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紫菜壳孢子萌发过程及其世代差异研究

范晓蕾  
【摘要】: 紫菜是一类海洋藻类研究的模式系统,具有重要的经济价值和理论研究意义。本研究基于紫菜的世代交替生活史,对其壳孢子萌发过程进行了研究,并对丝状孢子体与叶状配子体的世代差异进行了分析,主要包括以下三部分: 1)对紫菜丝状孢子体与叶状配子体的连接枢纽——壳孢子的发育过程及其光影响进行了研究与讨论,发现壳孢子只有在附着后才能形成细胞壁并发育,说明壳孢子的附着是触发了壳孢子细胞壁的形成以及后期发育的开关,亦即附着是触发紫菜世代交替过程中配子体转录组表达的开关;纤维素酶和果胶酶均能抑制壳孢子附着,但影响机制各不相同,推测果胶质主要介导壳孢子的初始附着,而纤维素则与永久附着相关;波长≥580 nm的高强度(200μmol·m~(-2)·s~(-1))可见光有利于壳孢子早期发育。 2)结合现有藻类数据,对坛紫菜丝状孢子体阶段11000 EST数据进行了大规模的生物信息学分析,结果首次发现坛紫菜丝状孢子体中可能存在PCK型C4光合固碳途径,并筛选出44条在紫菜孢子体中表达上调的代表基因。 3)结合坛紫菜、条斑紫菜、海带和红毛菜,对红藻和褐藻等大型海藻孢子体与配子体阶段代表基因Rubisco的表达与羧化酶活性差异进行了研究分析,结果表明Rubisco的表达量和初始羧化酶活在其配子体中均显著高于其孢子体世代,即与藻体不同世代的相对复杂度无关,而与染色体倍性相关,说明Rubisco的世代差异极有可能与染色体倍性相连锁,因而可能是海藻世代交替过程中的重要功能基因。


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