全 文 ：研究报告 · R E P o R T s
6℃ 0 一 Y 射线诱变条斑紫菜丝状体的研究 `
王素娟 ` 马凌波 2 许 璞 3 朱建一 3
( ’ 上海水产大学渔业学院 2 0 0 0 9 0)
( 2 中国水产科学研究院东海水产研究所 上海 2 0 0 0 9 0)
( 3 江苏省海洋水产研究所 南通 2 2 6 0 0 7)
郑元铸 `
提要 利用 6Oco 一 Y 射线对条斑紫菜 oP 叩 h尹 。 ye 刃 en sl 自由 丝状体进行诱变 。 经照射后 , 丝
状体受到严重损伤 , 但 部分仍具钻入 贝壳的能 力 。 部分丝状体发生颜 色变异 , 而且后代 叶状
体也表现为相 同的颜色 。 部分未变异的丝状体在放散出壳袍 子 ,并葫发成幼 苗后也表达 了
颜 色变异 。 低剂量的照射 可 以促进藻体的生长 , 并产生形态上 的变异 。 对照射藻体的海上 栽
培实验也进行 了观察和测量 。
关键词 条斑紫菜 , 6Oco 一丫射线 , 丝状体 ,诱变 ,色素变异
由于红藻色素突变体在进行遗传分析后可作为
其生活史中发生特殊生物事件的标记 , 有助于进一步
了解红藻的基本遗传规律 , 并可以通过杂交育种获得
栽培新品种 , 因而色素突变体的研究受到了许多学
者的重视 。 利用 丫 射线等电离辐射对紫菜进行诱变育
种的工作较少报道 。 赵成章等 , 1 9 8 3 年 ; 程祝宽等 ,
1 9 9 1年 ;顾铭洪等 , 2 9 9 1 年 ; H e l e n z 等 1 9 5 3 年的研究
表明 , 电离辐射诱变主要见于高等植物 , 并在高等植
物的育种工作中被证明是一种有效的诱变手段 。 本
实验利用 丫 射线对条斑紫菜自由丝状体进行诱变 ,对
丝状体的辐射敏感性 , 丝状体在辐射后的色素变异情
况进行了观察 , 以期获得良好的诱变效果并建立一种
合适的诱变方法 ,使之在紫菜育种工作中得以应用 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
实验采用条斑紫菜 oP 峥hy , 。 尹勿 e ls z、 丝状体 。 条
斑紫菜采自江苏省如东县海区半浮动筏上的藻体 , 现
场阴干后带回实验室 。 藻体经反复洗净 ,切取成熟部
分 ,撕成小片 ,置于三角烧瓶中 ,摇晃后静止培养直至
丝状体藻落出现 。 两个月后挑选生长旺盛 、 纯净的藻
球 ,分瓶培养 、 保存 ,供实验随时使用 。
1
.
2 培养
自由丝状体培养温度 18 一 2 C , 光强 30 一 50
件m o l八m Z · s ) , 1 2 L : zZD ; 贝壳丝状体藻丝发育 2 5
一 2 6 C , 光强 5 0一 6 0 件m o l / ( m Z · S ) , 1 ZL : 1 2 n ;抱子
一9 9 9 年第 」期
囊枝形成后期 2 3一 2 4 `c ,光强约 5 0 o m o l / ( m Z · s ) ,
1 OL
:
1 4 D
。
当贝壳丝状体大量形成泡子囊枝后 ,改静止培养
为微流水培养 ,并降温至 17 一 1 8 C , 7一 s d 后开始放
散壳饱子 。 取放散高峰时的壳饱子 ,使之附着于筛绢
或玻片上 , 以便培养及观察 。
壳抱子萌发生长时培养条件 为 : 光强 70 一 80
“ m o l / (m Z
·
s )
,
1 2 L
:
1 2 D
,
1 8一 2 0 C 。 在生长至 5 m m
后 , 于三角烧瓶中静止或充气培养 。 光强约 80 o m ol /
( m Z
·
s )
,
1 2 L
,
1 2 D
,
1 2一 1 5 ’C 。
1
.
