基于多性状综合评价的条斑紫菜(Neopyropia yezoensis)耐冷性分析及种质筛选体系构建

针对条斑紫菜(Neopyropia yezoensis)冬季栽培中低温胁迫导致的减产问题，中国海洋大学团队通过测定60个品系的生长速率、光合参数(Fv/Fm、ΦPSII)和色素含量(Chl a、PE、APC)等13个性状，建立包含叶面积、日增长率(DGR)等核心指标的耐冷性综合评价模型(D=0.387Area+0.122Chl a+0.242Fv/Fm+0.066APC-0.086，R2=0.955)，将65%品系划分为耐冷型，为紫菜抗寒育种提供新方法。

　　

在东亚沿海的冬季，海面上漂浮的紫菜养殖网帘常会遭遇刺骨寒潮。作为重要的经济海藻，条斑紫菜(Neopyropia yezoensis)的栽培季节横跨整个寒冬，但低温会显著抑制其生长速率，导致叶片褪色甚至死亡。尽管这种红藻本身具有冷水物种的特性，但不同品系间耐冷能力存在显著差异。传统育种依赖单一生长指标筛选效率低下，如何建立科学的综合评价体系，成为提升紫菜产业抗寒育种效率的关键瓶颈。

中国海洋大学海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室的Zhai Zi-xiang、Du Guo-ying等研究人员，通过对60个条斑紫菜品系进行多维度表型分析，首次构建了基于主成分分析(PCA)和隶属函数法的耐冷性评价模型。该研究将实验室保存的野生型、栽培型和突变体品系在5°C低温下培养，测定叶面积、日增长率(DGR)等生长指标，结合光合参数(最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Φ_PSII)和色素含量(叶绿素a、藻红蛋白PE、别藻蓝蛋白APC)，通过冷耐受系数(CTC)标准化处理数据，最终发表于《Aquaculture》。

关键技术包括：(1)60个品系的低温胁迫实验设计；(2)13项生理指标的标准化测定；(3)基于PCA的权重分析；(4)隶属函数法构建综合指数D；(5)多元线性回归建模。

【Phenotypic characters of N. yezoensis under low temperature】
低温条件下，60个品系的13个性状呈正态分布，其中8个性状(如DGR下降23.6%)显著受抑制，而PE含量增加12.3%，表明藻红蛋白可能参与低温适应。

【Discussion】
研究突破传统单一指标局限，首次确定叶面积(权重0.387)、DGR、F_v/F_m(0.242)和APC为核心评价指标。耐冷品系普遍表现出更高的光合色素保存能力和PSII系统稳定性。

【Conclusion】
建立的D指数模型可准确预测品系耐冷性(R²=0.955)，65%品系具有中等以上耐冷能力。该体系为紫菜抗寒育种提供标准化筛选工具，对应对气候变化下的海水养殖业具有重要意义。

研究发现，耐冷品系通过维持较大的叶面积保障光能捕获，同时保持较高的F_v/F_m值(>0.7)确保光合电子传递效率。值得注意的是，藻胆蛋白(PE/APC)含量与耐冷性正相关，暗示其可能作为低温保护的"分子开关"。这些发现不仅为紫菜育种提供分子标记，也为理解藻类低温适应机制开辟新视角。