壇紫菜新品系純系主要經(jīng)濟(jì)性狀的研究及DNA序列分析.pdf

1、本文對壇紫菜品系間雜交和選育獲得的四個(gè)品系[優(yōu)質(zhì)新品系(Q-1)、速長新品系(Z-17)、耐高溫新品系(Z-26)以及薄葉新品系(Z-61)]進(jìn)行研究。利用植物細(xì)胞的全能性，通過酶解葉狀體、單克隆培養(yǎng)、無性繁殖系培育以及大量篩選，分別獲得各品系F1、F2、F3、F4代葉狀體，針對各品系的特點(diǎn)，分別進(jìn)行培育、篩選以及經(jīng)濟(jì)性狀的研究，保持各品系的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀穩(wěn)定遺傳，從而獲得性狀比較穩(wěn)定、品系性狀特點(diǎn)比較突出的壇紫菜純系，為進(jìn)一步推廣生產(chǎn)，

2、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，對各實(shí)驗(yàn)品系的ITS-5.8S rDNA、rbcS-ISR rDNA進(jìn)行了PCR擴(kuò)增、克隆及測序，對測序結(jié)果進(jìn)行了多序列比對分析并比較兩種實(shí)驗(yàn)方法所得結(jié)果的異同性，揭示了各實(shí)驗(yàn)品系的分子背景差異；此外，通過和GenBank數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)公布的其它紫菜rDNA序列的比較，為分析壇紫菜的系統(tǒng)進(jìn)化及種質(zhì)鑒定探索一條新途徑。主要結(jié)果如下：
　　 1.純系的建立：用海螺酶酶解挑選出的具有優(yōu)良性狀的壇

3、紫菜葉狀體制備游離的營養(yǎng)細(xì)胞，在顯微鏡下觀察到部分細(xì)胞有2種發(fā)育形成絲狀體的途徑：單細(xì)胞直接形成絲狀體；單細(xì)胞先形成細(xì)胞團(tuán)，細(xì)胞團(tuán)再發(fā)育形成絲狀體。利用單細(xì)胞發(fā)育成絲狀體的途徑，將培育出的絲狀體進(jìn)行促熟、促放后可形成小葉片(F2)；在獲得的大量葉片中進(jìn)行選育，對于突出經(jīng)濟(jì)性狀穩(wěn)定的葉片進(jìn)行酶解，隨后通過單克隆獲得絲狀體，即可獲得F3、F4葉狀體，通過不斷的選育及經(jīng)濟(jì)性狀的比較即獲得經(jīng)濟(jì)性狀可穩(wěn)定遺傳的純系。
　　 2.優(yōu)質(zhì)型壇紫

4、菜(Q-1)的經(jīng)濟(jì)性狀：不同子代葉狀體平均日增長量及平均日增重率顯著的高于對照組。F4葉狀體的藻膽蛋白及葉綠素a的含量最高，分別達(dá)到(120.06±1.84)mg/g、(10.39±0.08)mg/g，藻膽蛋白及葉綠素a的含量在4個(gè)子代之間成正相關(guān)變化：粗蛋白含量最高可達(dá)(44.47±0.53)g/100g，比對照組高35.6%；總氨基酸總量為38.53g/100g，顯著的高出對照組33.5%；四種主要的呈味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、丙

5、氨酸及甘氨酸)總量為2.44g/100g，為對照組的1.40倍。以上主要經(jīng)濟(jì)性狀特別是優(yōu)質(zhì)的突出性狀可以較穩(wěn)定的遺傳。
　　 3.速長型壇紫菜(Z-17)的經(jīng)濟(jì)性狀：4個(gè)子代葉狀體全部為雌體、不易成熟且具有良好的生長特性。初始長度為3-4cm的(Z-17)4個(gè)子代葉狀體，經(jīng)過16-20d培養(yǎng)，平均日增長量分別可達(dá)對照組的5-6倍；經(jīng)過1-5d培養(yǎng)，平均日增重率分別是對照組的2倍左右，具有顯著的生長優(yōu)勢。F4葉狀體的藻膽蛋白含量是

