龙须菜细胞周期检查点相关基因的分离鉴定及在不同品系四分孢子体中的表达分析

为了探究细胞周期检查点的调控对龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)四分孢子体发育的影响,本研究中对龙须菜细胞周期检查点部分基因进行分离鉴定及基因表达分析。从不同品系不同发育阶段的数字表达谱数据中,筛选得到与细胞周期检查点通路相关的差异表达基因ATR、ATM、RAD17和RAD9。通过基因克隆、序列比对和结构域预测,确认了其存在于龙须菜中,对4个基因上游2000 bp进行启动子预测发现,4个基因均含有与光照和植物激素相关的启动子元件;通过荧光定量PCR检测4个基因在良种981、WLP-1品系和野生型龙须菜的四分孢子体发育Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期的表达水平变化趋势发现,在WLP-1品系的Ⅰ期,4个基因表达呈现上升趋势;在该品系Ⅱ期,ATR、ATM和RAD9表达呈上升趋势,WLP-1在四分孢子体发育的Ⅰ期,细胞周期检查点相关基因表达相对活跃,表明此时其DNA复制和细胞分裂旺盛,这可能是WLP-1品系高育的原因。良种981在Ⅰ期ATR、ATM和RAD17相对表达量与野生型相比无显著变化,而RAD9有显著降低的趋势。进入Ⅱ和Ⅲ期后,与野生型相比,ATR、ATM和RAD17的相对表达量呈现显著上升的趋势,结合对其形成四分孢子性状的观察,推测在良种981四分孢子体放散的Ⅱ期,DNA损伤可能没有完全修复,因而最终导致低育。

氮限制条件下链状亚历山大藻H3K4me3的调控机制解析

为探索链状亚历山大藻(Alexandrium pacificam)在低氮条件下的适应性反应机制,本研究采用结合位点分析法(ChIP-seq)比较了链状亚历山大藻氮限制和氮正常条件下组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化(H3K4me3)修饰情况及调控机制,GO分析结果表明H3K4me3修饰在低氮条件下调控了跨膜转运蛋白活性,表明在低氮条件下链状亚历山大藻增强了转运体活性来获取外界营养物质。通过KEGG分析发现还富集了植物病原菌相互作用途径和谷胱甘肽代谢途径,表明链状亚历山大藻在低氮条件下,病原菌防御和抗氧化应激对其生存至关重要。此外还发现在低氮条件下H3K4me3调控了泛素介导的蛋白质降解和自噬途径来缓解氮的耗竭而响应氮胁迫。

龙须菜藻红蛋白亚基基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

用PCR扩增方法得到真核红藻 龙须菜藻红蛋白亚基基因序列 ,与其它 6种已知红藻相应序列比较 ,显示了很高的保守性。在 7株藻中 β亚基比α亚基保守 ,α亚基倾向于小区域保守 ,而 β亚基倾向于大片段的保守。该蛋白必需氨基酸的含量较高。藻红蛋白亚基基因在大肠杆菌中达到了较高的表达量 ,诱导 4小时 ,特异表达产物占菌体可溶性蛋白的 4 4 % ,表达产物呈溶解状态 。

委内瑞拉产地龙须菜藻红蛋白基因的克隆及其系统学研究

本文报道了红藻 Gracilaria lemaneiformis委内瑞拉株的藻红蛋白基因的部分序列 ,将所得序列与其它红藻 - Rhodella violacea,Polysiphonia boldii,Griffithsia monolis,Porphyra tenera,Porphyra yezoensis及青岛产龙须菜的相应序列对齐后 ,进行了系统学研究。结果显示 ,同一属的藻红蛋白 α和 β亚基之间的间隔序列 ,从长度到核苷酸序列均非常相似 ,而同一科不同属或同一目的科间的该序列有很大的不同 ;两不同产地龙须菜的 PE基因在 β亚基上的转换多于颠换 ,说明 β亚基比 α亚基保守 ;委内瑞拉来源龙须菜与青岛产地龙须菜可能不属于同一物种 ,应为同属不同种关系 ;由藻红蛋白基因所得的系统树包括 3个与建立在形态标准上的遗传位置一致的分支 ;藻红蛋白基因序列可用于种间及更高地位的分子系统研究。

龙须菜栽培与遗传育种

龙须菜是一种重要的产琼胶海洋红藻,富含多种活性成分。从1950年代即开始栽培,目前龙须菜/江蓠在中国大型栽培海藻中产量占第二位,2018年产量超过30万t干品,栽培面积达到90 km^2。目前通过全国水产原种和良种审定委员会审定的栽培龙须菜品种有龙须菜“981”、“2007”和“鲁龙1号”三个。龙须菜栽培不仅具有较大的经济效益,也具有较好生态价值。本文介绍了龙须菜人工栽培的技术进步历史、产业分布与发展、对生态环境保护的作用、新品种特性与应用,梳理了龙须菜琼胶合成途径研究和诱变育种技术进展,并对龙须菜栽培产业面临的挑战与未来发展进行了展望。

