红藻无性繁殖系的诱导及其发育机制的初步研

以红藻中的角叉菜（Chondrus ocellatus）、龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）、真江蓠(Gracilaria asiatica)和海膜（Halymenia sinensis）为材料，观察了红藻幼苗的早期发育，通过组织培养构建无性繁殖系，并初步探讨了红藻无性繁殖系的发育及分化机理，为海藻无性繁殖系的获得提供理论基础和依据。 在室内进行了角叉菜的四分孢子和果孢子的细胞培养，并观察其早期发育过程。结果表明，四分孢子和果孢子的早期发育是相似的，可主要分为三个阶段：早期分裂阶段、盘状体阶段和直立体形成阶段。 切段组织培养表明，红藻无性繁殖系的获得主要通过两种途径：一种为切段组织经过培养可直接形成再生植株；另一种为切段组织经培养脱分化，诱导出愈伤组织或类愈伤组织，愈伤组织或类愈伤组织再分化，形成盘状体，盘状体继续发育即可形成再生植株。 通过切段组织培养，获得了龙须菜和真江蓠再生植株。在PES培养液中，添加6－BA（0.25 mg/L）对龙须菜切段组织再生新枝的诱导有促进作用，诱导率可高达84.4％，高浓度的IAA或6－BA（4 mg/L）对切段组织有损伤作用。实验证明伤口大小对切段组织再生新枝有影响，且伤口太大对再生新枝的形成不利。龙须菜的切段组织培养过程中表现出极性。 通过组织培养，诱导出海膜类愈伤组织—丝状体。添加植物生长调节类物质（IAA 和 6-BA）对海膜丝状体的诱导无促进作用。海膜切片在消毒海水中培养即可获得丝状体。海膜丝状体的外植体来源主要有两个：一是健康的藻体； 另一是盘状体，其丝状体的诱导率分别为80％ 和90％。筛选出了丝状体适宜的生长条件：13－23℃，10－15 μE•m−2• s−1，12h：12h（Light: Dark），其中18℃为最佳生长温度。高的光照强度（50 μE•m−2•s−1）对丝状体产生损伤作用。 红藻无性繁殖系的发育途径，根据其获得途径也有两种情况。经过切段组织培养直接获得的无性繁殖系，是切段切口处已分化的细胞表现其全能性，恢复分裂能力，再生新枝，切段表现出极性。极性的上端产生新枝，下端形成固着器，成为一个完整的植株。经过愈伤组织和类愈伤组织获得的无性繁殖系，是切口处已分化的细胞表现其全能性，经脱分化形成愈伤组织和类愈伤组织，附着在基质上后，再分化形成盘状体，按照孢子的早期发育途径，形成直立体幼苗。 通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，对龙须菜正常藻体及无性繁殖系发育过程中蛋白的表达进行检测，检测出表达差异的蛋白质，推测这两个蛋白可能与龙须菜切段组织再生有关，其中30 KD的蛋白仅在再生新枝中表达，150 KD和125 KD的蛋白仅在正常生长的龙须菜和龙须菜切段的极性下端中表达。 根据高等植物中与萌芽、分生组织以及愈伤组织发育相关的基因序列保守区设计了五对特异引物，通过PCR和RT-PCR扩增检测及DNA测序分析，对红藻无性繁殖系早期发育相关的基因序列，进行了初步分析。