3 丫射线辐射实验
条斑紫菜自由丝状体在照射时按 .0 02 9 / m l( 湿
重 )密度 ,装入 5 只 巧 ml 试管中 ,每只试管 10 ml ,辐
射前保证管中材料均匀分布 。
辐射后第 1天黑暗培养 , 3 d 后每 日换水 l 次 。 丝
状体在辐射后第 3 天接种于贝壳上 ,每组使用 贝壳 3
枚 。 藻丝切段约 1 0 0一 2 0 0 o m , 接种密度为 1 0 0 0 段 /
e m Z
,培养同 1 . 2 。
1
.
4 丝状体大批辐射生产性实验
称取条斑紫菜 自由丝状体 (滤干后湿重 )约 4 9
于 2 0 0 m l 三角烧瓶中 。 辐射参数为 5 0 0 G y , 7 4 m i n ,
距钻源 0 . 95 m 。 辐射后第 3 天接种于 贝壳上 ,密度为
1 0 。段 c/ m , , 贝壳面积 18 m Z 。 培养条件同大规模生
产 。 培养 1 5 0 d 后 , 自然水温降至 18 一 20 ` C , 开始采
国家 “ 九五 ” 攻关项 目 96 一c0 1一 0 5一 01 号 。
收稿日期 : 1 9 9 8一 0 7一 2 2 ;修回 日期 : 1 9 9 8一 2 1一 2 0
壳抱子于生产网上 ,共 60 个网 ,采壳抱子密度为 61
个抱子 c/ m 棉纱线 。 次日下海区进行栽培实验 。
2 结果
2
.
1 丫射线辐射对条斑紫菜丝状体的影响
实验表明 , 条斑紫菜 自由丝状体经 丫射线辐射
后仍具有钻壳和萌发生长的能力 ,但是辐射较大地影
响了丝状体的成活率 ,而且随剂量的增大 ,丝状体的
成活率下降 。 到 1 00 G y 以上时 , 丝状体基本很少成
活 (表 l ) 。 丝状体在照射后出现了一些变异体 , 在贝
壳上生长成不同颜色的藻落共 5 种颜色 (红色 、 紫色 、
绿色 、 桔黄色以及野生型 )( 图 1 一 1 ) , 色素变异频率随
剂量升高而增加 ,但由于处理后存活的藻落随剂量加
大而急剧减少 ,而且色素变异的总量实际上也没有增
加 。 因此 1 0 一 2 50 G y 可以认为是合适的诱变剂量 。
2
.
2
.
2 丫射线辐射对丝状体后代生长的影响
丫 射线对丝状体后代的作用不仅仅表现为色素
变异的影响 ,还表现为后代生长上的差异 。 表 4 显示 ,
从后代叶状体的生长情况看 ,辐射剂量在 50 0 G y 以
上时 ,辐射的影响表现为使后代的生长受到限制 , 而
低剂量组 25 0 G y , 10 G y 组的后代叶状体从其叶长
和叶宽两方面看 ,大多数个体的生长优于对照组 。
表 l
T日 b .
Y一射线对亲斑紫菜丝状体成活率的影响 否
E f f e e t o f .吃。 一丫 r a y i r r a d i a t i o n o n s u r v i v a l o f e o n -
e h o ce l i s o f P o r Ph y
r a 夕 e z o e ” s 诬s
照射剂量 ( G y ) 1 0 0 0 5 0 0 2 5 0 10 0 0
剂量率 ( G y / m i n ) 3 2 . 0 7 1 6 . 0 3 8 . 0 2 4 . 0 1 0
检查到藻落数 7 4 d 1 2 6 5 2 2 1 5 3 4
变异藻落数 1 4 8 10 0
成活率 (% ) 0 . 7 7 3 . 16 6 . 4 8 2 1 . 4 5 10 0
变异率 (% ) 1 4 . 2 9 9 . 0 9 6 . 3 5 1 . 9 0 0
, 丝状体经照射后 3 d 采于贝壳上 ,培养 30 d 后 , 在 4义 10 倍数显
微镜下检查 45 个视野 的藻落数 ,成活率 一 各组检查到藻落数 /对
照组检查到藻落数 x 10 % 。
2
.
