开发野生二倍体四分孢子体新品系:利用野生囊果亲本孢子苗培育卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)遗传多样性资源

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Aquaculture 3.9

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  为解决商业化卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)长期无性繁殖导致的遗传疲劳问题,研究人员通过野生囊果亲本孢子苗培育TR-C5(KALV-D4)、TR-R3(KALV-D3)等新品系。研究发现海陆培育条件下菌株生长率差异显著(0.85-5.78% day?1),TR-S8对冰病(IID)抗性突出,生化指标呈菌株特异性差异。该研究为藻类养殖业提供了抗逆性新品种开发策略。

  

在东南亚沿海社区,卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)养殖因其短周期、低成本成为重要经济产业。这种能生产κ-型卡拉胶(carrageenan)的红藻,广泛应用于食品、医药等领域,占全球藻类产量的28.92%。然而自1970年代菲律宾首次驯化以来,持续数十年的无性繁殖导致商业菌株出现遗传疲劳,表现为生长衰退、冰病(IID)易感性增加。这种由环境压力引发的疾病会造成藻体白化软化,近年已在菲律宾、印尼等多国造成大规模减产。

为解决这一产业瓶颈,菲律宾大学海洋科学研究所的研究团队另辟蹊径,从野生种群中发掘遗传资源。他们选取东部萨马岛野生囊果亲本(分子鉴定为KALV-D3/D4/D6等新型单倍型)的孢子苗,培育出TR-C5、TR-R3等二倍体四分孢子体新品系,通过海陆对比实验评估其抗逆性。相关成果发表在《Aquaculture》期刊,为藻类遗传育种提供了新思路。

研究采用孢子诱导培养技术获取野生型后代,通过COI-5P-cox2-3分子标记鉴定单倍型。在博利瑙陆基育苗场(OLBN)和吉万海域分别进行60天培育,监测环境参数(水温29-30°C、NH4+ 0.12-0.89 μM)。对比商业菌株Tambalang brown(KALV-A3),分析生长率、IID发病率及总多酚、可溶性糖等生化指标。

【研究结果】

  1. 生长性能:陆基条件下新品系日增长率无显著差异(4.19-5.78% day?1),但海养30天时出现显著分化(0.85-4.47% day?1),至60天TR-R3达5.26% day?1,体现环境适应性差异。
  2. 抗病特性:TR-S8表现出最低IID易感性,证实抗性与遗传背景相关。
  3. 生化特征:除总蛋白外,各菌株生化指标(如多酚含量)在培育方式和基因型间均存在显著差异,TR-C5海养时碳水化合物积累最高。

讨论指出,野生型KALV-D系列单倍体蕴含的遗传多样性是抗逆性状的关键来源。研究首次证实孢子衍生新品系在海养环境中的表型可塑性,其中TR-R3的生长适应性和TR-S8的抗病性尤为突出。该成果不仅为缓解产业依赖单一克隆的风险提供解决方案,更建立了"野生资源评估-孢子苗选育-抗性验证"的育种技术路径。

值得注意的是,研究强调对野生生殖个体(非营养体)的选择性采集,这种可持续开发模式可避免种群过度捕捞。未来需扩大野生单倍型筛选范围,并验证优良性状的遗传稳定性。该工作由菲律宾科技部农业水产资源研究委员会(DOST-PCAARRD)资助,标志着藻类养殖从经验选育向分子设计育种的重要转型。

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