野生坛紫菜的性别与性别决定机理研究

坛紫菜是我国最主要的栽培种之一，产量占全国紫菜产量的七成左右，栽培所使用的种质大部分仍是野生种。但野生种坛紫菜的性别和性别决定机理至今尚不清楚，已有的研究报告多偏重于对它的性别表观描述和统计。本项目将使用已获得的坛紫菜人工色素突变体，利用遗传杂交分析、分子标记、体细胞再生、单性生殖、单棵培养等研究手段，通过对野生坛紫菜壳孢子萌发体在室内单株培养观察，坛紫菜减数分裂的发生位置是否会受到生态条件的影响，天然条件下坛紫菜的单性生殖是否进行，以及坛紫菜叶状体是否会发生性别转化等研究，旨在揭示天然野生坛紫菜群体的性别真相、坛紫菜的性别决定与分离机制、坛紫菜的性别转化存在与否、以及从分子水平上进一步验证坛紫菜减数分裂的发生位置。阐明坛紫菜的性别和性别决定机理不仅具有重要的学术价值，而且对确立坛紫菜成为研究海洋植物性别发育的模型生物地位，促进紫菜遗传与育种的深入开展均有重要意义。

坛紫菜是我国主要的养殖经济海藻，其产量约占全国紫菜产量的八成，人工养殖已超过50年时间。然而，它的性别真像和性别决定机理尚不清楚。本项目以色素突变体的颜色和性别作为遗传标记，利用遗传杂交分析、体细胞克隆再生、单性生殖等手段，系统研究了坛紫菜的性别和性别决定机理。. 取得的主要成果: 1.证实坛紫菜的性别是以雌雄同体为主，并非以往研究所报道的以雌雄异体为主；2.坛紫菜的性别是由一对核基因控制的，性别基因在壳孢子萌发初期的减数分裂中发生了分离，四分体的每个细胞的性别已经决定，最后发育成雌雄性别直线型排列的块状嵌和叶状体。3.由于四分体的发育不同步以及叶状体的梢、中、基部的成熟时间不同步，使得叶状体的真实性别难以被观察到，导致宏观观察通常是雌雄异体为主，少数为雌雄同体;4.坛紫菜的性别不存在转化或分化现象，但在减数分裂时可能存在基因转变现象，导致极少数叶状体上出现性别的异常分离。5. 用分子标记法，再次证实坛紫菜壳孢子萌发的最初二次细胞分裂是减数分离，并且不会受生长条件而改变。本项成果在理论上进一步完善了坛紫菜的生活史，同时也促进了坛紫菜遗传与育种的深入开展。. 上述研究成果在国内外学术会议上作了6次发表，发表研究论文12篇。在项目执行期间，培养了1名博士研究生和7名硕士研究生.. 在项目执行期间，获得国家科学技术进步二等奖（第一名），获得上海市科学技术进步一等奖（第一名）