壇紫菜耐低鹽品系的選育與特性分析*

檀應(yīng)華 黃林彬, 嚴(yán)興洪,①

(1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院 上海 201306;2.上海海洋大學(xué)省部共建水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201306)

紫菜是經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的栽培海藻之一,其產(chǎn)品深受中、日、韓等國(guó)人民的喜愛。我國(guó)主要栽培壇紫菜和條斑紫菜,其中壇紫菜是我國(guó)的特有種,屬暖溫性紅藻,被廣泛栽培于浙、閩、粵三省的沿海,其年產(chǎn)量約占全國(guó)紫菜年總產(chǎn)量的75%(馬家海等,1996)。壇紫菜是一種廣鹽性海藻,適合在營(yíng)養(yǎng)鹽豐富的入海河口附近栽培,但是目前人工栽培所用的種質(zhì)基本上為野生種,經(jīng)過(guò)數(shù)十年的連續(xù)使用,未經(jīng)選育,對(duì)低鹽、高溫和病害等逆境的耐受性大大降低(游華,1999;嚴(yán)興洪等,2008b;宋武林,2009;王長(zhǎng)青等,2011)。在栽培期間,尤其是剛下海掛網(wǎng)的殼孢子苗,如果遭遇強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或者河流上游發(fā)生持續(xù)性的強(qiáng)降雨,可使栽培海域表層的海水鹽度急劇下降,造成殼孢子苗生長(zhǎng)變慢或脫苗,影響產(chǎn)量。因此,生產(chǎn)上亟需低鹽耐受性強(qiáng)的優(yōu)良品系來(lái)替代野生品系。人工選育的壇紫菜耐低鹽品種(系)不僅能保證大規(guī)模栽培的順利進(jìn)行,而且還有利于在近河口的低鹽度海區(qū)栽培紫菜,拓寬栽培海域,緩解傳統(tǒng)紫菜栽培海區(qū)密度過(guò)大的壓力。另外,如果能在靠近長(zhǎng)江口等富營(yíng)養(yǎng)化較嚴(yán)重的低鹽度海區(qū)栽培紫菜,對(duì)水域生態(tài)的修復(fù)具有重要價(jià)值。

本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)人工選育已獲得一個(gè)耐低鹽的壇紫菜突變品系(YZ-7),它的體細(xì)胞及再生葉狀體均表現(xiàn)出良好的耐低鹽性能(嚴(yán)興洪等,2008a)。本文旨在通過(guò)對(duì)該品系的后代和葉狀體進(jìn)行耐低鹽性測(cè)試,驗(yàn)證其耐低鹽的性狀是否能穩(wěn)定遺傳,以期選育出可用于大規(guī)模栽培的耐低鹽新品種,促進(jìn)我國(guó)紫菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所用壇紫菜野生品系(WT,PT-001),從采自福建省平潭島巖礁上的一顆自然生長(zhǎng)的葉狀體中分離所得;壇紫菜突變品系(YZ-7)通過(guò)對(duì)WT葉狀體進(jìn)行人工輻射誘變和低鹽脅迫篩選獲得(嚴(yán)興洪等,2005),兩個(gè)品系均以自由絲狀體的形式保存于實(shí)驗(yàn)室內(nèi),保存方法同Kato等(1984)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1WT和YZ-7葉狀體圓盤的耐低鹽性測(cè)試 壇紫菜葉狀體的室內(nèi)培養(yǎng)方法同梁志強(qiáng)(2004)。用打孔器(φ=4mm)分別從WT和YZ-7的葉狀體(日齡均為40d)上各取10個(gè)圓盤體,置于同一個(gè)培養(yǎng)瓶(500mL)中進(jìn)行充氣培養(yǎng)(呂峰等,2010),培養(yǎng)液的鹽度為8,由鹽鹵海水、蒸餾水和 MES培養(yǎng)基配制而成(王素娟等,1986)。培養(yǎng)條件:溫度為 24°C,光量子通量密度為50μmol photons/(m2·s),光周期為 10L︰14D,每隔 5d更換一次培養(yǎng)液,并測(cè)量一次圓盤體的大小。