2 丫射线辐射对丝状体后代的影响
2
.
2
.
1 色素变异在诱变丝状体后代的表达
实验显示 ,在一定条件下 ,经辐射后并接种于贝
壳上的丝状体可以象正常的丝状体一样生长发育成
熟并放散壳饱子 。 放散出的壳泡子大多为野生型 , 同
时还产生了一定量的具有变异颜色的壳抱子 。 壳抱
子萌发分裂后 , 长成的个体呈现出各种变异现象 。 其
中具有变异颜色的饱子直接长成同颜色的叶状体 , 而
野生型的饱子中有部分经分裂后形成具有不同色块
的嵌合体 (图 l 一 2一 1一 4 ) 。
从表 2 、 表 3 可看出在叶状体后代中剂量 10 G y
以上的各组均出现不同程度的色素变异体 ,并且随剂
量增大其变异率上升 。 在变异个体中以单色型变异
个体占最大比例 , 2嵌合块个体也占有较大比例 , 而 3
嵌合块个体极少 , 没有发现 4嵌合块个体 。
表 2 色素变异在诱变丝状体后代的表达 I
T a b
.
2 E x P r e s s i o n o f p i g m e n t v a
r i a n e e i n h a P l o i d 朗 m e t o Ph y t i e
P r o g e n i e s f r o m e o n e h o e e l i s t r e a t de w i t h y
一 r a y s l
剂量 ( G y ) 1 0 0 0 5 00 2 5 0 1 0 0 0
剂量率 ( o y / m i n ) 3 2 . 07 16 . 0 3 5 . 02 4 . 0 1 0
总色块 一 1 68 1 6 6 1 6 5 15 0
色素变异型细胞块 一 51 38 31 。
野生型细胞块 一 1 17 12 8 13 4 1 5 0
变异率 ( % ) 一 3 0 . 3 6 2 2 . 8 9 18 · 79 0
注 : “ 一 ” 表示 1 o 0 G y 组因不放散或放散量极少无法计数 。
表 3 色案变异在诱变丝状体后代的表达 n
aT b
.
3 E x P r峭 i o n o f p i g m e n t v a r i a n e e i n h a p l o i d 朋 m e t o Ph y t i e
P r o g e n i e s f r o m e o n e h o e d i s t r e a t e d w i t h y
一 r a y s 1 1
剂量 ( G y ) 1 0 0 0 5 0 0 2 5 0 1 0 0 0
剂量率 ( G y / m i n ) 3 2 . 0 7 1 6 . 0 3 8 . 02 4 . 0 1 0
检查个体 15 0 15 0 15 0 15 0 1 5 0
野生型个体 一 1 0 6 1 1 3 1 2 6 1 5 0
单色型变异个体 一 26 2 15 0
2 嵌合型变异个体 一 17 14 9 。
3 嵌合型变异个体 一 1 1 0 0
注 : “ 一 ’ ,表示 1 0 0 G y 组因不放散或放散量极少无法计数 。
表 4 丫射线对丝状体后代生长的影响 ` ’
T a b
.
