【摘 要】
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萱藻（Scytosiphon lomentaria）是广泛分布于温带沿岸海域的大型褐藻,在维护近岸海洋生态环境中扮演重要角色,也是中国北方沿海居民喜食的海洋蔬菜。萱藻的养殖开发除了提供人们生活需求,还有助于改善目前海藻栽培产业中种类少、结构单一的问题。此外,萱藻丝状体直接诱导成苗的内在机制尚不清楚。本文以萱藻为研究对象,系统地阐述了丝状体育苗技术路线和生活史过程。进一步,结合转录组和代谢组学技术,
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萱藻（Scytosiphon lomentaria）是广泛分布于温带沿岸海域的大型褐藻,在维护近岸海洋生态环境中扮演重要角色,也是中国北方沿海居民喜食的海洋蔬菜。萱藻的养殖开发除了提供人们生活需求,还有助于改善目前海藻栽培产业中种类少、结构单一的问题。此外,萱藻丝状体直接诱导成苗的内在机制尚不清楚。本文以萱藻为研究对象,系统地阐述了丝状体育苗技术路线和生活史过程。进一步,结合转录组和代谢组学技术,从表型、生理及基因层面揭示了丝状体光温诱导的发育机制。1.萱藻丝状体的构建和应用萱藻育苗技术路线具有简便易行、出苗稳定性高、能耗低的优势,是萱藻栽培的主要方式。然而,此方法仍存在一些问题,如丝状体扩增慢、附着不牢固和不均匀等。本文通过研究丝状体的建立、扩增培养、发育诱导、幼苗常温培育以完善此技术路线。结果表明,通过种藻无菌处理、丝状体分离培养和定期药浴,成功构建无污染种质;簇状丝状体离解成单列丝状后进行连续充气培养能实现更快的扩增速率,日平均增重量为普通培养的2.3倍;丝状体诱导发育至细胞膨大阶段后,离解成3-5个细胞大小并均匀喷洒至育苗器,可有效解决附着不牢固和不均匀问题;采用紫菜筏式养殖方法成功实现萱藻海上栽培。此外,确认了萱藻叶状体释放配子并融合成合子,经丝状体和壳状体阶段,直接萌发出幼苗的过程。综上,本文针对萱藻丝状体育苗技术存在的问题和生活史模糊的过程,提出了有效的解决办法和证据。2.萱藻丝状体响应光温的发育诱导机制通过降低温度和缩短光照时长诱导丝状体直接发育成苗是萱藻主要的苗种繁育方式,然而有关丝状体响应光温的发育诱导机制尚不清楚。本文从表型变化、激素调控和基因表达三个层面探究降温、缩光和双信号诱导对丝状体发育的影响。相比缩光诱导中萱藻丝状体细胞仅发生膨大发育,双信号和降温中细胞膨大速率更快并在1周后相继出现叶状体幼苗。通过植物激素测定发现1-氨基环丙烷羧酸（ACC）和赤霉素9（GA9）水平在各处理中均上升,相反吲哚乙酸（IAA）下降且在两降温处理中更为显著;赤霉素1（GA1）水平在降温和双信号诱导中持续上升,而脱落酸（ABA）仅在诱导1周样品中检测到。进一步,编码脱落酸、赤霉素、生长素和乙烯合成关键酶基因表达量与激素水平一致且对应信号转导通路被激活或抑制。综上,缩光和降温信号可能通过共同促进ACC和GA1以及抑制IAA合成和信号传导以调控丝状体细胞膨大和幼苗生长,而降温同时激活GA9和ABA进而诱导幼苗萌发。
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