世界希斯藻属Sheathia地理分布与环境因子的关系

文章以全球116组希斯藻属Sheathia样本数据为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析、逐步回归分析、主成分分析和线性判别分析多种统计分析方法,分析了不同种类地理分布与纬度、经度、海拔高度、水温、流速和pH六种环境因子之间的差异性及相互关系。根据单因素方差分析和线性判别分析结果可知,Sheathia arcuata、S.boryana、S.confusa、S.dispersa、S.longipedicellata和Remainder的地理分布和生长环境有显著性差异。由相关分析、逐步回归分析和主成分分析结果可知,海拔高度、水温、流速和pH是影响希斯藻属Sheathia地理分布的重要环境因子。文章从种水平上分析了影响希斯藻属Sheathia地理分布的重要环境因子,为丰富淡水红藻的地理分布数据,进一步保护生境特殊的淡水红藻类群提供更多的科学依据。

不同品系杜氏藻的多相特征研究

杜氏藻(Dunaliella)是一类独特的嗜盐单细胞真核微藻,为对该藻不同地理来源各品系间的特征进行总结及分类鉴定,挖掘特色品系,研究搜集国内外20株不同品系的杜氏藻,利用PCR扩增内部转录间隔区(ITS)和细胞色素C氧化酶(cox2-3)基因,生物信息学软件构建系统发育树对其进行分子鉴定;形态学方法对其显微结构进行观察,利用生理生化研究方法对杜氏藻盐胁迫下的4个代表性指标(最大光合效率、中性脂含量、β-胡萝卜素含量和3-磷酸甘油磷酸酶活性)进行了测定。结果表明,20株供试藻均属杜氏藻属,ITS和cox2-3的系统发育结果相似,均聚为两大簇,各品系间亲缘关系较为接近;成熟期的D13细胞最大,D14细胞最小并呈长颈形,颜色以绿色或黄绿色为主,鞭毛和眼点各异;D6和D10生长周期短,D18耐盐性最强;D7最大光合效率最高,D6和D18中性脂干重最高,D11的β-胡萝卜含量最高,D7的3-磷酸甘油磷酸酶活性最强。研究结果可为国内外杜氏藻资源的分类鉴定、特色资源的保护、开发与利用奠定基础。

中国熊野藻属植物系统发育分析——基于叶绿体UPA序列

以中国产的6种熊野藻属（Kumanoa）和串珠藻属（Batrachospermum）植物为材料,测定其UPA序列,并在GenBank中下载相关基因序列,通过贝叶斯法、最大似然法和邻接法构建系统发育树,分析其系统发育。结果显示,UPA序列核苷酸变异位点占序列长度的43.1%,其中简约信息位点占序列长度的31.1%,种间差异度为0-1.81%,属间差异度大于4.19%,可以作为分子标记用于系统发育分析。中国产熊野藻属的两个种和来自世界范围内的多数该属种类聚为一大支,支持该属的建立。基于UPA序列的地理起源分析显示,两属的祖先分布区节点主要在北美洲和大洋洲,然后向其它地区扩散,熊野藻属向外扩散后,在南美洲分布较为集中。

基于叶绿体psaA和psbA基因的中国熊野藻属植物系统发育分析

以中国产熊野藻属Kumanoa的两个种,绞扭熊野藻K.intorta(=绞扭串珠藻Batrachospermum intortum),弯形熊野藻K.curvata(=弯形串珠藻B.curvatum)和其他6种淡水红藻为实验材料,对其psa A和psb A基因进行扩增和测序,并与Gen Bank中相近序列进行比对分析,以贝叶斯法、最大似然法和邻接法分别构建了单基因和联合基因系统发育树。结果表明,3种方法构建的系统树具有相似的拓扑结构,反映的系统发育关系基本一致,熊野藻属中的两个种聚为一支,与串珠藻属相分离,支持该属的建立;中国产的熊野藻属分子学研究结果与来自南美洲及澳洲的该属植物结果一致,说明该属的建立具有广泛的地理适用性。系统发育树聚类结果也明确反映了熊野藻属与串珠藻属较近的亲缘关系,根据果胞枝形态特点,推测熊野藻属进化地位晚于串珠藻属植物,而早于顶丝藻目和红索藻目。此外,胶串珠藻与其他串珠藻组植物分离,支持将其单独分组,红索藻目植物与串珠藻目植物分离,支持红索藻目的建立。同时也表明psa A和psb A基因用于淡水红藻分析,能够较好地反映其系统发育关系。