1.2.2WT和YZ-7殼孢子及葉狀體的耐低鹽性測(cè)試

殼孢子的耐低鹽性測(cè)試:將WT和YZ-7剛放散的殼孢子分別倒入五個(gè)小號(hào)培養(yǎng)皿(φ=6cm)中,正常鹽度(26)下靜置培養(yǎng)24h后統(tǒng)計(jì)每個(gè)培養(yǎng)皿中單個(gè)視野的殼孢子平均數(shù)(30個(gè)視野,10×)(王華芝等,2012),然后將附有殼孢子的培養(yǎng)皿分別換入五種鹽度為 26、15、8、5和3的培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),并將盛有殼孢子的小號(hào)培養(yǎng)皿放入中號(hào)培養(yǎng)皿(φ=9cm),再將兩者一起放入已盛有一定蒸餾水的大號(hào)培養(yǎng)皿(φ=12cm)中,以減少因培養(yǎng)液水分蒸發(fā)而引起的鹽度增加,光量子通量密度為 40μmol photons/(m2·s),其它培養(yǎng)條件同 1.2.1,每隔 3d更換一次培養(yǎng)液,并觀察殼孢子的存活及分裂情況,培養(yǎng) 7d后,統(tǒng)計(jì)殼孢子的假根發(fā)生率。

葉狀體的耐低鹽性測(cè)試:隨機(jī)選取在正常鹽度下(26)培養(yǎng) 35d的WT和YZ-7葉狀體各 50棵(體長(zhǎng)4—7cm),每10棵為一組置于培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),分別在五種不同鹽度(26、15、8、5和 3)培養(yǎng)液中充氣培養(yǎng),每隔5d更換一次培養(yǎng)液,并測(cè)量一次葉狀體的長(zhǎng)度。

1.2.3WT和YZ-7的F1葉狀體的特性分析 葉綠素?zé)晒饣钚缘臏y(cè)定:取正常鹽度(26)下培養(yǎng) 35d的WT和YZ-7葉狀體(每個(gè)品系各25棵),各分成5組,分別在26、15、8、5、3鹽度下再培養(yǎng)5d,培養(yǎng)條件同 1.2.1,采用超便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x Mini-PAM(Walz,Effeltrich,Germany)測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù),包括 PSⅡ最大光量子產(chǎn)量(Fv/Fm)和實(shí)際光量子產(chǎn)量(Yield),測(cè)量時(shí)將光纖探頭垂直置于藻體表面,Fv/Fm和Yield值分別按以下公式計(jì)算求得(姚春燕等,201l):

公式中F0是樣品經(jīng)暗適應(yīng)15min后,提供約0.3μmol photons/(m2·s)的測(cè)量光測(cè)得的最小熒光值;Fm是獲得F0后再提供 0.8s、4000μmol photons/(m2·s)的飽和脈沖后所測(cè)得的最大熒光值;Ft是使用0.3μmol photons/(m2·s)的紅光和 40μmol photons/(m2·s)的活化光后測(cè)得的樣品當(dāng)前穩(wěn)態(tài)熒光值;Fm'是達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)再施加0.8s、4000μmol photons/(m2·s)的飽和脈沖后測(cè)得的樣品最大熒光值(張守仁,1999)。

光合色素及蛋白的測(cè)定:取正常鹽度(26)下培養(yǎng)35d的WT和YZ-7葉狀體(每個(gè)品系各25棵),各分成5組,分別放在不同鹽度26、15、8、5、3下再培養(yǎng)15d,培養(yǎng)條件同 1.2.1,測(cè)定葉狀體的活體吸收光譜和葉綠素a(chla)、藻紅蛋白(phycoerythrin,PE)和藻藍(lán)蛋白(phycocyanin,PC)的含量。葉狀體的活體吸收光譜和chla含量的測(cè)定方法同Aruga等(1984),PE和PC含量的測(cè)定方法同高洪峰(1993)。

