萱藻(Scytosiphon lomentaria)的种质保存技术研究

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangliang19910125
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萱藻Scytosiphon lomentaria(Lyngbye.)Link隶属于褐藻门,是一种广泛生长于北起波罗的海南至澳大利亚、智利等国沿海海域的大型经济海藻,在我国主要分布在辽东半岛至广东海陵岛间的广大海域。萱藻不但鲜美可口,还具有较高的营养、保健等价值,是长期以来备受沿海居民钟爱的优质海洋蔬菜。此外,萱藻药用价值较高,具有抗氧化、抗细菌、抗病毒以及抗肿瘤的特性。研究发现,萱藻在除氮磷、抗污等方面也能发挥较好的生态修复作用,是一种具有广阔开发前景的新型经济海藻资源。萱藻的生活史为异形世代交替,由大型的叶状配子体世代以及微小的孢子体世代组成。萱藻丝状体是孢子体的形式之一,其体积小、繁殖快、耐受力强,是实验室扩增以及工厂化大规模育苗的主要材料。萱藻丝状体不仅易于培养和调控,还能通过无性生殖形成单室孢子囊并释放游孢子,游孢子可进一步发育成具有经济价值的叶状体,因而萱藻丝状体是萱藻种质保存的最佳对象。对渔业生产来讲,丰富而优质的种质资源是其最为重要的物质保障和基础,因而保护、开发并利用好萱藻的种质资源有利于实现萱藻的良种化生产。本论文通过研究液体培养法、包埋脱水超低温保存法、包埋脱水-20℃低温保存法以及玻璃化-20℃低温保存法对萱藻丝状体种质保存的影响,探讨了各个种质保存方法中不同因素对萱藻丝状体保存后存活率及后续生长发育的影响,为萱藻种质库的构建提供了理论依据、思路和方法,同时也为萱藻的工厂化育苗提供了技术指导。本文的研究成果如下:1、在液体培养法中:(1)温度对萱藻丝状体保存效果的影响并不显著,当光强为5.4μmol/(m2·s)时,在6-18℃条件下均可实现萱藻丝状体的长期保存;(2)光照强度是影响萱藻丝状体液体保存的主要因素,当光照强度高于16.2μmol/(m2·s)时,萱藻丝状体细胞代谢快,保存60d时细胞因缺乏营养盐变为浅黄色或无色,原生质体收缩,可见较高的光照强度不利于萱藻丝状体的长期保存,5.4μmol/(m2·s)条件下萱藻丝状体细胞长势良好,是萱藻丝状体液体保存的最佳光强条件;(3)在6-18℃,5.4μmol/(m2·s)条件下,萱藻丝状体细胞的代谢及生长速度较慢,用液体培养法保存60d后存活率仍在97%以上,而且萱藻丝状体细胞状态良好,颜色呈褐色,原生质体充盈,可见6-18℃,5.4μol/(m2·s)是萱藻丝状体液体保存最适宜的条件。2、在包埋脱水超低温保存法中,蔗糖的预培养浓度和时间、萱藻丝状体胶球的含水量、化冻温度及萱藻丝状体胶球的恢复时间均对萱藻丝状体的存活率有一定影响。其中:(1)通过蔗糖预培养可显著提高萱藻丝状体细胞的存活率,将萱藻丝状体胶球在浓度为0.4mol/L的蔗糖溶液中预培养6h,冻存后萱藻丝状体的存活率最高;(2)萱藻丝状体胶球冻存的最适含水量相对较低,约为15%,当萱藻丝状体胶球的含水量高于27%时,冻存后萱藻丝状体的存活率均为0%;(3)化冻温度不同,冻存后萱藻丝状体细胞的存活率亦有较大的差别,40℃为冻存后萱藻丝状体胶球的最佳化冻温度;(4)将化冻的萱藻丝状体胶球置于黑暗条件下进行恢复,恢复18h可显著提细胞存活率;(5)在最佳的条件下,萱藻丝状体经包埋脱水超低温保存后的存活率最高可达54.79%,恢复后的萱藻丝状体与冻存前的萱藻丝状体在形态结构等方面并无区别,丝状体经诱导后能够产生正常的孢子囊,由萱藻孢子囊放散的孢子能够发育成健康完整的萱藻叶状体。3、在包埋脱水-20℃低温保存法中,萱藻丝状体胶球的含水量是影响萱藻丝状体冻存后存活率的关键因素,胶球含水量过高或者过低均会导致萱藻丝状体包埋脱水-20℃低温保存后存活率的下降,15%是冻存萱藻丝状体胶球最适宜的含水量,在该条件下,萱藻丝状体低温保存30d后的存活率仍在50%以上。4、在玻璃化-20℃低温保存法中,装载液、装载时间、玻璃化液和脱水时间是影响萱藻丝状体冻存后存活率的主要因素。其中:(1)稀释的玻璃化液不宜用于萱藻丝状体细胞的装载,LS5是萱藻丝状体玻璃化-20℃低温保存的最佳装载液;(2)装载时间过长或过短均会对保存效果产生不利影响,萱藻丝状体在室温下装载30min时,其冻存后的存活率最高;(3)萱藻丝状体用不同的玻璃化液脱水后,细胞冻存后的存活率显著不同,若用VS2对萱藻丝状体脱水,冻存效果最好;(4)在0-60min的脱水过程中,萱藻丝状体细胞冻存后的存活率随脱水时间的延长呈先增大后减小的趋势,当萱藻丝状体在0℃下脱水30min时,其冻存后的存活率大大提高;(5)在最佳的条件下,萱藻丝状体经玻璃化-20℃低温保存后的存活率最高可达38.42%,经恢复,冻存前、后的萱藻丝状体基本没有区别,虽然冻存后的萱藻丝状体在孢子囊枝形成比例及孢子放散量方面略低于未冻存的萱藻丝状体,但是冻存后的丝状体具有正常的生长发育和繁殖能力,可以形成完整的萱藻叶状体。
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