中国淡水胭脂藻属植物形态及分子系统发育分析

以云南省玉溪市和河南省焦作市新采集的2株淡水胭脂藻标本为材料,对其进行形态特征观察和分子系统发育分析,联合我国已报道的其他胭脂藻序列信息,构建该属植物可靠的系统发育关系。根据其现代地理分布模式,对胭脂藻属进行了祖先地理起源重建。基于rbcL、psbA和UPA序列,利用贝叶斯法、最大似然法和邻接法构建的系统发育树高度一致,研究中的标本与鸡公山胭脂藻H.jigongshanensis聚合为一个独立分支,并得到了很高的支持率,根据分子生物学证据,将其鉴定为鸡公山胭脂藻。通过研究中所采集2株鸡公山胭脂藻的形态特征比较,发现传统的形态分类特征包括藻体高度和细胞直径,在不同的环境条件下是可变的,不适合作为胭脂藻属植物种类鉴定的依据。对于胭脂藻属这一形态结构较为简单的类群,必须借助分子生物学证据和系统发育分析手段对其进行种类鉴定和系统发育分析。分子系统发育分析结果表明,中国特有种鸡公山胭脂藻H.jigongshanensis形成单系类群,其与日本胭脂藻H.japananense亲缘关系较近,所有淡水胭脂藻种类形成一个独立的聚类群,与海洋种类遗传差异较大。祖先地理重建的分析结果表明,淡水胭脂藻的祖先起源地位于北美洲,然后逐渐向东加勒比海区域、拉丁美洲和欧亚大陆扩散,形成现代地理分布模式。胭脂藻属独特的种类地理分布特点,可能与其较为古老的起源时间和漫长的进化历史相关,同时淡水胭脂藻在北美洲区域起源时间较早,进化历史漫长,遗传多样性大,这与该地理区域分布的种类H.angolensis为多系类群是相一致的。

壳聚糖/绿球藻多糖复合膜的制备及性能研究

为了研发保鲜效果好的复合活性包装膜,将不同剂量的绿球藻多糖与壳聚糖复合制成可食活性膜,并测定了其物理性能(厚度、密度、溶解度、溶胀度、透明度、水蒸气透过率)和机械性能(抗拉强度、断裂伸长率),并对其结构进行了表征(红外光谱分析、X射线衍射分析、电子显微镜和原子力显微镜扫描),也考察了其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)自由基的清除活性。结果表明,添加5～10 g/L的绿球藻多糖可增加壳聚糖复合膜厚度、密度、溶解度、溶胀度和DPPH自由基清除率,并减少水蒸气透过率,当绿球藻多糖为5 g/L时,透明度、抗拉强度和断裂伸长率均无显著差异。可见,绿球藻多糖作为天然活性物质能够很好地溶入壳聚糖膜中,形成紧密结构,制备成包装膜,提高复合膜的阻湿性能及抗氧化性,有利于其保鲜性能的提升。

绿球藻多糖分离纯化及抗氧化活性研究

天然多糖具有良好的生物活性和功能,而微藻具有生长速度快、适应性强、在人工培养下能够大量繁殖、占地面积小、生产成本低等特性。为深入挖掘更多的微藻多糖资源,采用传统热水浸提方法对绿球藻(Chlorococcum sp.GD)多糖进行分离,并采用DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-150柱层析对所获得的粗多糖进行纯化,并研究其抗氧化活性。结果表明:1)粗多糖提取率为6.07%,通过分级纯化,得到4个组分CPP-Ⅰ、CPP-Ⅱ、CPP-Ⅲ和CPP-Ⅳ,且纯度较高;2)绿球藻纯化多糖对DPPH自由基和羟基自由基具有明显的清除效果,清除率分别超过90%和70%,且纯化组分CPP-Ⅳ的效果优于粗多糖;3)绿球藻纯化多糖对超氧阴离子和ABTS+自由基也具有一定的清除效果,清除率分别超过50%和27%,且还原力为0.404。研究结果虽然低于VC的清除率,但仍然表明绿球藻多糖纯化后具有较好的抗氧化活性,并且清除率随多糖的浓度增大而增加。

串珠藻目植物rbcL基因的适应性进化分析

淡水红藻是藻类植物进化中的一个重要类群,其中最主要的类群是串珠藻目。核酮糖1,5二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种既负责碳同化又引发光呼吸,在植物光合作用中起重要作用的酶,其催化固定CO_2的活性中心位于Rubisco大亚基,由叶绿体rbcL基因编码。为了探究串珠藻目植物适应特殊生存环境的分子水平机制,本文选取了串珠藻目及一些相近类群淡水红藻的rbcL基因39条,利用PAML4.8软件,运行位点模型、分支模型及分支-位点模型,对选取类群的rbcL基因进行了适应性进化分析。结果表明:(1)通过最大似然法构建的系统发育树显示,所有内类群聚集为6个分支,其中,分支A为暗紫红毛菜,分支B为胶串珠藻,分支C为扁圆串珠藻,后验概率同样为100%,分支D为熊野藻属,分支E为连珠藻属,分支F为弧形西斯藻;(2)分支-位点模型中,在3个分支中分别鉴定出350S、277L和280L为正选择位点;(3)在构建出的Rubisco大亚基的参考三维模型中,277L和280L位于Rubisco大亚基羧基末端保守的8个α螺旋和8个β片层构成的α/β桶状结构域中第7个α螺旋和第7个β片层之间的loop结构上,350S位于羧基末端邻近α/β桶状结构域的一个α螺旋上。研究结果一方面显示了基于ω比值检验基因适应性进化的准确性和有效性,另一方面也揭示了串珠藻目植物rbcL基因确实发生了适应性进化,对串珠藻目适应特殊生存环境产生了有益的作用。

