浒苔(Ulva prolifera)生殖遗传学的初步研究

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浒苔(Ulva prolifera)属于绿藻门(Chlorophyta)、绿藻纲(Chlorphyceae)、石莼目(Ulvales)、石莼科(Ulvaceae)、石莼属(Ulva),是引起大规模绿潮暴发的致因种之一。近些年来,绿潮浒苔的发生范围和频率呈递增趋势,引起全世界的广泛关注和学术界的研究热潮。通过对2010-2011年间采自于苏北海域的46个群体共135个浒苔(Ulvaprolifera)及缘管浒苔(Ulva linza)的单株藻体做生殖细胞的放散测试,对鞭毛数目进行统计以确定藻体的世代类型,研究发现:(1)浒苔和缘管群体内同时存在孢子体世代和配子体世代,主要由于单性生殖和配子融合生殖导致的;(2)不同采样时间和采样地点,其孢子体世代和配子体世代比例不同,显示出其存在着连续生殖现象。本文发现了一种新型的浒苔单倍体生活史,并对这种生活史进行了相关研究。在大量浒苔单株培养中,发现编号为200910096的孢子体藻体,其放散出的四鞭毛、负趋光性的孢子,其萌发藻体成熟后可放散四鞭毛、负趋光性的生殖细胞,并不经过融合生殖发育为单倍体藻体,形成了一个连续循环的生活史类型。在本实验中(1)对连续4个子代藻体放散的生殖细胞鞭毛数目和趋光性进行了检测,发现生殖细胞都为四鞭毛,且都具有负趋光性;(2)通过苏木精染色技术,对各子代藻体的体细胞染色体进行核型鉴定,发现藻体都为单倍体(n=8);(3)对子二代、子三代和子四代的ITS序列进行扩增测序结果显示,三代的ITS序列全部相同。以上研究表明了这种生活史是稳定存在的,且不同于之前发现的浒苔自然生活史、单性生殖生活史和无性生殖生活史。为研究浒苔有性生殖的遗传模式,本文以采自于不同地区的7个浒苔群体为研究对象,每个群体取4个单株藻体,提取全基因组DNA,对定位于叶绿体基因组的rbcL序列和定位于核基因组的ITS序列进行扩增,每个单株都挑取4个以上的克隆进行测序,共获得了142条rbcL序列和130条ITS序列,对各序列的长度、变异位点和信息位点数、群体内的遗传距离进行了统计,发现:(1)浒苔个体内的rbcL及ITS序列存在不同基因型,聚类分析显示来自于同一单株的克隆之间聚成了若干分支;(2)不同株间的rbcL及ITS序列也存在着差异,在系统发育进化树中被聚类为两个主要的分支。rbcL序列研究显示浒苔有性生殖过程中存在着质体基因组的双亲遗传模式;ITS序列分析结果同时表明,这种细胞质双亲遗传现象来自于种群内和种群间的配子融合生殖。
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