龍須菜紫外誘變育種及抗逆速生優(yōu)良品系的選育.pdf

1、龍須菜（Gracilariopsis lemaneiformis）是我國重要的產瓊膠紅藻，目前已經成為我國繼海帶和紫菜之后的第三大栽培海藻。野生型龍須菜自然分布在我國的山東半島的潮間帶，其最適的生長溫度是12-23℃。隨著龍須菜養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，其耐高溫性、生長速率及瓊膠含量仍亟待提高，以擴大其栽培地域并延長栽培時間，進一步提高產品產量和質量。因此有必要對其進行遺傳改良，選育出更具應用價值的新品種。
　　本研究首次以龍須菜四分孢子

2、和果孢子做為材料進行紫外線輻射誘變，以耐高溫和生長速率作為主要性狀篩選抗逆速生突變體，就高溫脅迫對突變株與981和野生型藻體的生理和分子特性等方面的影響進行了比較分析。本文旨在探索適于龍須菜的遺傳育種方法，建立一套耐高溫品系的篩選方法，為選育龍須菜的高產抗逆品系，并進一步將其應用于生產打下基礎。
　　誘變育種是龍須菜新品種選育的重要手段之一。本實驗選擇放散剛附著在平皿中的四分孢子（單倍體）和果孢子（二倍體）作為紫外誘變的材料，確定

3、了其紫外誘變條件分別為20W紫外燈，照射距離為30cm，照射時間為45s和48s。建立了龍須菜四分孢子和果孢子的紫外誘變技術方法。實驗中觀察到了單倍體四分孢子和二倍體果孢子的紫外誘變效果的差異，四分孢子紫外誘變后，觀察到細胞出現(xiàn)了色素凝集現(xiàn)象，而誘變后的果孢子沒有；四分孢子紫外誘變后，經高溫脅迫篩選到了6株色素突變體，而在誘變后的果孢子中沒有獲得色素突變體。研究結果顯示，剛放散附著的四分孢子和果孢子均為單個細胞，是紫外誘變的良好材料。<

4、br>　　本實驗成功建立起了一套龍須菜耐高溫藻株的篩選方法。針對龍須菜在不同發(fā)育階段耐高溫性可能會不同，設置了在其不同發(fā)育階段都進行高溫脅迫篩選。配子體的耐高溫篩選分為三個階段，分別在四分孢子發(fā)育到盤狀體期（誘變2周后）、直立體期（誘變6周后）和成熟藻體（海上掛養(yǎng)采回）時，在培養(yǎng)箱中經35℃高溫脅迫72h，經過三個時期篩選后最終存活的藻體，被初步確定為耐高溫配子體。四分孢子體的耐高溫篩選分為兩個階段，在果孢子發(fā)育到5cm長幼苗期（誘變8

5、周后）時，采用41℃水浴高溫脅迫30min，將存活的藻體經海上掛養(yǎng)至成熟藻體時（海上掛養(yǎng)采回），再經過在培養(yǎng)箱中35℃高溫脅迫72h，經過兩個時期篩選最終存活的藻體，被初步確定為耐高溫四分孢子體。
　　通過高溫篩選，初步獲得了具有耐高溫、生長快速等優(yōu)良性狀的雌配子體和四分孢子體突變株各兩株，比較了突變株與981和野生型藻體在高溫脅迫下的生理響應，包括它們在海上和實驗室內的日平均生長速率（SGR），在32℃熱脅迫下藻體內丙二醛（MD

6、A）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、脯氨酸含量和熱激蛋白基因（hsp70）表達等方面的變化，測定了藻體的瓊膠含量。
　　研究結果顯示，兩株雌配子體在實驗室內和海上的日平均生長速率與981差異不顯著，但明顯高于野生型，四分孢子體突變株的日平均生長速率均明顯高于981和野生型，推測四分孢子體可能因為二倍體的原因，具有明顯的生長優(yōu)勢；在熱脅迫后，配子體和四分孢子突變體MDA含量和增加的幅度均明顯低于野生型，SOD活性高于野生型，脯氨

7、酸含量的累積高于野生型，hsp70基因的表達水平也顯著高于野生型，顯示了明顯的抗逆性。這些結果進一步說明了該四株突變藻體比野生型具有更強的生長優(yōu)勢和耐高溫性?；谶@些分析結果將有助于龍須菜耐高溫品系的選育。
　　研究發(fā)現(xiàn)，不同耐熱性的藻體在整個熱脅迫過程中各種生理和分子指標的變化趨勢是一致的。熱脅迫下，藻體的MDA含量一直處于升高的趨勢，由于MDA是膜脂過氧化的產物，說明隨著時間的延長，熱脅迫導致細胞膜受到損害的程度增加。所有的藻

8、株SOD活性在第一天內呈上升趨勢，隨著脅迫時間的延長活性降低。熱脅迫后較短的時間內SOD活性升高，有利于保護細胞免受氧化脅迫的傷害。推測隨著脅迫時間的延長，SOD酶的活性受到抑制，使細胞受損害程度增加，導致脅迫過程中MDA含量的持續(xù)升高。脯氨酸在非酶促抗氧化系統(tǒng)中起著重要的作用，在熱脅迫后脯氨酸含量呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，顯示了在脅迫初期能夠有效地提高藻體的抗逆性。藻體經4h高溫脅迫后，hsp70基因的表達水平顯著增高，說明hsp70基