弯枝藻属rbcL基因的适应性进化分析

为探讨淡水红藻的叶绿体基因及其适应性进化特征,选取弯枝藻属(Compsopogon)及相近外类群的rbc L基因共17条,利用PAML 4.9软件,对弯枝藻属rbc L基因编码蛋白进行生物信息学分析,并分别采用分支模型、位点模型以及分支-位点模型对基因的选择位点进行检测。结果表明,弯枝藻属rbc L基因编码蛋白的二级结构主要由α螺旋和β折叠构成,结构稳定。采用最大似然法构建的系统发育树表明,内类群为单一物种,分为3个小分支,具有一定地理分布规律。在3种进化模型中均未检测到统计上显著的正选择位点,表明绝大多数位点处于负选择压力下。因此,弯枝藻属rbc L基因未发生适应性进化。

苯酚对红蓼种子萌发的影响

以红蓼种子作为试验材料,采取浸种、水培法,研究红蓼种子在不同质量浓度苯酚溶液中的萌发情况。结果表明,苯酚质量浓度为5 mg/L时,发芽率达到44%,明显高于对照组(P<0.05);在苯酚质量浓度为0~160 mg/L的范围内,种子发芽势、种子霉烂率及平均发芽天数与对照组相比无明显差异,质量浓度为5 mg/L处理组的发芽指数优于对照组;电导率法测定种子活力表明,试验组的种子均在不同程度上遭受了苯酚的毒害损伤,但综合结果得出,当水体中苯酚质量浓度较低(5 mg/L)时,其对红蓼种子萌发有明显的促进作用,且在苯酚质量浓度低于160 mg/L的范围内,红蓼种子均可正常萌发,未表现出显著的抑制作用。说明红蓼是一种较好的耐苯酚污染植物,其可作为一种良好的植物修复材料应用于水体中苯酚的处理。

中国串珠藻科植物地理分布及与环境因子的关系

研究以中国串珠藻科Batrachospermaceae的串珠藻属Batrachospermum、熊野藻属Kumanoa和西斯藻属Sheathia植物样本的经纬度和一些重要环境因子数据为研究材料,采用方差分析、相关分析、主成分分析和线性判别分析的方法,分析这些环境因子对3个属的地理分布影响及3个属地理分布和生长环境的差异性。根据方差分析和线性判别分析结果可知,串珠藻属、熊野藻属和西斯藻属的地理分布和生长环境具有明显差异性。相关分析和主成分分析结果显示,海拔高度、平均相对湿度、平均风速、最大可持续风速和大气压强是影响串珠藻属、熊野藻属和西斯藻属地理分布的重要环境因素。研究结果可为丰富我国淡水红藻生态地理分布和地理起源研究提供重要科学依据。

基于生物信息学的条斑紫菜microRNAs及其靶标预测

目前,作为模式红藻的条斑紫菜面临着日益严峻的生存危机。非编码RNA介导的基因后转录水平调控对于条斑紫菜资源的保护与开发具有十分重要的意义。研究利用BLASTn结合Mireap软件,共预测到5条新的条斑紫菜miRNAs;利用Target Finder工具预测到5条与紫菜生长发育及代谢相关的靶标基因,另预测到59条未知功能的靶标位点。Clustal W结合WebLoGO的分析结果显示了条斑紫菜miRNAs在植物间保守性;Clustal W结合MEGA的miR164家族系统进化结果显示,pre-miR64s与物种进化不同步,且具有进化的随机性与序列的多态性。研究结果丰富了条斑紫菜miRNAs及其靶标信息,可为条斑紫菜后转录水平的分子选育及其功能的开发与利用奠定基础。

微藻饵料饲料添加剂研究进展

微藻作为光合自养生物,自身可合成多种营养成分,这些成分作为动物饵料或饲料添加剂可提高动物的生长能力和免疫能力.文章介绍了常见的微藻饵料添加剂种类,并对微藻作为饵料添加剂的功能和应用进行了概述,为微藻的资源利用提供借鉴与参考.

