坛紫菜藻胆蛋白及叶绿素a的测定与分析

研究了不同色泽坛紫菜在不同培养温度条件下含藻胆蛋白及其叶绿素a量的差异,以及样品前处理过程中各因素(研磨、光照、被测定藻体的量等)对测定结果的影响.实验结果表明:1)不同色泽的坛紫菜叶状体在正常培养条件下,含藻胆蛋白和叶绿素a的量各不相同,其中褐红色型藻体的藻胆蛋白和叶绿素a的质量比最高,分别达114.87 mg/g和8.83 mg/g;绿色型藻体的藻胆蛋白的质量比最低(55.39 mg/g);桔红色型藻体的叶绿素a的质量比最低(4.58 mg/g).2)不同温度下培养的坛紫菜,其4种色素的含量存在一定的差异.在本实验条件下,随着培养温度的升高,坛紫菜色素含量也随之增加.3)在影响测定结果的各因素中,对坛紫菜4种色素含量的测定结果影响最大的是研磨,其次为光照.

坛紫菜氨基酸提取工艺影响条件的优化与分析

以坛紫菜(Porphyra haitanensis)为实验材料,采用盐酸水解法和浸提法,以日立L-8900型高速全自动氨基酸分析仪为测定仪器,分别研究了坛紫菜总氨基酸(TAA)和游离氨基酸(FAA)在提取过程中各条件的不同水平对提取结果的影响.实验结果表明:(1)利用正交设计L9(34)对影响TAA提取的4个条件(藻体质量、稀释倍数、干燥温度、空白值)在3个水平上进行优化实验,藻体质量、稀释倍数对测定结果影响显著,干燥温度影响不显著;通过实验筛选出各条件的最佳水平为:藻体质量为0.050 0g,稀释3倍,干燥温度为60℃.(2)利用正交设计L16(45)对影响FAA测定的5个条件(藻体质量、提取液、提取温度、提取时间、空白值)在4个水平上进行优化实验,结果表明藻体质量、提取液、提取温度、提取时间的不同水平对测定结果均有显著影响,其中藻体质量对结果的影响最大;通过实验筛选出各条件的最佳水平为:藻体质量为0.010 0 g,提取液为去离子水,提取温度为60℃,提取时间为4 h.

坛紫菜耐高温品系选育及经济性状的初步研究

将人工杂交选育的坛紫菜新品系Z-26，Z-61，Z-81，Z-17的子3代（F3）与野生型对照组进行遗传性状的比较，旨在筛选耐高温品系。实验结果表明：（1）在高温29℃下培养40 d，人工选育的4个新品系丝状体均能正常生长发育，其中Z-26丝状体生长较快，Z-61在29℃下较易成熟，95%的营养藻丝发育成孢子囊枝，Z-17只有30%形成孢子囊枝；（2）Z-26和Z-61品系的叶状体在30℃下培养10 d，虽然藻体变白，但没有死亡，此时将其移至21℃下恢复培养3-4 d，藻体逐渐恢复为原有的色泽；（3）Z-81和Z-17的叶状体在29℃下培养7-10 d，虽然藻体发白但尚未死亡，移至21℃下培养基本可恢复正常，但在30℃下培养10 d，藻体腐烂不可恢复；（4）野生型对照组不耐高温，藻体在27℃下培养5 d就腐烂死亡，人工选育的4个品系耐受高温的幅度比野生型对照组高1-3℃；（5）4个品系叶状体在26-28℃温度下培养10 d后，其主要的藻胆蛋白和叶绿素a的含量与21℃培养下的含量差异不显著，说明短时间的高温培养并不影响其品质。

坛紫菜薄叶新品系选育及经济性状的比较

对坛紫菜人工杂交和选育的Z-26、Z-61和Z-81品系的F2、F3代的经济性状进行比较,旨在选育优良的薄叶新品系。实验结果表明,(1)Z-61新品系藻体薄,厚度约为26～32μm,培养期间经两次剪收,厚度增长不明显,日平均增厚0.32～0.35μm/d;Z-81藻体厚度为36～40μm,比Z-61厚38～50%,剪收后厚度增长明显,日平均增厚0.60～0.70μm/d,经两次剪收后藻体厚度可达52μm;Z-26新品系厚度为30～42μm,剪收后厚度日增长介于Z-61和Z-81新品系之间,为0.37～0.55μm/d;(2)Z-61的F3代在低氮、磷培育液培养8d,藻体虽然发黄但未死亡,移至含有氮、磷的正常培养液中培养2～3d,色泽和生长均可恢复正常;Z-81F3代和Z-26F3代在低氮、磷下生长较Z-61F3代慢,恢复时间需要3～5d;(3)Z-61F2代第1次剪收时的藻胆蛋白含量较Z-26、Z-81品系高30.2%～34.4%,叶绿素a含量比Z-81高13.8%～44.7%。以上研究结果可为选育薄叶型坛紫菜,提高坛紫菜的质量和经济效益奠定基础。