6、(123.35±3.69)mg/g，為對照的1.81倍；葉綠素a的含量為(8.87±0.16)mg/g，比對照組高34.4%；粗蛋白含量為(40.44±0.27)g/100g，比對照組高23.3%；總氨基酸總量為31.39g/100g，丙氨酸的含量為1.09g/100g，為對照組的2.22倍。以上主要經(jīng)濟(jì)性狀特別是速長的突出性狀可以較穩(wěn)定的遺傳。
　　 4.耐高溫型壇紫菜(Z-26)的經(jīng)濟(jì)性狀：不同子代葉狀體在正常培養(yǎng)條件下較對

7、照組有較強(qiáng)的生長優(yōu)勢。F4葉狀體在30℃下培養(yǎng)8d時(shí)，部分藻體出現(xiàn)了較多的針尖狀白點(diǎn)；而對照組葉狀體在29℃、30℃下培養(yǎng)的第2d開始成熟，第3d開始腐爛，第5d幾乎完全腐爛以至無法測量。這說明(Z-26)品系是比較耐高溫的，對高溫有較強(qiáng)的忍受力。F4葉狀體的藻膽蛋白含量是(145.64±1.71)mg/g，為對照的2.14倍；葉綠素a的含量為(10.51±0.89)mg/g，比對照組高59.2%；粗蛋白含量為(36.94±0.06)g

8、/100g。丙氨酸、谷氨酸含量的總和約占游離氨基酸總量的70%左右，為對照組的1.8倍左右。以上主要經(jīng)濟(jì)性狀特別是耐高溫的突出性狀可以較穩(wěn)定的遺傳。
　　 5.薄葉型壇紫菜(Z-61)的經(jīng)濟(jì)性狀：不同子代葉狀體在正常培養(yǎng)條件下較對照組有較強(qiáng)的生長優(yōu)勢。4個(gè)不同子代中，F(xiàn)4第一次剪收時(shí)藻體厚度為22.97μm，為對照組的56%，膠質(zhì)膜較薄。隨著剪收次數(shù)的增加，培養(yǎng)時(shí)間的延長，藻體細(xì)胞逐漸老化，使得藻體變厚。第二次剪收時(shí)藻體厚度為3

9、1.72μm，為對照組的70%，膠質(zhì)膜的厚度是第一次剪收時(shí)的2.21倍。F4葉狀體未剪收及第一次剪收后色素蛋白、粗蛋白以及氨基酸均高于對照組。以上主要經(jīng)濟(jì)性狀特別是薄葉的突出性狀可以較穩(wěn)定的遺傳。
　　 6.對實(shí)驗(yàn)品系壇紫菜的ITS-5.8S rDNA區(qū)進(jìn)行的多序列比對分析表明5.8S區(qū)較為保守，可通過序列測定來進(jìn)行物種的分類；而ITS區(qū)的堿基序列變異程度較高，可通過ITS區(qū)的序列變異來進(jìn)行種質(zhì)鑒定，同時(shí)判斷各品系紫菜之間的系統(tǒng)

10、進(jìn)化關(guān)系。這種序列保守區(qū)和高變區(qū)交替出現(xiàn)的方式為紫菜的種質(zhì)鑒定和遺傳進(jìn)化分析提供了很大的方便。同時(shí)，對實(shí)驗(yàn)品系壇紫菜的rbcS-ISR進(jìn)行了克隆與序列分析，實(shí)驗(yàn)品系壇紫菜的基因序列完全相同，沒有堿基差別，將本實(shí)驗(yàn)的1條紫菜序列與Genbank數(shù)據(jù)庫收錄的6條紫菜Rubisco序列一起做系統(tǒng)分析，結(jié)果表明不同種的紫菜分別歸到了各自的類群中。這就說明紫菜rbcS-ISR基因間隔區(qū)序列的同源性較高，在進(jìn)化上比ITS序列更為保守，只可用于種以上