2 結(jié)果

2.1 WT和YZ-7葉狀體圓盤體的耐低鹽性測(cè)試

如圖2a所示,在鹽度8條件下培養(yǎng)15d后,WT圓盤體顏色加深,變厚,略有卷曲,長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度之比接近1︰1,生長(zhǎng)基本停滯;YZ-7圓盤體顏色略有加深,由淺紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘导t色,表面略有色澤,無(wú)卷曲,長(zhǎng)軸明顯長(zhǎng)于短軸,生長(zhǎng)較快。另外,YZ-7圓盤體的面積明顯大于WT。據(jù)此初步判定YZ-7葉狀體具有一定的耐低鹽特性。

2.2 WT和YZ-7殼孢子及殼孢子萌發(fā)體的耐低鹽性

殼孢子的存活、分裂及假根萌發(fā)等情況能反映殼孢子和殼孢子萌發(fā)體的低鹽耐受能力。在不同鹽度下培養(yǎng)2周的YZ-7和WT的殼孢子,在26鹽度組存活率無(wú)顯著差異;在15鹽度組,YZ-7的殼孢子存活率和假根發(fā)生率分別比WT提高了34%和35%;在8和5鹽度組,YZ-7的殼孢子存活率、分裂率及假根發(fā)生率分別比WT提高了65%、32%和62%,以及137%、80%和154%;在3鹽度組,YZ-7的殼孢子存活率和分裂率分別比WT提高了458%和171%。具體結(jié)果如表1所示:YZ-7殼孢子在26、15、8、5和3鹽度下培養(yǎng) 2周,其存活率分別為 89.0%、87.0%、75.2%、38.6%和 29.0%,而WT殼孢子的存活率非常低,分別為79.9%、64.9%、45.5%、16.3%和5.2%,各鹽度組YZ-7殼孢子的存活率分別為WT的1.1、1.3、1.7、2.4和5.6倍,尤其是8、5和3這三個(gè)低鹽度組,YZ-7殼孢子的存活率極顯著地高于WT(P＜0.01)。培養(yǎng)2周后,這三個(gè)低鹽度組中WT殼孢子的分裂率也很低,分別只有72.6%、50.9%和32.8%;而YZ-7殼孢子的分裂率則分別為95.7%、91.6%和89.0%,兩者差異為極顯著(P＜0.01);在26和15鹽度組中,YZ-7和WT殼孢子的分裂率都很高,分別為100%、100%和100%、95.9%,兩者沒有差異。WT殼孢子在15、8、5和3鹽度下培養(yǎng)1周時(shí)的假根萌發(fā)率分別為67.4%、45.7%、21.6%和 0%,遠(yuǎn)低于正常鹽度(26)組的假根萌發(fā)率(85.3%),而YZ-7殼孢子在各鹽度下的假根萌發(fā)率則分別為90.7%、74.1%、54.9%和 44.9%,也低于正常鹽度組(90.9%),但均高于WT且降低的幅度小于WT。在低鹽條件下,二者之間呈現(xiàn)顯著性差異。在鹽度3這個(gè)極端低鹽度下,WT殼孢子的假根基本不萌發(fā),而YZ-7仍有44.9%的殼孢子能萌發(fā)出假根。

表1 不同鹽度下壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)的殼孢子成活率和分裂率(14d)以及殼孢子苗的假根發(fā)生率(7d)Tab.1 Survival anddivision rates of conchospores(14d) and rhizoid germination rates of conchosporegermlings(7d) of the wild-type strain(WT) and the improvedstrain(YZ-7) in P.haitanensiscultured at different salinities

圖1 不同鹽度下培養(yǎng)的壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)的殼孢子萌發(fā)體Fig.1 The conchospore germlings of the wild-type strain(WT) and the improved strain(YZ-7) in Pyropia haitanensis cultured atdifferent salinities

從圖1a—e可以看出,培養(yǎng)1周的WT殼孢子及萌發(fā)體,與正常26鹽度組相比,15鹽度組的細(xì)胞分裂變慢,8鹽度組的細(xì)胞分裂速度顯著下降,色素體顏色變淡,5鹽度組的細(xì)胞分裂十分緩慢,大部分殼孢子的假根無(wú)法形成,3鹽度組的殼孢子細(xì)胞基本不分裂,也無(wú)法形成假根。但是,在各鹽度下培養(yǎng)1周的YZ-7殼孢子及萌發(fā)體,細(xì)胞分裂及其色素體顏色正常,假根能正常形成和固著(圖1f—j)。

