坛紫菜和条斑紫菜丝状体的光合色素特性研究【字数：5213】
本文对江苏省沿海栽培用的坛紫菜1个品系（H）与条斑紫菜4个品系（Y-qingdao、Y-haian、Y-L0601、Y-2021）丝状体的光合色素特性进行了研究，测定了叶绿素a（Chl a）、紫外吸收物质（UVAC）、类胡萝卜素（Car）和藻红蛋白（PE）、藻蓝蛋白（PC）的含量及其比值。结果表明Chl a、Car、UVAC含量在H、Y-qingdao、Y-2021中相对较高，而在高光胁迫筛选品系Y-L0601与选育品系Y-haian中则较低；PE含量在Y-L0601中较低，PC含量在Y-L0601和H中较低；UVAC/Chl a在5个品系间都没有显著性差异，Car/Chl a在Y-L0601和Y-2021中较高；PE/PC在H中最高，而在条斑紫菜4个品系中则都很低且品系之间没有差异，这与坛紫菜丝状体呈紫红色、条斑紫菜丝状体呈黑褐色是一致的。
目 录
1 前言 1
1.1 紫菜的生物学特性 1
1.2 我国的紫菜栽培 2
1.3 紫菜的主要光合色素 2
1.4 研究目的与意义 3
2 材料与方法 4
2.1 材料 4
2.2 仪器与试剂 4
2.3 实验方法 4
2.4 数据的统计分析 4
3 结果 5
3.1 不同品系紫菜丝状体的光合色素含量 5
3.2 不同品系紫菜丝状体的光合色素比值 9
4 分析与讨论 12
参考文献 13
致谢 15
1 前言
1.1 紫菜的生物学特性
紫菜属(Pyropia)在系统分类学上属红藻门(Rhodophyta)、红藻纲（Rhodophyceae）、红毛菜亚纲(Bangiophycidae)、红毛菜目(Bangiales)、红毛菜科(Bangiaceae) [1]。紫菜的适温范围较广[2]，野外分布较为广泛，而作为一种很有营养价值的健康食用海藻，其市场需求不断增长，促进了相关的栽培和加工产业。根据不完全统计，条斑紫菜的国际市场贸易量大概为1050012000吨，折合35亿40亿张[3]。我国的条斑紫菜出口超过国际贸易总额的一半，所以我国的紫菜产业能否健康发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
对于国际市场的紫菜贸易有着举足轻重的作用[4]。
对紫菜生殖方式和生活史的研究，起源于1882年Berthold对P. leucosticta 有性生殖方式的发现，截止目前，我们已发现紫菜有有性生殖、无性生殖、单性生殖等多种生殖方式[5]。紫菜的生活史一般由叶状体阶段和丝状体阶段交替完成[6]，如图1。
图1 条斑紫菜的生活史[6]
Fig. 1 The life history of Pyropia yezoensis Ueda[6]
1.2 我国的紫菜栽培
我国是世界上栽培紫菜最多的国家之一。根据不完全统计，全球的紫菜品系有130多种[7]，但是现在能利用到产业化人工栽培生产的主要是坛紫菜和条斑紫菜两种；其中长江以北包括江苏和山东等省份沿海地区是以条斑紫菜为主的栽培区，长江以南包括浙江、福建和广东等省份地沿海地区是以坛紫菜为主的栽培区[8]。
我国条斑紫菜的人工栽培起步于20世纪70年代的江苏南通一带的沿海地区，至今历经40多年的发展，特别是在经历了20082010年的快速扩张期后，栽培面积基本稳定在4万公顷左右[9]；条斑紫菜栽培区中99%以上分布在江苏省沿海[10]，而江苏省的条斑紫菜产量也高达我国条斑紫菜总产量的90%以上。坛紫菜是我国独有的暖温带栽培品种，产量约占全国紫菜总产量的75%左右[11]，近年来随着坛紫菜的价格上涨以及栽培技术优化，其栽培地区渐渐扩张到江苏省。
1.3 紫菜的主要光合色素
光合色素不仅有助于藻类植物进行光能的吸收和转化，还具有光保护的作用[12]。紫菜中进行光合作用的主要捕光色素有：叶绿素a(Chlorophyll a, Chl a)、藻红蛋白(Phycoerythrin, PE)、藻蓝蛋白(Phycocyanin, PC)和别藻蓝蛋白(Allophycocyanin, APC)，其中Chl a、PE和PC含量的不同和比值不同会导致紫菜藻体显现出不同颜色，紫菜的光合色素特性不仅取决于它们自身的遗传性，还受到环境因素的影响[13,14]。
