大型海藻真江蓠的早期发育机制和人工养殖的应用

摘要

真江蓠(Gracilaria vermiculophylla(Ohmi) Papenfuss)是一种栖息在潮间带的重要大型海藻，其生长受到海浪和海流等环境因子的影响。野外调查发现簇状生长的真江蓠远多于单独生长的真江蓠，目前簇状生长呈优势的原因尚不清楚。因此，需要对真江蓠整个生长过程，尤其是早期发育阶段进行研究和分析。在研究真江蓠发育的实验中，我们发现真江蓠四分孢子在早期发育过程中盘状体有融合的现象。与单独发育的盘状体相比，融合的盘状体萌发出的直立枝数目更多，附着面积也更大，在高速水流冲刷后留存率也会更高。在潮间带真江蓠的簇状生长可能是对海浪和海流等环境因子的一种适应，这种适应机制可能源于其早期发育过程中盘状体的融合。
　　真江蓠早期发育过程缓慢，尤其是盘状体发育成直立枝这一阶段。从单个盘状体发育到萌发直立枝这一过程需要90天，而融合盘状体发育成长度分别为955.56μm，322.23μm和688.89μm的直立枝这一过程需要120天。直立枝的生长发育是真江蓠生长过程中的重要环节，但其缓慢的发育过程严重影响了实验室条件下大批量苗种的获取。众所周知，生长素是调节植物生长的重要物质，为了探究生长素IAA是否对直立枝幼枝生长有促进作用，我们在实验室条件下设定不同浓度梯度的生长素IAA，并研究其对真江蓠幼苗生长的影响。实验结果表明，低浓度（即生长素IAA浓度为10-6 M）对真江蓠幼苗的生长有显著的促进作用。为进一步探究生长素IAA在真江蓠早期发育过程中所起到的作用，又设计了两个生长素IAA实验。首先，利用高效液相色谱法测定真江蓠藻体内是否含有生长素IAA，实验结果显示藻体内含有微量生长素IAA（每克藻体鲜重生长素IAA含量为几纳克）。其次，通过组织免疫定位技术，发现生长素IAA仅存在于真江蓠的表皮细胞，而髓部细胞内不含有IAA。
　　通过对真江蓠早期发育过程的研究有助于利用有性繁殖的方式对真江蓠进行人工养殖。结合叶绿素荧光技术对早期发育过程中江蓠的状态的跟踪测定，蛋白质组学技术对真江蓠不同组织功能的研究以及生长素IAA对促进真江蓠幼苗生长的研究可获得高质量的苗种，这对真江蓠大规模的人工养殖具有非常重要的指导意义。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 真江蓠的生物学特征和应用以及人工养殖的研究

1．1．1 真江蓠的分类地位、外在形态及其地理分布

1．1．2 真江蓠的生活史及生殖

1．1．3 真江蓠的应用价值及养殖

1．2 真江蓠在早期发育过程的研究背景

1．2．1 海浪和海流等环境因子对真江蓠生长的影响

1．2．2 真江蓠在早期发育过程中会出现孢子“愈合”的现象

1．2．3 真江蓠早期发育过程中会出现孢子“愈合”的现象的优势

1．3 植物生长调节剂对真江蓠早期发育和生长的影响

1．3．1 生长素三吲哚乙酸对真江蓠早期生长的影响

1．3．2 生长素IAA在植物细胞中的定量和定位

1．3．3 生长素IAA在藻体内的代谢路径

1．4 真江蓠发育过程中光合作用和蛋白质组学的分析研究

1．4．1 真江蓠在早期发育阶段光合作用的研究基础

1．4．2 比较蛋白质学分析真江蓠不同组织蛋白成分及含量

1．5 论文的研究目的及意义

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 真江蓠的采集和培养

2．2 实验方法

2．2．1 在显微镜下观察真江蓠早期发育情况

2．2．2 真江蓠表皮组织和髓部组织的分离

2．2．3 真江蓠的表皮细胞和髓部细胞总可溶性蛋白的提取

2．3 流道式水流冲刷实验和野外调查真江蓠的地理区系分布

2．3．1 流道式水流冲刷实验检测附着力大小

2．3．2 野外调查实验

2．4 真江蓠幼苗培养实验

2．4．1 梯度浓度生长素培养实验

2．4．2 生长素在真江蓠细胞内免疫组织化学定位实验

2．4．3 高效液相色谱法测定真江蓠藻体内生长素的含量

3 结果与讨论

3．1 真江蓠早期发育过程的研究

3．1．1 真江蓠单独四分孢子早期发育过程

3．1．2 真江蓠融合四分孢子早期发育过程

3．1．3 流道式水流冲刷实验中融合状态和单独状态盘状体附着力的比较

3．1．4 真江蓠四分孢子到盘状体发育过程中光合能力的变化

3．1．5 野外调查结果

3．2 植物生长调节剂对2种江蓠属海藻生长的影响

3．2．1 外源添加生长素对真江蓠幼苗生长的影响

3．2．2 外源添加生长素对江蓠属海藻龙须菜生长的影响

3．2．3 高效液相色谱法分析真江蓠中内源生长素IAA的含量

3．2．4 免疫组化的方法对真江蓠藻体内生长素IAA的定位分析

3．3 真江蓠表皮细胞和髓部细胞蛋白质组学比较

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