從圖1k—o可以看出,培養(yǎng)2周后,26鹽度組的WT殼孢子萌發(fā)體顏色鮮艷、有光澤、形狀規(guī)則、細(xì)胞排列均勻、星狀色素體清晰可見;15鹽度組的殼孢子苗的假根處細(xì)胞色素體收縮、部分細(xì)胞排列不均勻;8鹽度組的殼孢子苗顏色加深、光澤差、苗體畸形、大部分細(xì)胞變小且色素體明顯收縮、部分假根細(xì)胞死亡;5和3鹽度組的殼孢子苗顏色更深,無(wú)光澤、無(wú)假根、基部細(xì)胞全部死亡、只剩少量稍部細(xì)胞、苗體畸形。同樣的培養(yǎng)條件和時(shí)間下,各鹽度組YZ-7殼孢子萌發(fā)體的生長(zhǎng)明顯優(yōu)于WT,其中 5鹽度組的殼孢子萌發(fā)體顏色逐漸加深、部分細(xì)胞堆疊;3鹽度組的殼孢子苗顏色更深、色素體收縮、假根腐爛且基部細(xì)胞部分死亡(圖1p—t)。

2.3 WT和YZ-7葉狀體對(duì)低鹽的耐受性比較

將正常鹽度下培養(yǎng)35d的WT和YZ-7葉狀體轉(zhuǎn)入 26、15、8、5、3等五種鹽度下繼續(xù)培養(yǎng)30d,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在各個(gè)鹽度條件下,YZ-7葉狀體的特定生長(zhǎng)率和絕對(duì)生長(zhǎng)率均大于WT葉狀體(表2)。YZ-7葉狀體 30d內(nèi)的特定生長(zhǎng)率分別為 9.65%/d、9.65%/d、6.80%/d、5.80%/d和 5.08%/d,而WT葉狀體的為5.60%/d、4.98 %/d、4.59%/d、3.57%/d 和 3.23%/d,YZ-7葉狀體的特定生長(zhǎng)率分別為WT的1.7、1.9、1.5、1.6和 1.6倍。YZ-7葉狀體 30d內(nèi)的絕對(duì)生長(zhǎng)率分別為2.11 cm/d、2.01 cm/d、0.78 cm/d、0.55 cm/d 和 0.37 cm/d,而WT葉狀體的為0.62 cm/d、0.49 cm/d、0.43 cm/d、0.28 cm/d和0.23 cm/d,YZ-7葉狀體的絕對(duì)生長(zhǎng)率分別是WT的3.4、4.1、1.8、2.0和1.6倍。另外,兩個(gè)品系葉狀體的特定生長(zhǎng)率隨鹽度的下降而下降,其中WT的下降幅度較YZ-7明顯(表2),說(shuō)明鹽度降低對(duì)于YZ-7的影響要小于WT的葉狀體。YZ-7葉狀體在各鹽度組的生長(zhǎng)均明顯快于WT,其平均體長(zhǎng)分別為WT的2.9、3.4、1.6、1.7和1.4倍。在不同鹽度下培養(yǎng)15d后,15鹽度組YZ-7葉狀體的生長(zhǎng)率開始高于26鹽度組;培養(yǎng)30d后,兩組葉狀體的平均體長(zhǎng)接近,35d后15鹽度組開始長(zhǎng)于26鹽度組并一直保持;而同樣條件下26鹽度組的WT葉狀體30d時(shí)的長(zhǎng)度是15鹽度組的1.2倍。培養(yǎng)5d后,各鹽度組的WT葉狀體開始成熟;從圖2b—c可以看出,培養(yǎng)25d后,26和15鹽度組的WT葉狀體稍部成熟細(xì)胞脫落,藻體發(fā)白,基部細(xì)胞仍呈淺綠色,藻體色澤好,有彈性;而在鹽度8、5和3三個(gè)低鹽組中,從圖2d—f可以看出,藻體顏色加深、發(fā)黃、變厚、無(wú)光澤、無(wú)彈性。從圖2g—k可以看出,隨著鹽度的降低,YZ-7葉狀體的顏色也會(huì)加深,8、5和3三個(gè)低鹽組下培養(yǎng)25d,藻體顏色仍鮮艷,有光澤,仍具有較好的彈性。