坛紫菜种质材料DNA指纹图谱的构建

采用20对简单重复序列(SSR)引物对福建省坛紫菜种质资源库中保存的44个坛紫菜种质材料进行了遗传分析,共检测到了81个多态性位点,每对引物检测到的等位基因介于2～6个之间,平均为4.05个,引物的PIC值介于0.15～0.79之间,平均为0.57。然后根据3对引物(Phes08,Phes03和PC13)扩增出的16个多态性位点构建了44个坛紫菜种质材料的指纹图谱库,使得每一种质材料均具有其特异的DNA指纹图谱。并根据指纹图谱中各扩增位点条带的有无,将指纹图谱转化成了计算机可以识别的数码指纹,开发了相应的数码指纹识别软件,为坛紫菜种质的自动化鉴定及坛紫菜种质资源库的信息化管理奠定了基础。

福建沿海野生坛紫菜主要品质性状分析

比较研究了福建沿海8个野生坛紫菜种群的藻胆蛋白、叶绿素、粗蛋白、氨基酸等主要品质指标,结果表明:1)野生坛紫菜种群WP3的藻体在粗蛋白、总藻胆蛋白及叶绿素的含量上均具有较高优势,而WP6的藻体尽管粗蛋白的含量最低,但总藻胆蛋白及叶绿素的含量却最高.2)8个野生坛紫菜种群含有丰富的人体必需氨基酸,其质量比达到52～85 mg/g;且氨基酸组成比例均衡,8种必需氨基酸占氨基酸总量的28.3%～32.4%,正好与联合国粮食与农业组织(FAO)制定的人类必需氨基酸的理想模式(26.2%)相近.3)各野生坛紫菜种群含有丰富的起呈味作用的游离氨基酸,游离氨基酸含量最高的WP3种群(1.879 mg/g)比含量最低的WP5种群(1.325 mg/g)高41.8%;种群WP7所含的游离氨基酸种类最多,达15种.

坛紫菜耐低氮磷品系选育的研究

在含氮量仅为海区的1／100、含磷量仅为海区的1／15的低氮、磷环境下，对人工选育和建立纯系的坛紫菜褐绿色、红棕色品系3代叶状体（F1、F2、F3）的耐受力情况及生长情况进行研究，发现2个品系的藻体均具有极强的耐低氮、磷能力：1）褐绿色藻体在低氮、磷环境下培养21d才停止生长，叶片无成熟现象，仅轻微的腐烂和萎缩．3～4cm长的藻体培养7～9d时的长度日生长量是对照组的4．73倍，鲜重日增重率是对照组的5．29倍；培养18～21d时的长度日生长量为（0．86±0．27）cm，鲜重日增重率为（5．32±0．21）％．褐绿色品系F3代的平均长度比对照组长28．7cm．2）红棕色藻体在相同条件下培养15d后停止生长，叶片无成熟、腐烂和萎缩，3代叶状体在低氮、磷甚至无氮、磷环境下的耐受力和生长状况均比较稳定且有所提高，遗传性状比较稳定．3～4cm长的红棕色藻体在低氮、磷环境下培养7～9d时的长度日生长量是对照组的4．95倍，鲜重日增重率是对照组的3．58倍；培养13～15d时藻体的长度日生长量为（1．92±0．53）cm，鲜重日增重率为（13．61±0．46）％．F3代的平均长度比对照组长23．16cm．3）通过选育可以看出褐绿色品系比较耐低氮、磷，该品系可以较好地解决养殖过程中低氮、磷环境对于紫菜养殖所造成的危害，缓解由于养殖密度过大而造成的病害发生和减产、减收现象．