4 E f f e e t o f i r r a d i a t i o n o n g r o w t h o f P r o罗 n i e s o f e o n -
e h o e e il s t r ae tde w i t h V
一 r a y s
剂量 ( e y ) 5 0 0 2 5 0 1 00 0
剂量率 ( G y / m i n ) 1 6 . 0 3 8 . 0 2 4 . 0 1 0
平均叶长 印m ) 1 22 . 9 1 5一 5 16 7 . 3 14 0 . `
平均叶宽 ( 协m ) 2 6 . 6 3 0 . 2 3 0 . 8 2 9 . 6
长宽比 4 . 6 3 5 . 0 2 5 . 4 3 4 . 8 3
” 培养 30 d 后进行测量 , 每组随机检查 3 0 个个体 。
2
.
3 丝状体的大批辑射实验
丝状体在接种于 贝壳后经培养萌发出多种颜色
变异的藻落 ,变异率为 9 . 46 % 。 成熟后的贝壳丝状体
在气温下降至 2。 ’C 左右后开始放散壳饱子 。 在壳饱
子中同样出现了许多颜色变异体 。 壳抱子以一定密
度附着于生产性网绳后下海进行栽培实验 , 情况如表
5
。
海洋科学
3 讨论
由结果可以看出 , 丫 射线辐射对条斑紫菜丝状体
以及后代都具有一定的影响 。 它表现为 :
丝状体经辐射后 ,一部分个体直接发生色素变
异 , 产生各种颜色的色素变异体 , 这些色素变异的丝
状体产生的后代叶状体也表现为同丝状体一样的颜
色而几乎没有发现色素嵌合体 ,推测其中原因很可能
是 由于丝状体在经诱变后直接产生的色素变异大多
为胞质变异 , 因而使后代叶状体表现出同种颜色 。 而
另外还有一部分丝状体经辐射后在丝状体阶段并不
表现出颜色变异 , 只有在放散出壳饱子 , 而且在壳抱
子分裂后才表现出色素变异 ,这些色素变异体一般表
现为野生型和变异型相嵌合的 2 嵌合体或 3 嵌合体 ,
这表明在诱变后发生的细胞核基因突变可能因被显
性的野生型所掩盖所以只表现出野生型的丝状体和
壳饱子 , 只是在减数分裂后才表现出变异的颜色 。 实 -
验间接地证实了条斑紫菜减数分裂发生在壳抱子萌
发阶段这一结论 。
低剂量的 丫 射线辐射对丝状体的后代叶状体生
长表现为促进作用 , 出现许多生长差异较大的个体 ,
这或许是因为诱变所造成 D N A 损伤后的应激反应导
致部分细胞变异 ,变异后的细胞或者生长分裂快速 ,
或者生长停滞 。 在高剂量组中也发现个别生长快速
的个体 ,但由于大多细胞受到的损伤难以修复或修复
后个体分裂缓慢导致平均生长速度慢于低剂量组 。
表 5 诱变丝状体后代下海实验情况
T a b
.
5 G r o w t h o f g a m e t o p h y t i e t h a l l i d e r i v e d f r o m e o n e h o e e l i s
i n t h e s e a i r r a d i a t e d b y V一 r a y s
天数 d( ) 苗数 , ) 色素变异体 变异率 (% )
2 0 2 63 1 07
3 5 5 08 57
5 0 8 1 1 5 4
4 0
.
68
1 1
.
22
6
.