表2 不同鹽度下壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)葉狀體的生長(zhǎng)率Tab.2 The blades growth rates of the wild-type strain(WT) and the improved strain(YZ-7) in P.haitanensis cultured at different salinities

2.4 不同鹽度條件對(duì)葉狀體葉綠素?zé)晒饣钚缘挠绊?/h3>

WT和YZ-7幼苗在26鹽度下培養(yǎng)35d后,再在26、15、8、5和 3鹽度下培養(yǎng) 5d,葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定結(jié)果表明:兩個(gè)品系的Yield值均隨鹽度的降低而下降,YZ-7分別降至初始值的96%、94%、84%、75%和60%,WT的下降幅度大于YZ-7,分別降為初始值的 91%、67%、64%、59%和 50%(表3);與 Yield值變化規(guī)律不同的是,YZ-7和WT的Fv/Fm值在26、15和8鹽度組下無(wú)顯著下降,而在5和3鹽度組中下降明顯,分別為初始值的89%、76%和83%、60%(表4)。不論是Yield還是Fv/Fm,YZ-7的值均大于對(duì)應(yīng)組的WT,且在不同鹽度下脅迫5d后,YZ-7各參數(shù)值的下降幅度均小于WT。

圖2 不同鹽度下壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)葉狀體圓盤及葉狀體幼苗的生長(zhǎng)情況Fig.2 Growth of blade discs from the 40d aged blades of the wild-type strain(WT) and the improved strain(YZ-7) in P.haitanensis and the 35d aged F1 gametophytic blades cultured at different salinities

表3 壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)在正常鹽度26下培養(yǎng)35d的幼苗再在不同鹽度下培養(yǎng)5d后的實(shí)際光量子產(chǎn)量Tab.3 Actual quantum yield of photosystem Ⅱ of the blades of wild-type strain(WT) and improved strain(YZ-7) in P.haitanensis cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days

表4 壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)在正常鹽度26下培養(yǎng)35d的幼苗再在不同鹽度下培養(yǎng)5d后的最大光量子產(chǎn)量Tab.4 Maximum quantum yield of photosystemⅡof the blades of wild-type strain(WT) and improved strain(YZ-7) in P.haitanensis cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days

2.5 不同鹽度條件對(duì)葉狀體活體吸收光譜和主要光合色素含量的影響

WT和YZ-7幼苗在正常鹽度(26)下培養(yǎng) 35d后,再在26、15、8、5和3鹽度下培養(yǎng)15d,各組葉狀體的活體吸收光譜在波長(zhǎng)350—750nm均存在五個(gè)明顯的吸收高峰,與在正常鹽度下培養(yǎng)的葉狀體一樣;另外,各峰值所處的波長(zhǎng)也與正常鹽度下相同,但是五個(gè)吸收峰的峰值均為低鹽組高于高鹽組,而且隨著鹽度的降低,各吸收峰的峰值均呈上升趨勢(shì)。如圖3a所示:WT葉狀體在26和15鹽度組的吸收峰值較低,8鹽度組峰值開始急劇上升,5、3兩個(gè)低鹽組的峰值依次上升,無(wú)任何雜峰;如圖3b所示:YZ-7葉狀體在26和15鹽度組的峰值較高,8鹽度組的峰值有一定的上升,但不明顯;與WT不同的是,15鹽度組下YZ-7的峰值略低于26鹽度組。

圖3 壇紫菜野生品系(WT,a)和選育品系(YZ-7,b)葉狀體在正常鹽度26下培養(yǎng)35d后再在不同鹽度下培養(yǎng)15d后的活體吸收光譜Fig.3 In vivo absorption spectra of gametophytic blades of wild-type strain(WT,a) and improved strain(YZ-7,b) in P.haitanensis cultured at 26 for 35 days and cultured at different salinities for another 15 days

