【摘要】：多環(huán)馬格里夫藻(Margalefidinium polykrikoides)是一種世界性廣泛分布的有毒有害藻華原因種。多環(huán)馬格里夫藻最先由Margalef(1961)在加勒比海的波多黎各發(fā)現(xiàn)并描述為新種,隨后在世界各地沿海陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道。在上個(gè)世紀(jì)90年代以前,僅有亞洲的韓國、日本、中國香港以及北美的東海岸等幾個(gè)國家和地區(qū)有多環(huán)馬格里夫藻及其藻華的報(bào)道。過去三十年里,多環(huán)馬格里夫藻的分布范圍呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢,如亞洲的中國大陸、菲律賓、印度、印度尼西亞、新加坡和阿拉伯灣等國家和地區(qū),美洲的美國、墨西哥和歐洲的西班牙等都是在過去的十來年內(nèi)才見報(bào)道。1984-2016年間,我國的香港、廣東、浙江、江蘇、山東和天津等地的附近海域都有多環(huán)馬格里夫藻小規(guī)模藻華的報(bào)道。多環(huán)馬格里夫藻對魚類、貝類和浮游動物都有很強(qiáng)的急性毒性,形成藻華時(shí)導(dǎo)致養(yǎng)殖區(qū)魚類和其它動物大量死亡,由此給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,且嚴(yán)重影響海洋生態(tài)系統(tǒng)健康。因此,多環(huán)馬格里夫藻藻華已經(jīng)成為了一個(gè)重要的海洋生態(tài)災(zāi)害,是少數(shù)幾個(gè)全球性的最重要的藻華種類之一。過去研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)馬格里夫藻存在著不同的地理種群,而且不同地理來源的多環(huán)馬格里夫藻在核糖體大亞基基因序列上有顯著差別,并由此將其分成了4個(gè)不同的核糖體型(ribotype),即(1)東亞型(East Asian ribotype),(2)菲律賓型(Philippines ribotype),(3)美國/馬來西亞型(American/Malaysian ribotype),和地中海型(Mediterranean ribotype)。雖然已知不同核糖體型種群的核糖體大亞基基因存在著較大差別,但是這些不同核糖體型的種群在形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)上是否也存在可辨識差異尚未見深入研究。為此,本研究對從中國青島膠州灣、美國東海岸和馬來西亞近海分離的三株多環(huán)馬格里夫藻(中國株MPJZBC3,美國株CP1和馬來西亞株MPCoKK23)的細(xì)胞表面形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的比較研究,并進(jìn)一步基于核糖體大亞基序列對其分子系統(tǒng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果首先證明了分離自膠州灣的多環(huán)馬格里夫藻屬于東亞核糖體型,而美國株和馬來西亞株均屬美國/馬來西亞核糖體型(中國株與美國株及馬來西亞株在1523個(gè)堿基的核糖體大亞基序列上相似性為93.6%)。但是,在所有常用的具有分類學(xué)意義的細(xì)胞形態(tài)學(xué)和超微結(jié)構(gòu)特征上(單細(xì)胞或群體及群體細(xì)胞數(shù)、上下錐形狀、橫溝位移度(繞細(xì)胞圈數(shù))、縱溝形態(tài)、頂溝形態(tài)、細(xì)胞核位置與形狀、染色體形狀與數(shù)目、葉綠體的形狀、結(jié)構(gòu)、數(shù)目及分布、淀粉核形態(tài)等),中國株與美國株和馬來西亞株(也即東亞核糖體型和美國/馬來西亞核糖體型)都沒有明顯可區(qū)分的差別。因此,我們認(rèn)為應(yīng)該在生活史、休眠孢囊形態(tài)和生理生態(tài)學(xué)特征(如毒素種類及毒性強(qiáng)弱)以及性別相容性(sexual compatibility)等方面開展進(jìn)一步比較研究,以獲得對不同核糖體型種群的識別性狀。在現(xiàn)階段有害藻華的野外監(jiān)測中,尤其是對于不同核糖體型種群可能造成的生物入侵的監(jiān)測和追溯,多環(huán)馬格里夫藻的鑒定尚必須以核糖體基因序列作為可靠的判決依據(jù)。已有眾多研究表明甲藻孢囊在藻華的生消過程中起著重要的作用,即不僅孢囊的萌發(fā)為藻華的起始提供了種源,且藻華后期孢囊的形成在降低水體中營養(yǎng)細(xì)胞數(shù)量、預(yù)示藻華消亡的同時(shí),也為種群的延續(xù)保存了種源。最近的研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)馬格里夫藻能形成休眠孢囊,但有關(guān)其孢囊形成和萌發(fā)的調(diào)控因素尚未被深入研究過。為此,本研究選取四種可能影響該藻孢囊形成的因素開展實(shí)驗(yàn),包括氮限制、起始細(xì)胞密度、捕食者的存在和鈣離子濃度。結(jié)果發(fā)現(xiàn):1)氮元素限制(1N/100-1N)促進(jìn)孢囊的形成,起始細(xì)胞密度、捕食者(鹵蟲)的存在和鈣離子能夠影響孢囊的形成;2)營養(yǎng)條件充足可以促進(jìn)孢囊的萌發(fā),25°?下的孢囊萌發(fā)率最高。研究結(jié)果獲得了對多環(huán)馬格里夫藻孢囊形成和萌發(fā)的影響因素更為全面的認(rèn)識,為進(jìn)一步研究多環(huán)馬格里夫藻藻華的動力學(xué)過程等提供了有價(jià)值的研究基礎(chǔ),也為基于孢囊分布和豐度的藻華預(yù)測預(yù)警研究提供了一定的科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

不同核糖體型多環(huán)馬格里夫藻的形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)比較和影響孢囊形成和萌發(fā)的環(huán)境因子研究環(huán)馬格里夫藻聚在一起，與褐色馬格里夫藻形成姊妹支（圖 1.1）。本研究中的中國株（MPJZBC3）和已報(bào)到的分離于日本、韓國及中國香港的藻株聚在一起，且支持率為 100%，說明我們從膠州灣分離的中國株（MPJZBC3）屬于東亞核糖體型；美國株（CP1）和馬來西亞株（MPCoKK23）和已報(bào)道的分離于美國、馬來西亞、波多黎各、阿拉伯海灣等國家和地區(qū)的藻株聚在一起，且支持率為 100%，說明這兩株屬于美國/馬來西亞核糖體型（圖 1.1）。

第 2 章 二種核糖體型的多環(huán)馬格里夫藻（Margalefidinium polykrikoides）的形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)比較及分子系統(tǒng)學(xué)分析另外，對中國株（MPJZBC3）、美國株（CP1）、馬來西亞株（MPCoKK23）、波多黎各株（美國/馬來西亞核糖體型）和日本株進(jìn)行比對（alignment）發(fā)現(xiàn)，中國株（MPJZBC3）和日本株的序列完全一樣，但與美國、馬來西亞和波多黎各株比較，，共存在 16 個(gè)堿基的缺失（gap），占整個(gè)可比較序列的 1.1%，這在同屬不同種間是罕見的（圖 1.2）。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X55;Q944

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