紫菜育种研究现状.docx

紫菜育种研究现状? 【摘要】 紫菜是世界上经济价值最高的海藻之一。随着育种技术的进步，紫菜的育种工作也开始步入分子生物学阶段。本文对当前紫菜育种研究的现状进行了介绍。 【关键词】紫菜；育种；诱变；耐高温 紫菜在分类学上属红藻门（Rhodophyta）紫菜属（Pyropia），在中日韩三国沿海均有广泛栽培。优良的种质是成千上万养殖户保证栽培收成的基础。从紫菜开始人工养殖以来，良种的选育就一直是备受关注的问题，紫菜育种工作的开展至今也经历数十载。但是目前仍然缺乏具有大规模推广生产的优良种质，特别是近年来频频困扰紫菜栽培的全球变暖和病害问题，使得产业上对于耐高温、抗病害等优良紫菜种质的重大需求难以被满足。尽管困难重重，紫菜的育种研究工作者近年来还是取得了不错的成绩，一些具有耐高温、色素突变等特性的紫菜品系被选育出来，并且逐步走向产业上的应用。 1.育种技术的发展 1.1 传统的选择育种 在传统上，紫菜的育种一直采用选择育种方式。在七十年代，日本的Miura等通过传统选育方法得到的奈良轮条斑紫菜和大叶甘紫菜，经推广应用，加快推动了整个产业的发展步伐。张佑基等通过相同的方法培育出条斑紫菜的长叶品种，在我国的生产应用中对提高产量发挥了重要的作用。 1.2 诱变和杂交育种 在传统的选育方法外，诱变育种和种间杂交育种已成为紫菜育种的重要途径，紫菜细胞生物学的发展也让紫菜的细胞工程育种得到应用。在1987年，三浦昭雄等通过遗传杂交的应用选育出色彩异常的条斑紫菜突变体。蒋悦等利用体细胞克隆技术连续几代筛选，筛选出细长型生长快的优良品系（XS-1）。 紫菜的各种类型的孢子都属于微小的单细胞形式，便于诱变操作和诱变结果的检验。目前所运用的诱变剂中最有效的是MNNG，利用它分离出了大量有益的色素突变体。王金峰等利用MNNG分别对条斑紫菜、坛紫菜、华北半叶紫菜和少精紫菜的叶状体、丝状体和壳孢子进行诱变，条斑紫菜最大突变率为11.2%。近十余年，用60Co-射线辐照紫菜细胞的物理诱变方法得到大量应用。与MNNG作诱变剂不同，用60Co-射线辐照诱变条斑紫菜时，最佳诱变剂量的细胞致死率低于10%，而一般MNNG诱变最佳剂量条斑紫菜叶状体细胞致死率需达到约50%。严兴洪等用不同剂量的60Co-射线对坛紫菜叶状体进行辐照处理，获得了能够稳定遗传的色素突变体，并在研究中发现1100Gy是对坛紫菜诱变合适的辐照剂量。 相比单一的诱变或者杂交、原生质体融合等手段，同时利用几种育种方法相结合往往更容易获得更理想的育种效果。 1.3 分子标记辅助育种 技术的不断前进带动了紫菜遗传学研究的发展，同时也使紫菜育种的技术手段有更多的选则，进入新世纪后分子生物学飞速进步使利用分子标记辅助育种成为可能。然而，李秉钧等指出，紫菜育种在当前还无法跟据与性状对应的遗传学基础来进行。 2.不同的育种目的 良种的选育要服务于产业发展，面对紫菜病害发生趋于严重、高温突袭愈发频繁和种质同质化等问题，对于国内紫菜育种研究而言，针对问题有目的的育种工作非常迫切。紫菜的育种可以针对生长速率、品质高低、抗逆能力等目标特性进行。 2.1 色素突变体的选育 紫菜的色素突变体是紫菜一种较具价值的良性种质。严兴洪等用条斑紫菜的壳孢子萌发体为材料为获得色素变异细胞做了相关研究，发现500Gy为合适的辐照剂量，并从单离变异细胞的再生叶状体中分离出桔红、紫红、桔黄和墨绿等颜色的单色变异体。 2.2 耐高温性紫菜的选育 近年来全球气候变暖受到广泛关注，紫菜的养殖业则直接受气候变化的影响。紫菜壳孢子幼苗遇到水温突然回升可能会出现大规模溃烂、脱苗，对条斑紫菜养殖产量构成严重威胁，并且这种趋势在近年趋于严重。Yan X H等报道了4个坛紫菜品系耐高温性比较和选育。王华芝等采用60Co-射线诱变处理条斑紫菜野生品系，进行了耐高温品系的选育，得到的选育品系TM-18在高温下壳孢子存活率有了极大的提升，叶状体耐高温性及生长速率方面也具有较大优势。