WT和YZ-7的PE和PC含量均隨鹽度的下降而升高,而chla含量隨鹽度的下降而下降;YZ-7各鹽度組的chla、PE和PC含量均高于WT,且總藻膽蛋白含量與WT相比均呈顯著性差異。另外,與WT不同的是,15鹽度組YZ-7的總藻膽蛋白含量低于26鹽度組,但差異不顯著(表5)。

3 討論

3.1 WT與YZ-7殼孢子低鹽耐受性的比較

壇紫菜是一種生活在潮間帶的海藻,在有淡水流入的海域生長(zhǎng)較好(黃海水產(chǎn)研究所紫菜組,1979;福建省水產(chǎn)局,1979)。但是,對(duì)于野生壇紫菜的耐低鹽性沒有一個(gè)定量和定性的觀察和分析。本研究發(fā)現(xiàn)壇紫菜野生品系對(duì)鹽度變化表現(xiàn)較為敏感,當(dāng)培養(yǎng)鹽度降至 8及以下時(shí),其殼孢子存活率顯著下降。嚴(yán)興洪等(1993a)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鹽度低于19.6時(shí)條斑紫菜野生品系葉狀體的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞存活率顯著降低。低鹽下存活的殼孢子萌發(fā)體中大部分只有 1—2個(gè)細(xì)胞,且無(wú)極性的分化,可能是低鹽導(dǎo)致已經(jīng)分裂的一部分細(xì)胞因吸水膨脹而破裂,造成分裂率急劇下降。嚴(yán)興洪等(2008a)研究也發(fā)現(xiàn)壇紫菜野生品系的體細(xì)胞在8鹽度下培養(yǎng)6d后開始吸水膨脹,細(xì)胞內(nèi)色素體以外的空隙明顯增大。本研究發(fā)現(xiàn)突變品系YZ-7的殼孢子在8鹽度下仍有75.2%能正常生長(zhǎng),其中 95.7%的殼孢子能正常分裂,可能是藻體通過(guò)改變液泡內(nèi)的離子濃度進(jìn)行滲透壓調(diào)節(jié),以適應(yīng)外界環(huán)境的變化,具體原因有待進(jìn)一步研究。

表5 壇紫菜野生品系(WT)和選育品系(YZ-7)在正常鹽度26下培養(yǎng)35d的幼苗再在不同鹽度下培養(yǎng)5d后的主要光合色素含量變化Tab.5 Contents of major photosynthetic pigments of the blades of wild-type strain(WT) and improved strain(YZ-7) in P.haitanensis cultured at different salinities for 5 days after cultured at the normal salinity of 26 for 35 days

紫菜的假根來(lái)源于殼孢子第一次細(xì)胞分裂時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)極性細(xì)胞之一,假根的發(fā)生和發(fā)育直接決定了藻體能否牢固附著,生活下去。汪文俊等(2009)研究海帶假根發(fā)育時(shí)發(fā)現(xiàn)只有孢子體盡快分化出發(fā)達(dá)假根,才能附著牢固,使植株不在風(fēng)浪和水流等外力的沖擊下脫離基質(zhì);嚴(yán)興洪等(1993b)研究也發(fā)現(xiàn)當(dāng)鹽度低于 26.8時(shí)壇紫菜體細(xì)胞苗的假根形成受到抑制。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,低鹽會(huì)直接抑制壇紫菜殼孢子的假根形成,在5鹽度組,WT殼孢子的正常假根發(fā)生率只有正常鹽度組的 25.3%,3鹽度組下假根基本不萌發(fā)。如果在剛下過(guò)暴雨或在低鹽度的海區(qū)進(jìn)行壇紫菜野生品系殼孢子的海上采苗工作,有可能導(dǎo)致殼孢子因假根無(wú)法正常萌發(fā),附網(wǎng)不牢而流失,影響產(chǎn)量。選育品系YZ-7殼孢子在5鹽度下的正常假根發(fā)生率高,是WT的 2.5倍,在 3鹽度組,仍有44.9%的殼孢子假根正常發(fā)育,說(shuō)明它有較強(qiáng)的耐低鹽特性。