藻红蛋白基因部分序列的克隆和顺序分析

报道了真核红藻—龙须菜的藻红蛋白亚基基因的部分序列，位于β亚基的近碳端、α亚基的近氮端，包括β亚基部分３０９个核苷酸，α亚基部分１６２个核苷酸，还有间隔部分５５个核苷酸，可编码β近碳端的１０２个氨基酸和α近氮端的５４个氨基酸，并与目前已知的相应序列做了比较。该序列与已知红藻ＰＥ亚基基因相应部分的相似性为７７．９％到８１．１％。对应的氨基酸序列的相似性为７９．５％到８６．５％，蛋白质序列的保守性高于核苷酸序列。

Comparison of Phycobiliproteins from Gracilaria lemaneiformis (Rhodophyceae) and Its Pigment Mutants in Spectral and Molecular Respects

Comparative studies of absorption spectra of phycobiliproteins of Gracilaria lemaneiformis Greville and its pigmental mutants were conducted in this study. The results showed that the absorption spectra of phycoerythrins ( PE) from different material changed significantly, while those of phycocyanins (PC) and allophycocyanins (APC) were basically similar. In order to disclose the essence of die difference, partial sequences of die subunit genes of PE of Qingdao strain of G. lemaneiformis (qd) and its pigmental mutants were determined. The amino acid sequences were deduced and used to explain spectral shifts of PE from the pigmental mutants. The amino acid sequences of PE resembled each other, and several residues changed among qd and its pigmental mutants. Residue substitutions were found in a region consisting of amino acids which determined are secondary structure and subunits interactions, thus might influence the confirmation and interaction of subunits, and further caused spectral deviation.

地高辛标记探针用于人白细胞基因定位

用地高辛标记探针在人染色体上进行了基因定位。使用了酶显色和荧光显色,两者得到了相同的定位结果,特异区阳性率分别为11.6％和19.8％’荧光显色特异性较高,说明基因定位效果受显示系统效率的影响,地高辛标记探针用于基因定位有比放射性探针、生物素探针更多的优越性。又讨论了几个影响效果的因素,提出以SDC代替甲酰胺洗涤;紫外照射于杂交前R显带方法能取得较好的基因定位效果。

江蓠属海藻龙须菜的基础研究与大规模栽培

江蓠属的龙须菜是1种重要的产琼胶海藻。从2000年在广东汕头南澳岛栽培成功以来,迅速在福建、浙江、山东和辽宁沿海得到发展,成为继海带、紫菜和裙带菜之后又一个新兴的海藻栽培产业群。本文综述了龙须菜遗传学研究成果及龙须菜栽培产业建立和发展的关键因素,包括龙须菜南移栽培,981龙须菜良种培育的技术要点。

氮源和N/P对眼点拟微球藻的生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响

报道了NaNO3,NH4Cl和NH4NO3 3种氮源及N/P对海洋微藻眼点拟微球藻(Nannochloropsisoculata)的生长、总脂含量和脂肪酸组成的影响。结果表明 ,N/P从10增加到90 ,对细胞生长的影响不大 ,总脂含量最终都稳定在干重的20 %左右。16∶0、16∶1n 9和20∶5n 3 (EPA)是脂肪酸的主要组分 ,三者之和占总脂肪酸的70 %～80 %。在培养基N/P>20时 ,20∶5n 3和PUFA占总脂肪酸的比例接近30 %和35 %。在3种氮源中 ,使用NaNO3 可获得更高的生长速率 ,并在相对较低的N/P下 (N/P=54)时获得约30 %的EPA ,故NaNO3 是眼点拟微球藻生长、合成和积累EPA的最佳氮源。将培养基中所有营养盐增加4倍 ,EPA含量可提高到35 % ,说明富含氮、磷的培养基可使细胞始终保持旺盛生长、富含EPA的状态 ,这也是该种微藻大规模培养中高产EPA的关键措施。

几种江蓠属海藻的ISSR标记分析

用ISSR标记对几种江蓠属海藻进行了遗传多样性的研究。所用的7种实验材料包括4株龙须菜(其中3株分别来自中国青岛、委内瑞拉和南非,及1株青岛产龙须菜的高温选育种)和细基江蓠繁枝变型、真江蓠、芋根江蓠。用9条ISSR引物进行筛选,有6条可扩增出清晰可辨条带。这6条引物在7种材料中共扩增出151条带,其中117条(77.48％)表现出多态性。根据Nei等的遗传相似性系数(S)对7种材料进行分析,结果显示青岛产龙须菜与其选育种的相似性最高(S为0.939)。在3株不同产地龙须菜中,青岛龙须菜与南非龙须菜的遗传距离最近(S为0.643),委内瑞拉龙须菜与前两者的S分别为0.167和0.192,因此初步推断委内瑞拉龙须菜不属于龙须菜种。包括龙须菜(产自青岛或南非)在内的4种江蓠间的相似性系数在0～0.143之间。

