中国东南沿海典型藻类的休眠体、生活史和系统发育

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藻类休眠体是很多藻类生活史中重要的一个阶段,它对于藻细胞的扩散、度过不良环境具有重要的生态学意义。本研究采集了中国东南沿海42个站位的表层沉积物样品,对其中的休眠体以及萌发得到的细胞形态进行了研究,共鉴定了51种藻类休眠体,分别属于3个门,9个科和19个属,其中在中国沿海首次记录的有8个属(Cochlodinium, Diplopsalopsis,Diplopsalis,Ensiculifer,Eutreptiella,Fragilidium,Woloszynskia,Skeletonema), 26个种(Alexandrium affine,A. sp.1,A.sp.2,Cochlodinium sp.,Diplopsalopsis orbicularis, Diplopsalis lebourae,Ensiculifer,.sp.,Eutreptiella marina,Fragilidium mexicanum,F.sp.1, F sp.2,Gyrodinium sp.,Woloszynskia sP.,Protoperidinium americanum,P. compressum,P. nudum,P. pentagonum,P. sp.1,P.sp.2,Skeletonema dorhnii,S.tropicum,Scrippsiella ramonii, S.sp.1,S. sp.S,sp.3,S.sp.4),并描述了一个新种一东海斯氏藻(Scrippsiella donghaienis),它和锥状斯氏藻的细胞形态完全一致,但它们的孢囊形态不同。 在培养条件下研究了东海2种重要赤潮生物一塔玛亚历山大藻和东海原甲藻的生活史。结果表明f/2缺N的培养液能够诱导塔玛亚历山大藻形成孢囊,一次性培养中形成率最高达到1.99%。大约73.2%和17.6%的孢囊在接种后的第8和第9天形成。新的孢囊3天后便可见红色体,并持续地分泌粘性物质。孢囊在15和20℃的休眠期分别为15和10天。孢囊无须温度的改变就能萌发,20℃条件下形成20天后萌发率为75.6%。长江口沉积物中塔玛亚历山大藻孢囊的密度表现出明显的季节挛化,反映了孢囊形成和萌发的动态过程。在培养条件下首次观察到东海原甲藻的有性生殖过程,包括配子旋转式地舞蹈、配子形成受精管,细胞核转移并融合形成合子(或一个配子吞下另一个配子形成合子),合子进行两次分裂形成一个四分体,四分体分开成为四个正常的植物细胞。受精管和四分体的出现是判断东海原甲藻开始和结束有性生殖的两个形态学标志。东海原甲藻的有性生殖在任何营养盐条件下均可完成,整个过程需要约5天时间。 为了验证形态学鉴定的准确性,我们从孢囊萌发或单细胞分离的方法建立了74株单克隆株系,测定了它们的转录间隔区、大亚基或小亚基序列并建立了7颗系统发育树,分别为亚历山大属、凯伦藻科、斯氏藻属、易碎藻属、艉杆藻属、骨条藻属和裸甲藻类。结果表明中国东南沿海塔玛/链状亚历山大藻具有完全一致的ITS序列,它们可能属于同一个种,中国沿海亲近亚历山大藻也具有完全一致的ITS序列。Karenia longicanalis和Kareniadigitata的系统发育位置验证了它们的形态学分类,Karenia longicanalis和K. umbella在713个碱基中只有4个位置有差异,它们的形态学特征也基本一致,可能也是同种异名。Woloszynskia sp.和W.halophila在大亚基D1-D2区的序列上只相差了3个碱基,这和它们相似的形态学特征相吻合。中国沿海的锥状斯氏藻具有极高的遗传多样性,在系统发育树上它们形成了三个主要的类群,来自很远地方的锥状斯氏藻却有几乎一样的ITS序列,东海斯氏藻ITS序列变化很小,在系统发育树上它和锥状斯氏藻相距很远,中国的稀见斯氏藻ITS序列变化也很小,但是和澳洲海域株系的ITS序列在74个碱基位置上有差异。墨西哥易碎藻、半球易碎藻和易碎藻未定种在系统发育树上聚合在一起,和它们最接近的是梨甲藻属的种类。厦门港水体中发现了6种骨条藻,分别是多尼骨条藻、热带骨条藻、中肋骨条藻、拟中肋骨条藻、亚当斯骨条藻和格雷维尔骨条藻,大亚基序列验证了形态学的分类。
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