条斑紫菜耐高温品系的筛选与特性分析

论文摘要

条斑紫菜是世界上人工栽培经济价值最高的海藻之一,其年产值约18亿美元,也是我国重要的养殖品种之一。条斑紫菜是冷温性海藻,秋末成熟时放出壳孢子,壳孢子萌发长成叶状体,叶状体生长的适宜温度为18-20℃,温度上升会加快成体生长,导致提前衰老,而且易发生病烂。近年来由于温室效应引起的全球气候变暖给全世界的农业、渔业造成了严重的影响,紫菜养殖业也未能幸免。壳孢子采苗期间及采苗后1个月左右的海水温度回升现象连续多年发生,严重干扰了紫菜的正常生长、发育,导致烂苗掉苗现象,使紫菜产量大幅下降。在22、23、24和25℃下培养条斑紫菜野生品系（WT）的壳孢子,以测试其耐高温性,结果显示,壳孢子的存活率和假根发生率从23℃开始出现明显下降,与常温组相比,分别下降了21.3%和22.3%,温度越高,两者值越低;壳孢子苗的畸形率从22℃开始明显升高,与常温组相比,上升了31.3%,温度越高,畸形率越高。WT品系的耐高温差,筛选耐高温优良品系至关重要。本文利用60Co-γ射线（1100 gy）两次诱变WT品系叶状体,恢复培养4周后,叶状体表面出现大量颜色变异细胞团,（1）将诱变后的叶状体置于30℃下高温培养2周,待苗体大部分细胞死亡后恢复至常温采集单胞苗,获得生长较快的叶状体若干棵;（2）直接将恢复培养的叶状体酶解,分离出生长较快的再生叶状体若干棵。将获得的所有品系在24℃下进行耐高温筛选,初步获得了耐高温性良好的品系。将野生品系WT、YZ-4品系和3个待筛选品系（TM-18、HT、TM-32）的再生叶状体圆盘分别置于22、24、25℃下进行耐高温能力的初步筛选,结果显示,TM-32品系的再生叶状体圆盘在高温下的生长情况差,其余4个品系的耐高温性顺序依次为:TM-18>HT>YZ-4>WT。在此基础上,进一步对它们的体细胞进行耐高温测试。24℃下培养2周,WT品系体细胞的存活率和分裂率分别为39.3%和100%,YZ-4品系分别为62.1%和98.5%,TM-18品系分别为71.9%和100%,HT品系分别为61.4%和100%;25℃下培养2周,WT品系体细胞的存活率和分裂率分别为8.8 %和100 %,YZ-4品系分别为49.2 %和99.1 %,TM-18品系分别为65.4 %和100 %,HT品系分别为54.6%和95%。按存活率高低,4个品系的耐高温顺序依次为:TM-18>HT>YZ-4>WT。以WT、YZ-4品系做对照组,测验TM-18、HT品系的壳孢子及壳孢子苗的耐高温性,结果显示,22℃组WT、YZ-4、TM-18、HT品系的壳孢子存活率分别为85.9%、88.1%、90.8%和89.9%,分裂率都达到100%,差异不显著;24℃组4个品系的存活率分别为20.6%、63.1%、77.1%和66.5%,分裂率均可以达到100%,3个优良品系的存活率显著高于WT品系;25℃组4个品系的存活率分别为16.7%、48.2%、66.1%和49.9%,分裂率分别为94.6%、98.8%、99.5%和100%。结合培养一周的假根发生率及培养两周的苗畸形率,4个品系壳孢子的耐高温性顺序依次为:TM-18>HT>YZ-4>WT。在常温下培养50天的WT、YZ-4、TM-18、HT品系的叶状体再置于18、22、24℃下继续培养30天,WT品系的叶状体平均体长分别增加了5.2、4.3、2.4倍,YZ-4品系的平均体长分别增加了11.0、8.2、5.7倍,TM-18平均体长分别增加了12.4、8.6和6.1倍,HT品系分别增加了10.4、6.5、5.1倍。25℃下培养15天,4个品系叶状体平均体长分别增加了1.4、1.9、2.3、1.9倍。WT品系22℃培养20天（日龄70天）时,提前成熟,24℃培养15天,25℃培养10天生长停滞并开始腐烂;YZ-4品系22℃培养30天不会提前成熟,叶状体略卷曲,24℃培养25天,叶状体表面出现烂洞,25℃培养15天后生长停滞开始腐烂;TM-18品系22℃培养30天头部略发黄,24℃培养25天、25℃培养15天都不会腐烂;HT品系22℃培养30天苗体发黄、24℃培养30天不会腐烂、25℃培养15天头部出现少量烂洞。