1.3.1 叶绿素
叶绿素(Chlorophyll)是植物进行光合作用十分重要的一类色素，也是色素中较为不稳定的化合物，植物体内的叶绿素含量与其生长速率有很重大的关系，而且干紫菜中叶绿素含量的高低和我们对紫菜的色泽感官评价最为密切[15]。每种植物细胞内的叶绿素含量会因其种属、生长年份、生长率、光照强度和营养状态的不同而不同[16]。
1.3.2 藻胆蛋白
除了叶绿素以外，海藻类植物还含有一类拥有良好的生理功能和生物活性的海藻提取色素——藻胆蛋白(phycobiliprotein，PBP)，对于紫菜而言最重要的是藻红蛋白(λmax=540~570 nm)和藻蓝蛋白(λmax=615~640 nm) [17,18]，其含量和比值是我们选育高品质紫菜的重要指标之一。
1.3.3 类胡萝卜素
类胡萝卜素存在于叶绿体中，是一类无毒无害的天然色素，而且具有高效淬灭单线态氧和清除自由基的作用[19]，类胡萝卜素的主要功能是吸收蓝紫光、传递光能从而保护叶绿素。
1.3.4 紫外吸收物质
紫外吸收物质的分子中含有能够吸收250～360 nm波长范围内高能有害紫外线的结构[20, 21]，吸收太阳紫外线能量后，紫外吸收物质从基态激发到激发态，再从激发态回到基态，在这一过程中其所吸收的能量会通过发射低能量、长波长的辐射(如红外线、可见光等) 而消散，从而保护细胞[22]。
紫菜叶状体的表观颜色，与其主要光合色素的含量和比值有关[14]；而且紫菜的光合色素特性影响其光合速率，从而影响其生长和发育，并最终影响紫菜产品的质量；因此，人工栽培中，紫菜的光合色素含量及其比值有助于选育和判定品种的优劣[23]。
1.4 研究目的与意义
近些年，紫菜栽培中出现了品种混杂、品种（系）退化、抗逆性不强、病害频发等现象，给我国紫菜产业带来不小的损失；紫菜丝状体作为其生活史的微观阶段，在室内较易培养和扩繁，成为良种和优良品系选育和保存的对象，所以，本文对江苏省沿海栽培用的主要紫菜品系的丝状体进行初步研究，分析比较了1个坛紫菜品系和4个条斑紫菜品系丝状体的光合色素特性，为其室内培养和育种研究提供基础数据资料。
目 录
1 前言 1
1.1 紫菜的生物学特性 1
1.2 我国的紫菜栽培 2
1.3 紫菜的主要光合色素 2
1.4 研究目的与意义 3
2 材料与方法 4
2.1 材料 4
2.2 仪器与试剂 4
2.3 实验方法 4
2.4 数据的统计分析 4
3 结果 5
3.1 不同品系紫菜丝状体的光合色素含量 5
3.2 不同品系紫菜丝状体的光合色素比值 9
4 分析与讨论 12
参考文献 13
致谢 15
1 前言
1.1 紫菜的生物学特性
紫菜属(Pyropia)在系统分类学上属红藻门(Rhodophyta)、红藻纲（Rhodophyceae）、红毛菜亚纲(Bangiophycidae)、红毛菜目(Bangiales)、红毛菜科(Bangiaceae) [1]。紫菜的适温范围较广[2]，野外分布较为广泛，而作为一种很有营养价值的健康食用海藻，其市场需求不断增长，促进了相关的栽培和加工产业。根据不完全统计，条斑紫菜的国际市场贸易量大概为1050012000吨，折合35亿40亿张[3]。我国的条斑紫菜出口超过国际贸易总额的一半，所以我国的紫菜产业能否健康发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
对于国际市场的紫菜贸易有着举足轻重的作用[4]。
对紫菜生殖方式和生活史的研究，起源于1882年Berthold对P. leucosticta 有性生殖方式的发现，截止目前，我们已发现紫菜有有性生殖、无性生殖、单性生殖等多种生殖方式[5]。紫菜的生活史一般由叶状体阶段和丝状体阶段交替完成[6]，如图1。