6 6
l) 为每 c m 苗绳上 的小苗 (包括色素变异体 )的数量 。
从实验结果看 , 利用 丫射线诱变条斑紫菜丝状体
的结果与许璞 1 9 9 7 年 N G 诱变的结果极为相似 ,但
还需进一步对所获得的色素变异体及形态变异体进
行遗传分析才能真正地证实以上推测 。 总之 ,利用 丫
射线辐射诱变育种具有快速有效的优点 ,随着个体筛
选技术的进一步改进 , 完全可以作为一种新的育种手
段 。
S T U D Y O N U S IN G G A M M A
一
R A Y T O IN D U C E M U T A T I O N I N
C O N C H O C E L I S O F P o r P h y r a y e 么 o e 牡 s 憾s
w A N G S
u 一 zu a n l M A L in g
一
b o
Z x u P u 3 Z H U J ia n
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y i 3 z H E N G Y u a n
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声
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i 几 s h钾昭 5 Un z: 。 s : t夕 2 0 0 0 9 0 )
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J u ly 2 2
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1 9 9 8
K e y W
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r 尹h夕: a 夕e : o e儿5 1￡ , 6℃ o 一 丫 r a y , C o n e h o e e l i s , P i g nr e n t , M u t a n t
A b s t r a e t
F r e e
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xiv in g e o n e h o e e一15 o f 肠 ,刀h夕, a 尹刃 e n s z 、 U e d a ( B a n g i a l e s , R h o d o p h y t a ) w a s t r e a t e d w i th “℃ o 一丫 r a y s o f d sf f e r -
e n t d o s e s ( r a n g e f r o m 1 0 0 G y t o 1 0 0 0 G y ) t o in d u e e m u t a t i o n
.
M
o s t o f th e e o n e h o e e l i s m a i n t a i n e d th e e a P a b i l i t y o f e n
-
t e r in g s h e l l s a n d f o r m i n g e o l o n i e s in s h e l l s
,
b u t th e v i t a l i t y o f th e e o n e h o e e l i s w a s s e r i o u s l y im Pa i r e d b y th e 丫 i r r a d i a t i o n .
A f e w e o n e h o e e l i s s h o w e d P ig m e n t m u t a n t s o f s e v e r a l e o l o r s
.
T h e P r o g e n y b l a d e s f r o m e o n e h o s P o r e s o f th e nr u t a n t s
s h o w e d t h e s a nr e e o l o r s
.
H o w e v e r
, s o m e i r r a d i a t e d e o n e h o e e l i s d id n o t s h o w th e e h a n g e i n e o l o r a t t h e e o n e h o e e l i s s t a g e
.
4 6 海洋科学
o n ly w h e n e o n e h o s P o r e s o f t h e s e e o n c ho
c e li s h a d g e r m i n a t e d i n t o y o u n g f o l i o s e th a l l i
, e o u ld t h e P ig m e n t m u t a t i o n s b e
o b s e r v e d
.
L o w d o s e ( 1 0 0G y ) i r r a d ia t i o n P r o m o t e d th e g r o w th o f t h a l l i o f i r r a d i a t e d e o n e h o e e l i s