4个品系壳孢子耐高温性顺序依次为:TM-18>HT>YZ-4>WT。在常温下培养50天的WT、YZ-4、TM-18、HT品系的叶状体再置于18、22、24、25℃下继续培养15天测定活体吸收光谱、叶绿素a及藻红蛋白、藻蓝蛋白的含量。与常温组相同,4个品系活体吸收光谱在350-750nm之间都存在5个明显吸收高峰,而且各峰所处的波长也与常温下基本相同,但是吸收值随着温度的上升呈上升的趋势,其中WT、YZ-4品系吸收值随着温度的提高上升显著,且在藻红蛋白吸收峰处出现2-3个杂峰,TM-18、HT吸收峰值上升平缓,HT品系25℃不会出现杂峰。上述研究结果表明,选育出的TM-18、HT品系的壳孢子和叶状体,具有生长快、颜色好、耐高温性强的特点,是比YZ-4耐高温性更强的品系。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 第一章 条斑紫菜野生品系的温度耐受性测试
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 实验材料
• 1.1.2 条斑紫菜野生品系壳孢子的温度耐受性测试
• 1.2 结果
• 1.2.1 条斑紫菜野生品系壳孢子在不同温度下的成活与分裂情况
• 1.2.2 条斑紫菜野生品系壳孢子在不同温度下分裂速率的比较
• 1.3 讨论
• 1.3.1 条斑紫菜野生品系壳孢子的温度耐受性测试
• 1.3.1.1 条斑紫菜野生品系壳孢子在不同温度下的存活和分裂情况
• 1.3.1.2 条斑紫菜野生品系的壳孢子在不同温度下的分裂速率
• 本章小结
• 第二章 条斑紫菜耐高温优良品系的筛选
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 人工诱变及叶状体圆盘的高温筛选
• 2.1.3 野生品系和耐高温品系再生叶状体圆盘的耐高温性测试
• 2.1.4 野生品系和耐高温品系体细胞的耐高温性测试
• 2.2 结果
• 2.2.1 叶状体圆盘的高温筛选
• 2.2.2 野生品系和耐高温品系再生叶状体圆盘的耐高温性测试
• 2.2.3 野生品系和耐高温品系体细胞的耐高温性测试
• 2.3 讨论
• 2.3.1 叶状体圆盘的高温筛选实验
• 2.3.2 野生品系和耐高温品系再生叶状体圆盘的耐高温性研究
• 2.3.3 条斑紫菜各品系体细胞高温下的存活率和分裂率
• 本章小结
• 第三章 耐高温优良品系的壳孢子和F1代叶状体耐高温性测试及特性分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 耐高温优良品系壳孢子的高温耐受性测试
• 3.1.3 WT 和耐高温优良品系F1 代叶状体的高温耐受性测试
• 3.1.4 WT 和耐高温优良品系叶状体特性的分析
• 3.1.4.1 叶状体厚度的测定
• 3.1.4.2 叶状体活体吸收光谱及光合色素、色素蛋白含量的测定
• 3.2 结果
• 3.2.1 耐高温优良品系的壳孢子高温耐受性测试
• 3.2.2 耐高温优良品系的壳孢子在不同温度下分裂速率的比较
• 3.2.3 耐高温优良品系的叶状体的高温耐受性测试
• 3.2.4 WT 品系和耐高温优良品系的叶状体特性分析
• 3.2.4.1 耐高温品系叶状体的活体吸收光谱变化
• 3.2.4.2 WT 品系和耐高温品系F1 代叶状体主要光合色素和色素蛋白的含量变化
• 3.2.4.3 野生品系（WT）与耐高温品系F1 代叶状体厚度的比较
• 3.3 讨论
• 3.3.1 耐高温优良品系壳孢子在各温度下的存活率与分裂率
• 3.3.2 耐高温优良品系壳孢子在各温度下的细胞分裂情况
• 3.3.3 耐高温优良品系的叶状体的温度耐受性实验
• 3.3.4 各品系叶状体的特性分析
• 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