3.2 WT與YZ-7葉狀體低鹽耐受性的比較及特性差異

Fv/Fm是PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量的值,反映了PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率,非脅迫條件下該參數(shù)的變化極小;Yield反映了當(dāng)PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉情況下的實(shí)際原初光能捕獲效率,由葉片不經(jīng)過(guò)暗適應(yīng)在光下直接測(cè)得(張守仁,1999)。本研究發(fā)現(xiàn),在正常鹽度下YZ-7品系的Fv/Fm和Yield均高于WT品系,說(shuō)明該YZ-7葉狀體在正常鹽度下光合效率更高,生長(zhǎng)更快。而隨著鹽度的下降,WT葉狀體的Fv/Fm和Yield均逐漸下降,特別是在3鹽度組,分別只有初始值的60%和 50%,說(shuō)明低鹽脅迫可能對(duì) PSⅡ產(chǎn)生了傷害,使 PSⅡ的光化學(xué)活性及能量轉(zhuǎn)換率下降。饒本強(qiáng)等(2010)發(fā)現(xiàn)鹽脅迫導(dǎo)致集球藻的生物量和光合活性明顯下降;陳蘭周等(2003)也發(fā)現(xiàn)鹽脅迫顯著抑制了爪哇偽枝藻(Scytonema javanicum)的生長(zhǎng)和光合活性,梁英等(2006)研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫能對(duì)塔胞藻 PSⅡ產(chǎn)生傷害。與WT不同,YZ-7葉狀體在8鹽度條件下脅迫處理5d后,Fv/Fm保持不變,說(shuō)明YZ-7品系在8鹽度下基本不受脅迫或受脅迫較小。由于藻類對(duì)鹽度變化響應(yīng)的機(jī)制十分復(fù)雜,僅從某一個(gè)方面去研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還有待于進(jìn)一步研究。

Chla、PE和PC是壇紫菜的主要光合色素和色素蛋白,其含量高低是衡量商品干紫菜品質(zhì)的重要指標(biāo)(董宏坡等,2004)。在正常鹽度下,YZ-7活體吸收光譜吸收峰值以及chla、PE和PC的含量均高于WT,這應(yīng)該是YZ-7在正常鹽度下生長(zhǎng)更快的原因之一。但隨著鹽度降低,WT葉狀體的PE和PC含量都逐漸升高,而 chla含量卻逐漸下降,說(shuō)明低鹽脅迫使chla的合成受到抑制(張志剛等,2010),也可能是低鹽脅迫下捕光色素蛋白復(fù)合體和反應(yīng)中心復(fù)合體受損傷或部分降解而導(dǎo)致的(梁英等,2006)。與WT不同,YZ-7葉狀體在15鹽度組下其PE和PC含量低于26鹽度組,可能是因?yàn)閅Z-7經(jīng)γ射線誘變后最適鹽度發(fā)生了改變,其詳細(xì)的機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。

從葉狀體的低鹽耐受性結(jié)果來(lái)看,野生品系的幼葉狀體(35d)在三個(gè)低鹽組下生長(zhǎng)緩慢,在 8鹽度培養(yǎng) 30d,體長(zhǎng)只增加了 4倍,藻體的顏色變黃、變厚、無(wú)光澤,在5和3鹽度下沒有出現(xiàn)腐爛、卷曲現(xiàn)象,說(shuō)明低鹽對(duì)葉狀體細(xì)胞分裂的影響較大,但是殼孢子在極低鹽度下死亡率較高,可能是因?yàn)槿~狀體外面有膠質(zhì)層的保護(hù),而殼孢子外沒有膠質(zhì)層,容易受到低滲的影響而吸水漲破。相同條件下,YZ-7葉狀體增長(zhǎng)了7.6倍,生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)與WT相比極為明顯,藻體顏色鮮艷、有光澤,顯示出很強(qiáng)的耐低鹽性。本研究結(jié)果說(shuō)明YZ-7品系在耐低鹽性、藻體的顏色、光合色素含量、生長(zhǎng)速度等方面均明顯優(yōu)于WT品系,有望應(yīng)用于栽培并被培育成耐低鹽的紫菜良種。

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