, a n d nr a n y i n d i v id u a l s
w i th d iv e r s e m o r P h o lo g i es w
e r e a lso o bs e r V e d
·
C o n c h os Po r e S o f th e i r r a d i a t e d c o n c h o c e l i s a t t a c h e d t o th e c u l t u r e n e t s
w e r e e u l t u r e d in t h e s e a
, a n d g r o w t h o f th e s e P r o g e n i e s w a s o b s e r V e d a n d m e a s u r e d
·
几种单胞藻对婆罗异剑水蚤群体增殖的影响 `
黄加棋 黄辉洋
(厦门大学海洋学系 3 6 1 0 0 5 )
提要 研究 了不 同浓度的三角揭指藻 ( hP ae od ac tyl 。饥 to co 。 耐 u m ) 和 不 同种单胞藻单独喂养
及混合喂养对婆罗异剑水蚤 A即cy 吻那 俪 ne oe ns 昭 群体增殖的影响 。 经 10 d 的培养 , 初 步得
出 : 三 角褐指藻对婆 罗异剑水蚤适宜的浓度为 20 又 1创 ~ 50 又 l少 ce ll/ ml ; 在 4 种单胞藻中 ,
等鞭金藻 ( ,os e加 ys : 。 s p . )效果最好 , 扁藻 ( lP a t夕m o n a s he ig o l a ; do c a )次之 , 小球藻 ( hC l , e l al s p . )最
差 ;几种单胞藻混 合喂养婆罗异剑水蚤 , 其群体增殖效果 总体上 比单种藻类喂养来得显著 。
还就 不 同浓度 的藻类及 不 同种 藻类单独或 混合喂养对婆 罗异剑水蚤群体增殖的影响进行
讨论 。
关键词 婆罗异剑水蚤 ,群体增殖 ,三角褐指藻 ,单胞藻
有关挠足类培养 , M u l l i n 1 9 6 3 年 、 H a q 1 9 7 2 年 、
z u r一in i 1 9 7 8 年 、 K a h a n 一9 5 2 年和 n a v i s 1 9 5 3 年先后
做过连续世代培养 、 繁殖及与生态条件关系的研究川
国内曾就细巧华哲水蚤 (从 no ca 勿朋。 et ne u二 ) 、 日本虎
斑猛水蚤 ( igT , : o尸。 、 7a即 n : e o s ) 、 双齿许水蚤。从流仍 a e无。 。
血 b。 ) 、 尖额真猛水蚤 (血妙那 ac 砚 i介 on 。 )和婆罗异剑水
蚤等进行过培养研究 ,有的还做过饵料实验〔2一滩〕 。
一般说来 ,发育快 , 生殖周期短 ,而且是广温 、 广
盐和广分布 , 生活力较强 ,食物链较短的近岸半咸水
种类较易培养成功 3j[ 。 婆罗异剑水蚤是符合上述 条件
的种类 ,因此选择它作培养对象 。 本文对厦门赏雪湖
采集的婆罗异剑水蚤进行室内培养 ,研究不同单胞藻
单独喂养和混合喂养以及同一种藻类不同浓度对其
群体增殖的影响 , 以筛选出适合藻类和浓度 , 为今后
大面积培养提供参考 。
新鲜藻液水 , 然后虹吸实验杯中大部分水 , 再倒入新
鲜藻液水 , 虹吸管头部套 4 0 目筛绢 , 以防止幼体被
吸出 。 所有实验均于 28 ℃ 的恒温培养箱进行 。 每个
浓度均设有 2 个平行组 。 经过 10 d 的群体培养 , 然
后 , 用 3 %福尔马林同时加入所有实验的烧杯中 , 以
固定所实验的动物 ,后鉴定各期幼体并计算其数量 。
婆罗异剑水蚤雌体两侧各挂 1 个卵囊 ,每个卵囊
平均 17 个卵粒 ,每只则以 34 个卵粒计算其增殖率 。
日平均增殖率参考了陈世杰 ( 1 9 8 8) 的公式 :
1
,
N
。
群 一 厂一~ 丁川 万厂L l 一 L l ` 丫 0
N 。 为开始培养时挠足类的密度 ; N , 为 t 时间
旧 )时挠足类的密度 ; t。 , t 、 为起始与终止的培养 日 ; 尽
为挠足类的日平均增殖率 、
2 结果
材料与方法
婆罗异剑水蚤系 1 9 9 5 年 4一 5 月份在厦门赏雪
湖采集的 。
实验室所用的海水经 60 件m 孔径的滤膜过滤 , 自
然海水比重为 1 . 0 2 0 ,盐度约 28 。 实验所用的烧杯为
50 0 ml
,装入已配好各种实验藻液 1 50 ml , 放入 6 只
带卵囊的婆罗异剑水蚤 。 每天先配好含相应浓度的
1 9 9 9 年第 4 期
之. 1 不同浓度的三角褐指藻对婆罗异剑水蚤群体增
殖的影响
三角褐指藻的浓度分别为 10 x lo 布 , 20 只 10 ` , 40
X 1 0 刁 , 5 0 火 1 0币 , 8 0 只 1 0刁 , 1 0 0 又 1 0` 和 2 0 0 只 1 0 刁 e e l l /
国家自然科学基金资助项 目 4 9 6 3 6 2 2 0 号 。
收稿日期 : 1 99 8 - -一 4 ;修回日期 : 19 9 9一 0 2一 1 1