭县主要栽培的坛紫菜品种和来自平潭县不同海域的野生坛紫菜为材料,测定不同样品主要品质性状等指标;同时对不同样品进行了活体吸收光谱的检测.结果显示:3种性状在不同紫菜样品中存在着显著的差异,而且不同样品之间的活体吸收光谱也存在明显的不同.野生坛紫菜NH蛋白质含量最高,每100g干紫菜中含量可达43.49±1.29g,而未经选育的坛紫菜DXY仅为24.85±2.0g;叶绿素含量最高的为优良品种GL1,最低的为野生坛紫菜JJS.藻胆蛋白含量与总蛋白含量呈正相关,其含量最高的仍为野生坛紫菜NH(4.488g/100g).对于每一个紫菜样品,藻红蛋白含量都大于藻蓝蛋白,藻蓝蛋白含量大于别藻蓝蛋白.     

福建沿海野生坛紫菜主要品质性状分析

比较研究了福建沿海8个野生坛紫菜种群的藻胆蛋白、叶绿素、粗蛋白、氨基酸等主要品质指标,结果表明：1）野生坛紫菜种群WP3的藻体在粗蛋白、总藻胆蛋白及叶绿素的含量上均具有较高优势,而WP6的藻体尽管粗蛋白的含量最低,但总藻胆蛋白及叶绿素的含量却最高.2）8个野生坛紫菜种群含有丰富的人体必需氨基酸,其质量比达到52～85 ...     

条斑紫菜不同品系藻体光合色素及叶绿素荧光参数比较

比较了10个品系的条斑紫菜(Porphyra yezoensis)藻体色素吸收光谱及在不同生长光强下的有效光化学效率(Yield).光谱测定结果显示,不同品系藻体吸收光谱基本一致,但峰值有所差异.试验品系中,杂交重组品系Y-H001的PE、PC和APC含量显著高于对照种质Y-W0401,分别高出41.4%、38.3%和43.2%;绿色突变体Y-gr01的3种藻胆蛋白含量及PE/PC显著低于对照,但Chla含量较Y-W0401高出28.2%;杂交重组品系H-Yy0502的PE/Chla、PC/Chla和APC/CMa显著高于Y-W0401.有效光化学效率测定结果表明,在不同的光强条件下,选育品系Y-J0201和诱变实验品系CM0305的Yield显著高于Y-W0401,而Y-gr01的Yield显著低于对照.本文对条斑紫菜不同品系藻体的光谱特性、色素组成及Yield进行了比较与分析.     

高盐胁迫对坛紫菜(Pyropia haitanensis)叶状体光合作用的影响

坛紫菜(Pyropia haitanensis)具有极强的耐高盐胁迫能力,但其耐盐机理尚不明确。检测了不同高盐（100、110）胁迫处理不同时间（0,4,8,24 h）时坛紫菜Z-61藻体的最大光化学效率（Fv/Fm）和净光合作用,并选取高盐胁迫4 h后的藻体提取RNA,采用第二代高通量测序技术分析正常盐度（对照组,30）与高盐胁迫处理的坛紫菜叶状体转录组数据,探究坛紫菜响应高盐胁迫过程中的光合生理机制。结果发现:盐度100对坛紫菜藻体Fv/Fm无显著影响;而盐度110下,藻体Fv/Fm逐渐下降至0,但转移至对照海水后其仍能恢复到初始水平,可将110称之为“亚致死”（sub-lethal）盐度;当盐度增加至120时,藻体Fv/Fm急剧下降至0,且转移到对照海水中不能恢复,即120是致死的盐度。转录组数据显示,高盐胁迫下的转录本与对照组有很大差异,光合作用相关基因在高盐胁迫下显著上调表达,包括多条碳酸酐酶基因和天线蛋白基因,并且在盐度100胁迫下其上调趋势更为明显。以上结果说明:坛紫菜在耐受盐度100条件下可以通过积极提高光合作用相关基因的表达,维持光合活性,为藻体生长提供物质和能量;而在亚致死盐度110条件下,坛紫菜光合活性逐渐下降,光合基因表达受到抑制,活性氧的产生减少,避免藻体细胞遭受过氧化损伤。这说明坛紫菜可以通过积极响应调节光合系统来应答高盐胁迫。     