吕峰等利用诱变技术筛选出3个耐高温突变品系RD-1、RD-2和RD-3。何培民和吴维宁应用单细胞培养技术，培育抗高温和快速生长的条斑紫菜细胞株系，建立了紫菜细胞工程快速育苗系统。 2.3 其他目的的选育 出于一些特殊养殖条件下对紫菜种质的需求，也有一些对低盐、抗病品系的紫菜进行的选育。严兴洪和陈敏在诱变之后筛选出了在5盐度条件下其体细胞存活率和分裂率还分别达71.7%和81.8%的耐低盐坛紫菜品系YZ-7。 单孢子在生产中具有重要作用。Yan XH等利用MNNG作为诱变剂诱导条斑紫菜叶状体，获得了两株高产单孢子的条斑紫菜突变体。 紫菜的主要病害有赤腐病、绿烂病等。李淑芬等在对致病的紫菜腐霉的生长特性进行研究，发现其最适温度为28，最适盐度为20。为应对赤腐病的威胁，Park C S等从被感染赤腐病的条斑紫菜叶状体残余的活细胞分离并经过细胞培养得到AP1和AP2两个具有更低被侵染率的品系。 除中日韩等主要紫菜栽培国以外，现在世界上许多国家也都在紫菜的生物学研究上更加重视并加大了资金和人员投入。通过相关技术的应用，在叶状体颜色、口感、卖相观感、产量以及对高温和病害的抗性等方面，已涌现出一些表现优良的新品种，有的已开始进入生产应用中。 参考文献： 费修绠.经济海藻种质种苗生物学M.济南：山东科学技术出版社，1999：5090 张佑基，杨以勋，王清印，等.条斑紫菜遗传和育种的研究J.海洋湖沼通报，1985，4：4451 马家海，蔡守清.条斑紫菜的栽培与加工M.科学出版社，北京，1996，158 蒋悦，严兴洪，刘长军.坛紫菜优良品系的选育与特性分析J.水产学报，2010，123（031）：420 李秉钧，石媛媛，杨官品.紫菜育种的困难与对策分析严兴洪，田中次郎，有贺佑胜.条斑紫菜色彩突变体的诱导、分离和特性分析J.水产学报，2000，24（3）：221228 王金锋，许璞，朱建一，等.紫菜属海藻色素突变的研究J.海洋水产研究，2007，28（2）：2835 严兴洪，梁志强，宋武林，等.坛紫菜人工色素突变体的诱变与分离J.水产学报，2005，29（2）：166172 严兴洪，张淑娟，黄林彬.60Co-射线对条斑紫菜（Porphyra yezoensis）的诱变效果与色素突变体分离J.海洋与湖沼，2009，40（1）：5661 Yan X H，Lv F，Liu C J，et al.Selection and characterization of a high-temperature tolerant strain of Porphyra haitanensis Chang et Zheng（Bangiales，Rhodophyta）王华芝，严兴洪，李琳.条斑紫菜（Porphyra yezoensis）耐高温品系的筛选及特性分析J.海洋与湖沼，2012，43（2）：363369 吕峰，王小红，陆德祥，等.高温胁迫对条斑紫菜突变系圆盘体生长的影响J.江苏农业科学，2012，40（3）：214219 何培民，吴维宁.条斑紫菜抗高温和快速生长细胞株系HB的建立及栽培J.实验生物学报，2004，36（3）：191196 严兴洪，陈敏.坛紫菜耐低盐优良品系的筛选J.上海水产大学学报，2008，17（3）：316320 Yan X H，Fujita Y，Aruga Y.High monospore-producing mutants obtained by treatment with MNNG in Porphyra yezoensis Ueda（Bangiales，Rhodophyta）李淑芬，茅云翔，孔凡娜.条斑紫菜赤腐病的病原学研究J.中国科技博览，2014（14）：230231 Park C S，Hwang E K.Isolation and evaluation of a strai