龍須菜原生質體制備、融合和再生及孢子融合的研究.pdf

1、龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)是一種屬于紅藻門的大型海藻,是重要的經濟海藻,是主要的瓊膠生產原料,它所產的瓊膠被廣泛用于食品、醫(yī)藥和生物工程等領域。至今,對龍須菜基礎生物學的研究已有了很多成果,闡明了遺傳、雜交、品系選育、種群結構等機理；從70年代初開始對龍須菜在生長和瓊膠質量等方面也進行了深入的研究；龍須菜的大規(guī)模養(yǎng)殖逐漸從原來的北方低溫海區(qū)(渤海、黃海)擴展到了南方高溫海區(qū)(東海和南海部分海域)。但是由于

2、目前龍須菜的栽培主要是采用營養(yǎng)繁殖的方式,種質退化仍是面臨的問題,最終會阻礙龍須菜產業(yè)的發(fā)展,因此采用現(xiàn)代生物技術選育生長快、品質優(yōu)、抗高溫的龍須菜新品系仍是一項重要的課題。
　　 植物細胞工程技術是人們較為熟知的現(xiàn)代生物技術,為遺傳育種提供了有效的手段。本研究即采用了三種植物細胞工程技術對龍須菜展開了研究,主要方法和結論如下:
　　 一.原生質體制備與再生技術。龍須菜屬于低等藻類,其藻體結構可簡單分為基部(固著器)、莖

3、部與尖部三部分,沒有真正意義上根、莖、葉的分化,本實驗考慮到龍須菜不同部位生理、生化特性的差異,研究不同部位原生質體制備和再生的差異。原生質體的制備采用酶解法,原生質體的再生培養(yǎng)采用MES液體培養(yǎng)基。實驗結果顯示:龍須菜三個部位的最佳酶解時間、最大產率和原生質體的再生能力是有差異的,莖部的最佳酶解時間最短,產率最高,而尖部的再生率和活力最高,最后只有尖部制備的原生質體再生成植株。本研究對龍須菜原生質體制備和再生差異的研究為龍須菜原生質體

4、的再生提供了重要參考,也為能利用原生質體融合等細胞工程技術進行龍須菜的良種選育提供了基礎性研究資料。
　　 二.龍須菜細胞融合技術。本研究一是通過原生質體融合獲得龍須菜和真江蘺(Gracilaria vermiculophylla)的體細胞雜交物種,二是通過四分孢子融合獲得兩個物種的遠緣雜交物種,這兩種手段都是建立在細胞沒有細胞壁,即沒有融合屏障的前提下進行的。基于孢子融合同樣的原理,本研究還進行了兩個探索實驗,一是將龍須菜的四

5、分孢子(單倍體)與果孢子(二倍體)進行融合,從而獲得三倍體孢子；二是將果孢子自融合,以期獲得四倍體孢子。研究結果顯示:PEG融合液對細胞有很大的毒性作用,原生質體對PEG融合液的耐受性要強于孢子對PEG融合液的耐受性；最后只有龍須菜和真江蘺四分孢子融合后的培養(yǎng)物發(fā)育成幼苗,幼苗的顏色呈淡綠褐色,更接近于真江蘺；幼苗中有個別藻株具有生長速度相對較快,分支相對較多的性狀,但是否為融合體發(fā)育而成的藻株還需后期的染色體計數(shù)實驗來驗證。本研究為獲

6、得龍須菜與其他物種的遠緣雜交產物提供了多種途徑,也為獲得龍須菜多倍體的研究提供了一種新思路,從而為能夠利用細胞融合等細胞工程技術進行龍須菜的良種選育提供了基礎性研究資料。
　　 三.龍須菜染色體制片技術。本研究采用卡寶品紅染色-壓片法進行龍須菜單倍體染色體數(shù)目的觀察與計數(shù)。研究結果顯示:龍須菜的細胞呈現(xiàn)多核現(xiàn)象,并且不同細胞內細胞核的個數(shù)是不同的,觀察范圍內最少的有2個,最多的能達到十幾個；通過染色體計數(shù),發(fā)現(xiàn)單倍體龍須菜的染色