光照对坛紫菜生长和无机碳利用的影响

］以坛紫菜Z-61品系为研究材料,分析坛紫菜叶状体和丝状体在三种光强（10,50,500 μmol·m-2·s-1）下的应答。发现:1）坛紫菜叶状体和丝状体的光系统 Ⅱ 最大量子产量及叶绿素a和藻红蛋白的含量都随光强增加而降低,但净光合速率、最大光合速率、胞外碳酸酐酶活性和总碳酸酐酶活性则随光强增加而增加。2）当光强从10 μmol·m-2·s-1增加到500 μmol·m-2·s-1时,坛紫菜叶状体的生长速率约增加77%;丝状体的生长速率先增加后降低,在光强500 μmol·m-2·s-1下达到最低,比在10 μmol·m-2·s-1下显著下降了约90%。3）在三种光强下,坛紫菜叶状体的最大光合速率、光系统 Ⅱ 最大量子产量和生长速率都大幅高于丝状体。这些结果表明:坛紫菜的光系统 Ⅱ、光合作用与生长对光强的应答并不完全一致;叶状体比丝状体更适应高光,这可能是长期进化的结果;光强可以改变坛紫菜对无机碳的吸收。     

水杨酸对温度胁迫下紫御谷幼苗生长及光合特性的影响

以紫御谷为材料,研究了水杨酸对温度胁迫(高温和低温)下紫御谷幼苗生长及光合特性的影响,结果表明:①高温和低温胁迫显著降低了紫御谷幼苗的根冠比、根系活力、总根长和平均根直径,使根系生长受到抑制,而水杨酸处理则提高了其根冠比、根鲜物质量、茎鲜物质量和根系活力;②高温胁迫显著降低了紫御谷叶片的叶绿素a、总叶绿素质量分数和净光合速率,而水杨酸处理显著提高了紫御谷叶片的净光合速率.低温胁迫使紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于常温对照,而水杨酸处理后,叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有所升高.③高温胁迫下,紫御谷幼苗的初始荧光(Fo)、光化学量子效率(Fv/Fm)和光下PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)与常温对照相比差异不显著,而低温胁迫下的Fv/F和ΦPSⅡ则显著低于常温对照,喷施水杨酸后Fv/Fm和ΦPSⅡ均低于低温处理组,且Fv/Fm差异显著,由此推断低温胁迫可能使PSⅡ反应中心受到不可逆的损害.     

坛紫菜色素突变体光合作用效率的比较研究

以野生型和5种不同色泽的坛紫菜色素突变体为研究对象,通过水下饱和脉冲荧光仪（DIVING-PAM）测定了不同色素突变体的光合作用参数,并测定了相应品系坛紫菜叶状体的4种主要光合色素（叶绿素（Chl.a）、藻红蛋白（PE）、藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC））的质量比。结果表明:坛紫菜不同色素突变体的光化学最大量子效率（Fv/Fm）、有效荧光产率（Y(Ⅱ)）、光化学淬灭系数（QP）和非光化学淬灭系数（QN)均表现出不同程度的差异,且没有明显的规律性,其中坛紫菜各品系藻体的Fv/Fm值均介于0.65~0.75之间,而Y(Ⅱ)值则随着光照强度的逐渐增强呈现为快速下降的趋势。光合作用参数和光合色素质量比的相关性分析结果则表明坛紫菜Fv/Fm值与各色素蛋白的质量比没有相关关系,却与w(Chl.a)/w(PC)和w(APC)/w(PC)极显著正相关;而Y(Ⅱ)除与w(Chl.a)/w(PC)和w(APC)/w(PC)极显著正相关外,还与w(PC)、w(APC)和w(Chl.a)极显著负相关。     