图1 条斑紫菜的生活史[6]
Fig. 1 The life history of Pyropia yezoensis Ueda[6]
1.2 我国的紫菜栽培
我国是世界上栽培紫菜最多的国家之一。根据不完全统计，全球的紫菜品系有130多种[7]，但是现在能利用到产业化人工栽培生产的主要是坛紫菜和条斑紫菜两种；其中长江以北包括江苏和山东等省份沿海地区是以条斑紫菜为主的栽培区，长江以南包括浙江、福建和广东等省份地沿海地区是以坛紫菜为主的栽培区[8]。
我国条斑紫菜的人工栽培起步于20世纪70年代的江苏南通一带的沿海地区，至今历经40多年的发展，特别是在经历了20082010年的快速扩张期后，栽培面积基本稳定在4万公顷左右[9]；条斑紫菜栽培区中99%以上分布在江苏省沿海[10]，而江苏省的条斑紫菜产量也高达我国条斑紫菜总产量的90%以上。坛紫菜是我国独有的暖温带栽培品种，产量约占全国紫菜总产量的75%左右[11]，近年来随着坛紫菜的价格上涨以及栽培技术优化，其栽培地区渐渐扩张到江苏省。
1.3 紫菜的主要光合色素
光合色素不仅有助于藻类植物进行光能的吸收和转化，还具有光保护的作用[12]。紫菜中进行光合作用的主要捕光色素有：叶绿素a(Chlorophyll a, Chl a)、藻红蛋白(Phycoerythrin, PE)、藻蓝蛋白(Phycocyanin, PC)和别藻蓝蛋白(Allophycocyanin, APC)，其中Chl a、PE和PC含量的不同和比值不同会导致紫菜藻体显现出不同颜色，紫菜的光合色素特性不仅取决于它们自身的遗传性，还受到环境因素的影响[13,14]。
1.3.1 叶绿素
叶绿素(Chlorophyll)是植物进行光合作用十分重要的一类色素，也是色素中较为不稳定的化合物，植物体内的叶绿素含量与其生长速率有很重大的关系，而且干紫菜中叶绿素含量的高低和我们对紫菜的色泽感官评价最为密切[15]。每种植物细胞内的叶绿素含量会因其种属、生长年份、生长率、光照强度和营养状态的不同而不同[16]。
1.3.2 藻胆蛋白
除了叶绿素以外，海藻类植物还含有一类拥有良好的生理功能和生物活性的海藻提取色素——藻胆蛋白(phycobiliprotein，PBP)，对于紫菜而言最重要的是藻红蛋白(λmax=540~570 nm)和藻蓝蛋白(λmax=615~640 nm) [17,18]，其含量和比值是我们选育高品质紫菜的重要指标之一。
1.3.3 类胡萝卜素
类胡萝卜素存在于叶绿体中，是一类无毒无害的天然色素，而且具有高效淬灭单线态氧和清除自由基的作用[19]，类胡萝卜素的主要功能是吸收蓝紫光、传递光能从而保护叶绿素。
1.3.4 紫外吸收物质
紫外吸收物质的分子中含有能够吸收250～360 nm波长范围内高能有害紫外线的结构[20, 21]，吸收太阳紫外线能量后，紫外吸收物质从基态激发到激发态，再从激发态回到基态，在这一过程中其所吸收的能量会通过发射低能量、长波长的辐射(如红外线、可见光等) 而消散，从而保护细胞[22]。
紫菜叶状体的表观颜色，与其主要光合色素的含量和比值有关[14]；而且紫菜的光合色素特性影响其光合速率，从而影响其生长和发育，并最终影响紫菜产品的质量；因此，人工栽培中，紫菜的光合色素含量及其比值有助于选育和判定品种的优劣[23]。
1.4 研究目的与意义
近些年，紫菜栽培中出现了品种混杂、品种（系）退化、抗逆性不强、病害频发等现象，给我国紫菜产业带来不小的损失；紫菜丝状体作为其生活史的微观阶段，在室内较易培养和扩繁，成为良种和优良品系选育和保存的对象，所以，本文对江苏省沿海栽培用的主要紫菜品系的丝状体进行初步研究，分析比较了1个坛紫菜品系和4个条斑紫菜品系丝状体的光合色素特性，为其室内培养和育种研究提供基础数据资料。
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