坛紫菜耐低盐品系的选育及经济性状的比较

对人工选育的褐绿色、翠绿色、红棕色坛紫菜F1、F2、F3代叶状体在低盐（盐度为15、10）培养条件下的生长和品质进行了研究．结果显示：3种色泽坛紫菜在盐度为15、10的条件下培养20d，均无成熟、腐烂现象发生，藻体长度增长、鲜重增长和总藻胆蛋白含量均高于野生型坛紫菜（对照组）．红棕色F。代叶状体与褐绿色、翠绿色藻体及对照组相比，具有明显的耐低盐能力；通过体细胞克隆和单性生殖获得的红棕色F2、F3代叶状体，在盐度为15、10的条件下，长度增长和鲜重增长较F1代叶状体稳定；红棕色R代叶状体，在盐度为5的条件下培养20d，藻体色泽鲜艳，无成熟、腐烂现象发生，生长良好；3～4cm长的红棕色F1代叶状体，在盐度为5的低盐环境中培养20d后，平均长度为（46．66±8．68）cm，比对照组长11．89cm，总藻胆蛋白质量比（干品）达（76．52±3．80）mg·g^-1．由此可见，在盐度为10左右生长良好、性状稳定的耐低盐品系，可为坛紫菜向河口区或低盐水域扩大栽培提供有用的种质．

坛紫菜诱变育种的初步研究

近十几年来，坛紫菜品种退化、产量降低、质量下降，本实验通过诱变处理，筛选和培育优质高产的坛紫菜新品系。坛紫菜野生丝状体经一定剂量^60Co-γ射线辐照后，子代叶状体发生了变异，经大量培养后筛选出紫色突变体（3号工）和经济性状优良的个体（7号Ⅰ和7号Ⅱ），通过体细胞酶解和单克隆技术快速获得诱变选育纯系，并对其主要经济性状进行了研究。其主要特征：①7号Ⅰ：叶片宽[（2．99±0．61）cm]、生长快（30cm以上的藻体长度平均日增长量可达6．51cm，比对照组快55．3％）、耐高温（29℃正常生长，比对照组高2℃以上）、总藻胆蛋白含量高（104．86mg·g^-1干品，比对照组高39．0％）；②7号Ⅱ：藻体窄、生长快（30cm以上的藻体长度平均日增长量可达4．26cm，比对照组快58．7％）、叶片薄（藻体中部厚度仅为22．5～27．5μm，比对照组薄29．6％）、总藻胆蛋白含量高达104．24mg·g^-1干品，比对照组高39．4％）；③3号工：藻体紫色，叶片薄，藻体中部厚25．0～32．5μm；④7号Ⅰ和7号Ⅱ在生产上应用，产量分别达309．6kg·666．6m^-2和291．5kg·666．6m^-2，比对照组高37％和29％。

坛紫菜杂交品系优势的初步评价

通过坛紫菜诱变选育品系和野生选育品系间杂交,筛选出了4个经济性状优良的杂交品系(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ);杂交品系的子代表现出较大的杂交优势,既具有亲本优势,又具有超亲优势;品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的3～5cm幼苗经过10d培育,平均日增重量的超标优势分别达12.35%、139.78%、107.57%和173.52%;杂种优势指数达99.83%、213.07%、184.44%和243.05%;品系Ⅱ耐高温能力较强,在29℃水温中可正常生存10d以上;品系Ⅲ在4个杂交品系中生长最快,培育20d时藻体的平均长度是父本的1.29倍,总藻胆蛋白含量最高,达(103.83±0.49)mg/g干品;品系Ⅳ和Ⅴ藻体宽而薄,不易腐烂和老化,其中品系Ⅳ叶绿素含量高达(9.79±0.48)mg/g干品,比母本高46.21;从杂交品系的性状稳定性来看,品系Ⅱ的F2和F3叶状体长度生长相对稳定,品系Ⅲ的F3叶状体经过选育后,生长性能比F2叶状体更加突出。和F2叶状体相比,品系Ⅳ的F3各项指标表现出较大的稳定性。本研究为坛紫菜杂交育种的应用积累了有用资料。