极端温度对籼粳稻苗期光合特性及生理生化特性的影响

以籼稻9311和粳稻日本晴为材料,研究了极端温度胁迫下和恢复期材料苗期的光合特性、保护性酶活性及其他生理生化特性的变化．实验结果表明：极端温度胁迫使2个材料叶片的净光合速率急剧降低,但是高温胁迫后9311净光合速率的恢复速度明显高于日本晴,后者在低温处理后恢复较快．极端低温使9311光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv／Fm）降低,而对日本晴影响很小,两者均在处理后1d完全恢复;极端高温处理对于光系统Ⅱ的伤害更为严重,Fv／Fm持续下降直到恢复期第1天,到处理后第4天才恢复到正常状态,与日本晴相比,高温处理使9311的Fv／Fm下降的程度更大,但其恢复也快．极端温度胁迫下叶片叶绿素含量和植株水分含量都下降,丙二醛含量上升,保护性酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性升高;总抗氧化能力受极端温度胁迫而降低,在恢复期升高;低温胁迫时日本晴的SOD和CAT活性、总抗氧化能力高于9311,高温处理下则相反．上述结果表明叶片的光合速率、叶绿素荧光参数、保护性酶活性均可作为水稻耐温度胁迫的筛选指标,但是光合速率宜在恢复期测定,而叶绿素荧光参数在处理时测定较为有效．     

摘花序和打顶对怀牛膝叶绿素荧光特性和品质的影响

以现蕾期怀牛膝为材料,研究了摘除全部花序、打顶等处理对怀牛膝生育性状特征、叶绿素含量、叶绿素荧光特性、根部产量和多糖含量的影响.结果表明,现蕾期摘除全部花序后,怀牛膝植株生长健壮,叶绿素含量升高,Fw/Fo,Fv/Fm和ETR升高.潜在光合性能增强,根部产量和多糖含量升高;打顶后植株生殖生长旺盛,根部增产效果不明显.     

小麦幼苗对盐胁迫和水分胁迫的生理反应对比

以小麦幼苗为实验材料,研究等渗水分胁迫（PEG-6000）和盐胁迫（NaCl）对叶片相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、叶绿素含量和PSII最大光化学量子效率（Fv／Fm）影响。结果表明,两种渗透胁迫下,与对照比较,小麦幼苗相对电导率和MDA含量显著升高,且等渗盐处理后,二者含量普遍高于水分胁迫,说明盐胁迫除对植物产生渗透胁迫外还存在离子毒害作用;两种渗透胁迫下,可溶性糖和游离脯氨酸含量普遍高于对照,等渗盐胁迫下可溶性糖含量普遍高于水分胁迫,而游离脯氨酸含量普遍低于水分胁迫,说明可溶性糖可能是盐胁迫下的一种主要渗透调节物质,而游离脯氨酸可能是水分胁迫下的主要渗透调节物质;两种渗透胁迫下,叶绿素含量和Fv／Fm普遍降低,等渗盐胁迫下叶绿素含量和Fv／Fm显著低于水分胁迫,这也可能是离子毒害和细胞脱水的累加作用所致。     

用于坛紫菜光合效率的DIVING-PAM参数优化研究

采用DIVING-PAM叶绿素荧光测定仪比较了坛紫菜（Porphyra haitanensis)藻体在不同光合有效辐射强度（photosynthetically active radiation,PAR）、暗处理时间和不同测量时间间隔下光合效率值的变化。结果表明,为了在最短的测量时间内获得准确的坛紫菜藻体叶绿素荧光指标测量结果,叶绿素荧光测定仪的最佳参数应设定为:PAR 100 μmol·m-2·s-1,最佳测量时间间隔30 s,最适暗处理时间15min。同时发现坛紫菜藻体光合效率的日变化在每天的10:30~18:30时间段内最为稳定,可以作为测量叶绿素荧光指标的最适时间段。