几个紫菜栽培品系分子标记及光合特性研究

【摘要】紫菜(Porphyra)是一种重要的大型经济海藻,其中条斑紫菜为我国北方主要栽培物种,坛紫菜则为我国南方主要栽培物种。随着我国紫菜产业及规模的扩大,现代紫菜栽培产业急需加强遗传育种相应分子生物学的研究和光合生理相关特性的研究,进而为紫菜生物学特征的评价提供新的参考。本研究利用SSR分子标记技术对条斑紫菜8个栽培品系进行分子标记分析,结果显示：从73对引物中筛选出10对有效引物,扩增出101个条带,其中多态性带为23个,不同引物扩增的多态性带为2-4个,平均为1.508个,各位点PIC值在0.1103-0.4432之间,平均为0.2539。8个条斑紫菜样品的SSR位点平均有效等位基因(Ne)为1.508,平均期望杂合度(He)为0.3225,Shannon多样性指数(I)为0.4963。遗传相似指数在0.5518-1.000之间,平均为0.7705；遗传距离在0-0.5945之间,平均为0.2723；聚类结果显示栽培品系与野生种质分为两大类。说明栽培品系与野生种质间存在遗传差异,而栽培品系之间则表现出较近的亲缘关系。采用SRAP分子标记技术对10个紫菜样品进行遗传多样性分析,结果显示：从25对引物组合中筛选出适用于紫菜的12对SRAP引物组合,共扩增出401条带,其中多态性带353条,平均每对引物扩增出33个位点,29个多态性位点,平均多态性比率为88%。10份种质材料遗传距离在0.210-0.628之间,平均为0.4673,等位基因数(Na)为1.9850,平均有效等位基因(Ne)为1.5383,Nei’s遗传多样性(H)为0.3276,Shannon指数(I)为0.4992,聚类分析显示条斑紫菜与坛紫菜明显聚为两大类,条斑紫菜栽培品系与野生种质分别聚类为两类。这说明条斑紫菜与坛紫菜之间具有较远的亲缘关系,栽培品系与野生种质之间存在较高的遗传差异,各栽培品系之间的亲缘关系较近。另外本研究筛选出的特异性的条带可为紫菜种质鉴定提供有效的研究方法。利用色素含量与比值、净光合放氧速率及叶绿素荧光技术相结合的方法对紫菜栽培品系进行光合特性分析比较。结果显示：整个栽培生长期,海区水温先降低后升高,各品系藻体的3月份叶绿素a(Chla)含量显著低于1、2月份采集样品,而藻红蛋白(PE)含量、藻蓝蛋白(PC)含量、别藻蓝蛋白(APC)、PE/Chla、PC/Chla、APC/Chla、实际量子效率(△F/Fm□)和最大相对电子传递速率(rETRmax)则显著高于1、2月份藻体。同一品系PE/PC.PE/APC.PC/APC.最大量子效率(Fv/Fm)、初始斜率(α)、半饱和光强(Ik)、净光合放氧速率值在整个生长期无显著差异。快速光曲线(RLC)结果显示,各品系样品相对电子传递速率(rETR)随着光照强度的提高而逐步上升,随后达到一个相对平稳的阶段。不同条斑紫菜栽培品系在栽培期表现出各自的特征,Y-06D0品的光合色素含量及比值、Fv/Fm、△F/Fm□、净光合放氧速率等均较主产区良种栽培品系Y-CK表现出一定的优势,Y-2011品系在生长前期及环境温度较低的情况下,表现出更高的光能利用能力。说明条斑紫菜栽培品系藻体光合生理特征与其所处生长阶段和环境因子尤其是温度有着紧密的关系,藻体生长发育同光合色素含量与比值、光能利用效率以及光合放氧等发生协同变化,不同条斑紫菜栽培品系在栽培期间表现出各自的特征利用叶绿素荧光技术对坛紫菜雌雄藻体营养细胞及繁殖组织光合能力分析比较。结果显示：坛紫菜雌雄藻体营养细胞、雌性生殖细胞的△F/Fm、rETR、NPQ无显著差异,雄藻体营养细胞、雌性生殖细胞△F/Fm、rETR和qP值显著高于雄性生殖细胞。说明坛紫菜叶状体营养细胞和雌性生殖细胞具有较高的光能利用能力,能够将吸收的光能多数用于电子传递,而雄性生殖细胞对光能的利用能力较低。
【作者】李家富；
【导师】王长海；朱建一；
【作者基本信息】南京农业大学，海洋生物学，2013，硕士
【关键词】条斑紫菜；坛紫菜；SSR；SRAP；叶绿素荧光；光合放氧；

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