坛紫菜优质新品系(Q-1)主要经济性状的研究

对杂交选育的坛紫菜优质品系(Q-1)和人工养殖的坛紫菜(对照组)进行叶状体生长、藻体厚度、4种色素含量、粗蛋白、氨基酸含量的测定以及丝状体的生长发育等实验。结果表明,(1)(Q-1)F2、F3叶状体生长迅速,不易成熟;3～4cm的F3叶状体经过10～15d的培养,平均日增长量高达(8.33±1.01)cm,分别为父、母本的1.4和2.7倍;(2)F3叶状体在第1次剪收时藻体厚度为(21.0±1.5)μm,仅为对照组厚度的52%,第2次剪收时为(25.6±1.9)μm,为对照组的56%;F2剪收1次后藻体的长度、宽度和鲜重平均日增长量分别为对照组的2.1、2.4和2.2倍;(3)F2叶状体的总藻胆蛋白含量为(109.52±0.94)mg/g,为对照组的1.6倍;粗蛋白的含量高达(41.71±.11)g/100g,比对照组高27%;F3叶状体第1次剪收时叶绿素a的含量高达(7.66±0.19)mg/g,比对照组高13%;(4)F3叶状体第1次剪收时呈味氨基酸中鲜味氨基酸与甜味氨基酸的总量为2.49g/100g,为对照组的1.8倍;必需氨基酸含量为15.66g/100g,比对照组高13%;(5)(Q-1)和对照组的丝状体在29℃分别培养30～40d时,90%的营养藻丝发育成孢子囊枝。

坛紫菜不同色素突变体的初步研究

初步探讨了坛紫菜Porphyra haitanensis褐色、褐绿色、翠绿色、红棕色、棕褐色、桔红色和紫色7种色素突变体的子一代叶状体形态特征、生长及4种主要色素含量的变化。3～4cm长的不同色泽幼苗经20d培养后的结果显示:(1)各色素突变体从长度、宽度、鲜重量和细胞厚度方面较野生坛紫菜均具有显著优势;在培养时间内,各色素突变体的长度日增长量均显著高于野生型坛紫菜;褐绿色、棕褐色和红棕色突变体在鲜重日增重率上表现出明显的优势,在第11～15天所有色素突变体的平均日增重率均高于野生型;(2)红棕色、棕褐色和紫色突变体的总藻胆蛋白含量明显高于野生型。紫色突变体的藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量均为最高,其中藻红蛋白、别藻蓝蛋白含量为野生型的3倍。叶绿素含量均无明显变化。本研究结果为有效利用坛紫菜的不同色素突变体进行种质改良奠定了良好基础。

褐绿色型与野生色型坛紫菜杂交产生嵌合体及其选育

以野生型坛紫菜为父本,人工选育的褐绿色型坛紫菜为母本进行杂交实验,获得大量的单色体和嵌合体,在其子一代中随机抽取1 147株藻体进行统计分析,并对生长性状好的藻体进行选育培养,结果显示:1)嵌合体色泽:主要为野生色+褐绿色、野生色+褐绿色+野生色、褐绿色+野生色+褐绿色;2)嵌合体的比例:单一色型藻体占14.5%,2种色泽相嵌的嵌合体占73.9%,3种色泽的嵌合体占10.6%,4种色泽的嵌合体占1.1%;3)嵌合方式:点状、线型、"V"字型、"W"字型和小叶片型等;4)通过营养细胞酶解和单性生殖所获得的单色藻体c,经培养后F1和F2代遗传性状比较稳定,有望筛选成为新的品系.

坛紫菜新品系(Z-17)F_2、F_3的经济性状的研究

以人工杂交选育的坛紫菜新品系（Z-17）的F2、F3和对照组（YSX-3）的叶状体及丝状体为材料，进行高温、低氮磷实验，测定藻体的生长、4种色素含量及不同剪收次数后藻体厚度的变化等经济性状．结果表明：（1）在高温29℃下，F2和F3叶状体耐高温时间长，腐烂程度轻，其平均增长率分别为11．70％、11．55％；30℃时藻体开始腐烂；（2）在低氮磷条件下，F2适应性较强，F3次之．F2培养到第15d颜色褪为浅黄色，移至含氮磷的培养液中培养3d后部分藻体颜色恢复，细胞正常；F3在培养到第12d颜色褪为黄绿色，移至正常培养液3d可恢复正常；（3）新品系F2和F3剪收2次后，藻体厚度增长不明显，实际厚度为26～31μm；（4）4种色素蛋白含量中，F2总藻胆蛋白含量最高为89．12mg／g，叶绿素含量高达6．29mg／g；（5）F2与F3的吸收光谱值相近；（6）在25、27、29℃培养温度下，对照组的丝状体生长发育较好，但新品系丝状体成熟晚，较耐高温．