拟鸡毛菜栽培的环境适应性及其对高温胁迫响应机制研究

作     者：张少玲 

作者单位：汕头大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈伟洲

授予年度：2022年

学科分类：090801[农学-水产养殖] 0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：拟鸡毛菜 温度 盐度 光照强度 生理生化 高温胁迫 转录组 

摘      要：拟鸡毛菜(Pterocladiella capillacea)是一种大型经济红藻,有食用、药用、琼胶工业原料等用途,具有较高的开发价值。作为南方海区海藻场的主要物种之一,拟鸡毛菜能为海洋生物提供重要栖息地,优化海洋环境,有助于海洋资源增长。近年来,由于受到人类活动的干扰以及全球变暖等影响,近岸海域的环境严重失衡,拟鸡毛菜作为南方优良琼胶的来源之一,单靠野生资源不能提供足够的原料,这无疑限制了拟鸡毛菜的开发利用。因此,研究拟鸡毛菜的环境适应性对实现人工栽培具有较大的现实意义。本文研究温度、盐度和光照强度等环境因子对拟鸡毛菜生长等方面影响以及拟鸡毛菜在高温胁迫下的响应机制,主要研究结果如下:(1)通过研究温度(16℃、19℃、22℃、25℃、28℃)、盐度(15、20、25、30、35)、光照强度(40μmol·m·s、80μmol·m·s、120μmol·m·s、160μmol·m·s、200μmol·m·s)对拟鸡毛菜生长和生化组分的影响,探讨拟鸡毛菜适宜的生长的环境条件。结果表明,拟鸡毛菜适合生长的温度范围在19-28℃,盐度范围在25-35,光照强度范围为80-200μmol·m·s。从生长状态、光合色素合成和抗氧化能力等方面分析,拟鸡毛菜适应在较高温、中等盐度、中等光照强度的环境中生长,适合在南方海域进行栽培生产。(2)通过研究温度(22℃、25℃、28℃)、盐度(25、30、35)双因子协同作用对拟鸡毛菜生长和生化组分的影响,探索拟鸡毛菜栽培的最优组合条件。结果显示,拟鸡毛菜在温度为22℃、25℃与盐度25、30的优化条件下生长更快,藻体色素合成处于较高的水平,抗氧化能力更强。本实验中,盐度是藻体相对生长速率、光合色素和丙二醛含量的主要影响因子;总超氧化物歧化酶活力、可溶性糖含量受温度影响更显著。(3)为了探索拟鸡毛菜在高温胁迫的响应机制,本研究在35℃高温下处理藻体0h、4h、8h、16h、24h、48h、72h,测定相关生理生化指标,再利用转录组测序技术从生理角度结合分子水平对拟鸡毛菜高温胁迫机制进行生物信息学分析。结果表明,在35℃高温胁迫下,拟鸡毛菜表现出耐高温适应性。在生理水平上,丙二醛、脯氨酸、藻胆蛋白含量及总超氧化物歧化酶活力呈现显著变化。通过分析高温胁迫0h和8h、16h的转录组测序结果,高温胁迫处理后分别有932、848个基因的表达水平发生显著变化。差异表达基因功能分类结果表明差异表达基因主要涉及氨基酸代谢、光合作用、淀粉和蔗糖代谢、昼夜节律和应激响应等方面。本研究探索拟鸡毛菜的适宜温度、盐度和光照强度条件,为其栽培生产和资源开发利用提供技术参考。通过转录组测序分析,初步阐明拟鸡毛菜对高温胁迫的生理响应和分子调控机制,为开展拟鸡毛菜耐高温选育工作提供理论基础。