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Research

海藻种质资源的调查、活体种质资源的收集、鉴定、保存和利用(大型和微型海藻);

通过在世界范围内开展潜水作业和潮间带采集,收集大型和微型海藻种质资源。利用海藻种质库全天候培养系统,对大型海藻样品进行了记录、观察和培养保存。利用常用的基因条码技术进行藻种鉴定,获得多地区实地资源调查的大型海藻物种信息,同时,对使用不同的基因条码进行海藻鉴定的优缺点进行了对比,提出了改进的方案。我们还利用相关的方法对单细胞海藻进行了对比研究。
每年为国内高校、科研院所和水产企业提供活体海藻种质服务100余株次,技术咨询及藻种鉴定服务30余次。海藻种质库遵循“收集、保存和利用”的种质库发展纲领,逐渐在大型海藻栽培、品种培育以及微藻活体种质细胞提供服务行业内建立了知名度。

经济海藻种质遗传改良和产业化利用;
海藻种质库科研人员和我国海带、裙带菜龙头栽培企业合作,深入挖掘野生海藻种质资源产业化利用潜力,将多个大型海藻优良种质导入生产,为我国海带、裙带菜龙头水产养殖企业提供种质资源3批次,共计40余个培养系,协助企业完成经济海藻优良种质种苗生产合计10亿株,培育的3个国家级优良品种(海带“205”、裙带菜“海宝1号”、“海宝2号”)示范栽培面积超过1万亩,为企业、社会创造了巨大经济和社会效益。

大型海藻生物学基础研究与应用;
多种大型海藻的繁育生物学研究

裙带菜单克隆配子体雌雄同体现象的研究
首次发现并报道了游孢子发育而来的裙带菜单克隆配子体的雌雄同体现象,并通过培养雌雄同体配子体完成了它的“单性”生活史过程。裙带菜的常规生活史过程具有典型的世代交替现象,分为孢子体世代和配子体世代,配子体世代中会形成雌性配子体和雄性配子体两种具有明显表型差异的配子体形式。针对新发现的雌雄同体配子体,通过培养获得了大量的后代孢子体,并完成了海上栽培测试。利用性别相关的分子标记对雌雄同体配子体和后代孢子体进行检测,发现两者仅含有雄性标记而缺失雌性标记。表明,虽然这一配子体出现了雌、雄两种表观特征,但在本质上却为雄性个体。


褐藻细胞器比较基因组学研究
①完成铜藻叶绿体基因组测序和褐藻叶绿体比较基因组学研究。
铜藻是马尾藻科褐藻中第一个掌握叶绿体基因组的物种。铜藻叶绿体基因组为124068 bp,反向重复区为5436bp,是目前已知最小的褐藻叶绿体基因组。铜藻叶绿体基因组含有173个基因,包括6个rRNA基因,28个tRNA基因,139个蛋白质编码基因。编码序列占据总基因组的86.32%,总的基因间隔区为16967bp,平均间隔区长度为101.0bp。铜藻的叶绿体基因组比其它褐藻的叶绿体基因组更紧凑。铜藻叶绿体基因组与墨角藻叶绿体基因组的基因排列和组织完全一致,表明墨角藻目叶绿体基因组结构和排列的高度保守性。墨角藻目、水云目、海带目共有基因167个,不同目褐藻的叶绿体基因组因发生多次重排,组织结构呈现很大的变化。相关论文发表在J Appl Phycol上。铜藻叶绿体基因组在GenBank的注册号为KP881334。铜藻叶绿体基因组的完成对认识马尾藻科褐藻的叶绿体进化特点、以及铜藻等大型潮间带褐藻利用光能的功能基因特点有重要的意义和价值。


②完成了囊藻、萱藻、辐叶藻、喇叭藻等10余种褐藻线粒体基因组测序和褐藻线粒体比较基因组学研究。
揭示马尾藻科褐藻线粒体基因组只有65个基因,包括3个rRNA、25个tRNA、37个蛋白编码基因,是目前已知线粒体基因组基因数量最少的褐藻类群;水云目褐藻与之前的萱藻目褐藻在线粒体基因组结构高度一致,聚类分析表明这两个目为单一起源,在基因组水平提供两目合为水云目的支持证据;褐藻线粒体基因组在目水平具有高度的保守性,表现在目内物种基因排列高度一致,目间物种存在基因重排。
高密度遗传连锁图谱的构建与性别决定位点的定位
以F1配子体克隆群体为作图群体,以SNP和SSR标记成功构建了裙带菜的首张高密度遗传连锁图谱,并对性别决定位点进行了定位。上图标记4627个,包括4626个SLAF标记和1个SSR标记。遗传图谱的总长度为1816.28 cM,由30个连锁群组成,与之前报道的染色体数目一致。相邻标记间平均图距为0.39 cM,达到高密度遗传连锁图谱的水平。连锁分析显示,性别相关位点被定位到22号连锁群29.01cM到68.81cM的区间,包括68个SLAF标记和1个SSR标记。其中5个SLAF标记(Marker 6556, 19020, 43089, 60771,26359)和1个SSR标记(UP-AC-2A8)与性别位点的重组率为0,被确定为性别紧密连锁标记。它们位于59.50cM的位点,这个可能为性别决定位点。高密度遗传连锁图谱的成功构建将为未来裙带菜品种选育提供有力的遗传学研究工具,同时为海带目褐藻性别决定机制的阐释奠定了基础。