8种抗生素对塔玛亚历山大藻生长的影响

对一株有毒的塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense (Lebour) Balech)进行了8种抗生素—氯霉素、红霉素、林可霉素、庆大霉素、金霉素、氨苄青霉素、新霉素和链霉素的敏感性实验.结果表明,该藻对抗生素较为敏感.其中的5种:氯霉素、红霉素、林可霉素、庆大霉素和金霉素,对藻8 d比生长速率的EC50分别为2.45μg/cm3,25.2μg/cm3,7.95μg/cm3,285 u/cm3,58.7μg/cm3,可用作该藻基因工程的选择压力,其对应的抗性基因可以作为基因工程阳性选择标记基因,应用于塔玛亚历山大藻的遗传操作研究.新霉素和链霉素对A.tamarense的生长无明显抑制作用,可以用于藻株无菌化培养而应用于甲藻产毒机制和赤潮爆发机理的研究,还应用筛选出的抗生素对藻培养物进行了除菌实验.

龙须菜5．8S rRNA和ITS区的克隆与系统学分析

研究青岛产龙须菜居群内的遗传多样性和系统学分类,通过对龙须菜居群内不同个体的5.8S rRNA-ITS区(包括ITS1-5.8S rRNA-ITS2)进行PCR扩增和序列分析,得到扩增DNA片段长度均为1 066 bp,包含完整的ITS1(250 bp)、5.8S(159 bp)和ITS2(657 bp);利用GenBank数据库对Gracilaria(江蓠属)和Gracilariopsis属共20个物种的rRNA-ITS相应序列进行了比较和系统进化分析。结果表明,龙须菜和江蓠科19个物种中rRNA的5.8S区的长度和序列非常保守,而ITS区的长度和序列则变异较大,20种江蓠科物种的遗传距离在0.013～0.596之间,龙须菜在5.8S rRNA-ITS区特性上相比江蓠属物种与Gracilariopsis属物种更为相似;采用UPGMA法构建了这20种江蓠科物种的系统发育树;分析结果表明青岛产龙须菜的居群内不存在遗传差异,且应属于Gracilariopsis属,并且在江蓠科中较早分化,而龙须菜处于Gracilariopsis属中比较古老的位置。

中国经济海藻养殖技术概况与展望

我国是全球海藻生产和消费大国。当前,我国海藻养殖种类以海带、紫菜、江蓠和裙带菜等为主体,兼有小规模养殖的羊栖菜、鼠尾藻、麒麟菜、石花菜、礁膜、浒苔、长茎葡萄蕨藻等。海藻养殖方式包括浅海养殖、潮间带养殖和陆基养殖。近年来,在全球气候变化、海水污染、海岸工程等多重压力下,海藻养殖环境不佳,养殖病害多发;另外,海洋生态文明建设大背景下的近海水域利用政策变化,对海藻养殖产业及其养殖技术提出了新的要求与挑战。对我国海藻养殖技术进行回顾,总结经验、查找不足,提出新思路、新方法,以期为我国海藻养殖产业可持续发展提供支撑。

节旋藻FACHB341 Rubisco基因部分序列的克隆和分析

以节旋藻FACHB341为材料,对所克隆Rubisco基因进行了核苷酸序列测定和分析,由此推导出相应的氨基酸序列,并与部分其他蓝藻的同源基因进行了同源性分析。结果表明:所克隆DNA片段包含Rubisoo大小亚基基因部分序列及rbcX基因序列,长度为2073 bp,其中rbcL和rbcX基因之间存在两个转录茎环结构;大小亚基酸性氨基酸和碱性氨基酸的比例分别为13.14％和14.51％,疏水氨基酸的比例为42.16％;rbcL核苷酸序列与集胞藻PCC6803、Prochlorothrix hollandica、聚球藻PCC6301、Agmenellum quadruplicatum和鱼腥藻PCC7120同源序列的相似性分别为91.7％、79.9％、74.8％、77.2％和76.1％;rbcS核苷酸序列与鱼腥藻PCC7120同源序列的相似性为67.6％,而与PCC6301和集胞藻PCC7002同源序列的相似性分别为30.1％和63.8％。

建立螺旋藻转基因体系初报

从钝顶螺旋藻单细胞克隆的制备、重组平台的 克隆、同源重组表达质粒的构建、质粒的电激转化和报告基因的表达等方面对螺旋藻转基因 表达系统进行了研究，初步建立起螺旋藻转基因体系。用次氯酸钠溶液处理获得无菌培养系 ；用钠、钙离子混合液处理，获得了可再生的螺旋藻单细胞。用含EDTA的培养基预培养和用 培养基洗涤可分别去除胞外核酸酶活性和抑制胞内核酸酶活性。以氯霉素乙酰转移酶基因替 换大肠杆菌表达质粒pBV220的抗性选择标记，同时插入系列同源重组片段和萤火虫荧光素酶 基因，构建了同源重组表达载体pBVCS01-04L。电激转化螺旋藻S6-4品系单 细胞，获得了具有稳定氯霉素抗性的培养系，并用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳证实了报告基 因的表达。