一株淡水红藻的形态及分子系统发育研究

以采自山西晋祠泉的一株淡水红藻JC1712001为实验材料,对其进行分子系统发育分析和形态特征鉴定,同时利用分子数据对其进行生物地理学研究.结果显示,该株淡水红藻JC1712001与美国、西班牙地区报道的马赫拉熊野藻(Kumanoa mahlacensis Kumano)遗传距离最近,基于rbc L、COI和UPA序列的遗传距离均为0.基于3个序列,利用贝叶斯法、最大似然法和邻接法3种方法构建的系统发育树具有高度一致的系统发育关系,JC1712001均与西班牙及美国地区已报道的马赫拉熊野藻聚为一支,支持率都在97%以上,支持其为马赫拉熊野藻,同时也表明3个基因的高度保守性.形态特征的观察也支持这个结果.马赫拉熊野藻在欧洲、亚洲、北美洲均有分布,RASP软件构建的地理起源图谱显示,欧洲类群地理起源更为古老.马赫拉熊野藻为稀有种,本文的研究结果丰富了我国淡水红藻的分布,为其系统发育和地理起源研究提供了依据.

基于叶绿体16S rRNA的绿色裸藻类系统发育及性状进化研究

该研究基于叶绿体16S rRNA基因序列,构建绿色裸藻类的系统发育树,并对绿色裸藻类植物8个形态性状进行祖先重建分析,以明确绿色裸藻类植物的系统演化关系,为研究该类植物的起源提供理论依据。结果表明:(1)贝叶斯法构建的绿色裸藻类系统发育树显示,双鞭藻属与拟双鞭藻属互为姐妹群,扁裸藻属、鳞孔藻属和盘裸藻属亲缘关系较近,而囊裸藻属和陀螺藻属亲缘关系较近,裸藻属、隐裸藻属、柄裸藻属和旋形藻属亲缘关系较近,表明裸藻属不是一个单系类群。(2)基于形态性状的祖先重建结果显示,绿色裸藻类相对原始的7个性状包括:表质柔软易变形,出现螺旋形线纹,细胞后端渐尖或尖尾刺状,无囊壳,叶绿体为片状、盾状或大盘状,具无鞘蛋白核,副淀粉粒为小颗粒状且数量不定,而鞭毛长度不能推断可能的祖先状态。(3)综合8种性状祖先重建结果发现,裸藻属和眼裸藻属植物具有所有原始性状,可能是最先出现的绿色裸藻类的祖先。

熊野藻属Kumanoa系统分类研究进展

熊野藻属(Kumanoa)是淡水红藻中基于rbcL和SSU基因序列建立的一个属,并进一步得到了cox1和UPA序列结果的支持,隶属于串珠藻目(Batrachospermales)。本文综述了熊野藻属系统分类及我国该属植物研究的研究进展,对其主要形态特征进行了界定。该属植物与串珠藻属植物形态结构相似,但果孢子体通常半球形,位于轮节中央,受精丝长度有限,果胞枝弯曲、扭曲或螺旋状,其细胞形状明显区别于营养细胞。分子数据显示其单独聚为一支,明显区别于串珠藻属的类群。中国淡水熊野藻属已记录的种类有10种。利用分子生物学手段对我国淡水熊野藻属进行深入系统的、多特征的分类研究是今后该属植物的主要研究方向。

裸藻多糖碱提工艺优化及其体外抗氧化活性研究

以NaOH浓度、提取时间、提取温度对裸藻多糖(Paramylon)得率影响的单因素实验为基础,进行Box-behnken中心组合实验来优化碱提裸藻多糖的提取工艺,并在体外测定裸藻多糖对1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl Free Radical,DPPH)、羟自由基(·OH)的清除能力以及总还原力的大小。结果表明,碱提裸藻多糖的最佳提取条件为NaOH浓度0.6 mol/L、提取时间3h、提取温度50℃,在此条件下多糖的实际提取率为42.35%,与预测值相近。裸藻多糖清除DPPH自由基、·OH的半抑制质量浓度(IC50)分别为0.3、0.1 mg/mL,具有较好的体外抗氧化能力。

弯枝藻目Compsopogonales系统分类研究进展

弯枝藻目Compsopogonales是淡水红藻中一个比较重要的类群,主要特征是:藻体分枝丝状,有匍匐和直立丝体的分化,幼体单列细胞,成熟时单列轴细胞外有皮层细胞包被,一般以单孢子繁殖。本文综述了弯枝藻目系统分类、繁殖方式及我国该目植物区系分类的研究进展。目前,该目已报道过的分类单位有2科,4属,30多个种,但其系统分类方面仍存疑甚多。中国迄今已报道的该目植物只有6种。根据目前发展趋势,利用分子生物学手段对我国该目植物进行深入系统的、多特征的分类研究是今后的主要方向。