菊花江蓠（Gracilaria lichevoides）对环境因子的适应性及其营养体低温保种技术初步研究

论文摘要

菊花江蓠（Gracilaria lichevoides）原产于台湾,为亚热带性海藻,其适宜生长的海水温度为10℃～36℃,最适生长水温为20℃～25℃。菊花江蓠由于生长较快,适应性强,是目前国内外报道的江蓠种类中最耐高温的大型经济海藻,它逐渐成为用于春、夏、秋季海洋和海水养殖池塘环境修复的理想工具。本文在实验室条件下研究了不同温度、光照强度和盐度环境条件对菊花江蓠生长和生理的影响,进一步研究了不同外源添加剂水杨酸（SA）和稀土氯化铈（CeCl3）对菊花江蓠营养体抗寒能力的影响,同时对菊花江蓠营养体的切段组织进行了再生条件的优化试验。实验结果表明:不同温度、盐度和光照强度环境条件下,江蓠的形态、生长及光合作用参数均有显著差异。在常温（25℃）下,江蓠藻体藻枝肥厚多汁,藻体颜色为红褐色,其特定生长率（SGR）和光合色素含量高;而在低温（10℃）下,江蓠生长缓慢,藻体的叶绿素含量和藻胆蛋白含量较低,藻体分支末端发白变细,藻体颜色变浅,分支部分变黄,随着培养时间的延长,藻体出现严重褪色现象,藻体大部分变为铜绿色,藻体变轻,藻枝收缩变软。在温度25℃、光照强度80μmol·m﹣2·s﹣1和25盐度下,江蓠生长状况最佳,其SGR、叶绿素a（chla）、叶绿素b（chlb）、藻红素（PE）、藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量最高,PSⅡ的最大光能转化效率（Fv / Fm）,PSⅡ的潜在活性（Fv / Fo）,PSⅡ的实际光能转化效率（ΦPSⅡ）,光合电子传递效率（ETR）,光化学淬灭（qP）等叶绿素荧光参数高于其他光照和盐度处理组。低温不适宜江蓠的生长,低温会使江蓠的生长和光合作用受到抑制,且随着低温胁迫程度的加强,江蓠会停止生长甚至出现死亡;低光照强度不能满足江蓠生长和光合作用过程,高光照强度反而会抑制江蓠的光合作用（叶绿素荧光参数低于常温下水平）;江蓠可以耐受一定的高盐度（35盐度）,但在低盐度（15盐度）下江蓠的生长受影响,叶绿素荧光参数受盐度胁迫影响不大。添加适宜浓度的外源添加剂可以提高江蓠的抗低温胁迫能力。添加0.5 mmol·L-1的SA和10 mg·L-1 CeCl3可以明显降低（实验组）江蓠的丙二醛（MDA）积累量、电解质渗透率;其脯氨酸（pro）含量、SGR、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性均明显高于未处理组。在低温（6℃-8℃）条件下,0.5 mmol·L-1的SA和10mg·L-1CeCl3处理组与未处理组相比存活时间明显延长,SGR未出现负增长。不同培养条件对菊花江蓠切段再生影响的研究表明,藻体中部和顶端部位的切段再生小芽数明显多于基部切段的再生小芽数,5～8 mm的切段与2～4 mm的切段相比,前者的再生新芽数和平均芽长均比后者多和长;江蓠切段组织在不同光照强度和盐度条件下的培养效果差异显著,温度25℃、光照强度40μmol·m﹣2·s﹣1、盐度为30条件下江蓠切段的再生能力最好,培养基中添加0.5mg·L-1α-萘乙酸（NAA）或2 mg·L-1 6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）植物生长调节剂能促进菊花江蓠切段新芽的产生和生长。以上研究为探明菊花江蓠对温度、光照强度和盐度等适宜环境条件的需求提供了有价值的参数,也为采用外源添加剂或切段再生建立无性繁育系技术对菊花江蓠营养体进行越冬保种进行了有益的探索,具有一定的理论研究价值和实际应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 文献综述
• 1 低温冷害及其影响
• 1.1 低温冷害
• 1.2 低温冷害对植物的影响
• 2 外源添加剂诱导提高植物抗冷性的理论基础
• 2.1 SA 在植物抗逆境方面的研究进展
• 2.2 稀土在植物抗逆境方面的研究进展
• 3 红藻种质保存的方法
• 3.1 海藻的无性繁殖系与组织培养
• 3.2 海藻组织培养技术国内外研究进展
• 4 课题提出的依据与研究的意义
• 试验一 菊花江蓠对环境因子适应性的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源与预培养
• 1.2 实验设计与方法
• 1.3 测定指标及其方法
• 2 结果与分析
• 2.1 常温与低温处理对江蓠外观形态的影响
• 2.2 常温和低温下不同光照强度和盐度处理对江蓠生长率的影响
• 2.3 常温与低温下不同光照强度与盐度处理对江蓠叶绿素含量的影响
• 2.4 常温与低温下不同光照强度与盐度处理对江蓠藻胆蛋白含量的影响
• 2.5 常温与低温下不同光照强度与盐度处理对江蓠叶绿素荧光参数的影响
• 3 讨论
• 4 小结
• 试验二 外源添加剂SA 和CeCl3 对江蓠抗低温胁迫能力的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源与预培养
• 1.2 实验设计与方法
• 1.3 测定指标及其方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠生长率的影响
• 2.2 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠细胞膜透性的影响
• 2.3 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠MDA 含量的影响
• 2.4 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠pro 含量的影响
• 2.5 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠SOD、POD 和CAT 酶活性的影响
• 2.6 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠H2O2 含量的影响
• 2.7 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠ASA 含量的影响
• 2.8 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠GSH 含量的影响
• 2.9 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠APX 和GR 酶活性的影响
• 2.10 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠叶绿素含量的影响
• 2.11 不同温度条件下SA 和CeCl3 处理对江蓠藻胆蛋白含量的影响
• 3 讨论
• 4 小结
• 试验三 菊花江蓠组织培养技术的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源与预培养
• 1.2 试验材料的采集
• 1.3 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同切断部位和不同切断长度对江蓠组织培养效果的影响
• 2.2 不同光照强度、盐度对江蓠组织培养效果的影响
• 2.3 不同植物添加剂对江蓠组织培养效果的影响
• 3 讨论
• 4 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