条斑紫菜环境胁迫适应分子机制的转录组学研究

条斑紫菜是具有重要科学研究价值的经济海藻，是潮间带藻类代表性物种，也是藻类基因组学和抗逆分子生理学研究的理想模式物种。随着潮汐涨落潮间带环境理化因子急剧变化，以条斑紫菜为代表的潮间带定生海藻显示出极强的抗逆能力，表明其能够调节并适应环境胁迫，但迄今为止对其抗逆分子基础尚缺乏深入了解。.本项目以条斑紫菜为实验材料，通过潮间带保真取样和室内模拟相结合的实验方法获得可靠的研究材料，采用全转录组测序和数字化基因表达谱等高通量分析技术，系统解析高光胁迫（包括紫外线）、温度胁迫（高温、低温）、渗透压胁迫（高渗、低渗）下条斑紫菜转录组特征；比较不同胁迫因子作用下的基因表达谱差异，鉴定胁迫响应关键基因和各类胁迫响应特征性基因，辨别作用于条斑紫菜的重要环境胁迫因子。通过研究将系统了解紫菜适应环境胁迫的分子遗传机制，阐释其时空分布和丰度特性的分子生态基础，为条斑紫菜抗逆育种和栽培技术改良提供重要参考。

条斑紫菜是具有重要科学研究价值的经济海藻，是潮间带藻类代表性物种，也是藻类基因组学和抗逆分子生理学研究的理想模式物种。随着潮汐涨落潮间带环境理化因子急剧变化，以条斑紫菜为代表的潮间带定生海藻显示出极强的抗逆能力，表明其能够调节并适应环境胁迫，但迄今为止对其抗逆分子基础尚缺乏深入了解。. 本项目以条斑紫菜为实验材料，通过潮间带保真取样和室内模拟相结合的实验方法获得了可靠的研究材料，采用全转录组测序和数字化基因表达谱等高通量分析技术，系统解析了高光强胁迫（包括紫外线）、温度胁迫（高温、低温）、渗透压胁迫（高渗、低渗）下条斑紫菜转录组特征；通过比较不同胁迫因子作用下的基因表达谱差异，鉴定了一批胁迫响应关键基因和各类胁迫响应特征性基因。其主要类型包括：（1）与保持细胞结构完整性相关的蛋白，如T型复合多肽1（TCP-1）、晚期种胚丰富蛋白 (LEA)；（2）与光强变化适应相关的酶类，如与低光强适应相关的原叶绿素还原酶（DPOR）和高光强适应相关的高光诱导蛋白（HLIP）；（3）抗氧化和活性氧清除相关的酶类，如矾依赖的溴过氧化物酶、脱卤代酶样的水解酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶，以及超氧化物歧化酶等；（4）与抗紫外辐射相关的类菌胞素氨基酸（MAAs）、类黄酮类物质；（5）碳代谢适应相关的完整的C3/C4代谢途径。. 通过对这些胁迫响应特征性基因的深入研究，辨别发现了渗透压胁迫和温度胁迫是影响条斑紫菜时空分布的的重要环境因子。通过系统了解紫菜适应环境胁迫的分子遗传机制，将有助于更加深入第阐释条斑紫菜时空分布和丰度特性的分子生态基础，为条斑紫菜抗逆育种和栽培技术改良提供重要参考。.在本项目的资助下，已发表论文5篇，其中SCI论文3篇；授权专利2项；出版译著1部；获得国家科学技术进步二等奖1项，省部级一等奖1项；培养博士研究生1名，硕士研究生6名。另外，还有3篇论文有待发表。