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北部湾海域球形棕囊藻遗传多样性分析 总被引：6，自引：3，他引：3
南海北部湾海域近年来连年暴发球形棕囊藻赤潮，严重威胁近海生态安全，亟待探明赤潮成因。球形棕囊藻是一种广泛分布于温带至热带海域的有害藻华微藻，具有明显的种下遗传分化。为了解北部湾海域球形棕囊藻的遗传多样性及其对赤潮藻种来源的指示意义，本研究针对分离于北部湾海域赤潮发生期间的4株棕囊藻，以核糖体28S大亚基rRNA基因（28S rDNA）D1-D2区和转录间隔区（ITS区）为靶区构建克隆文库，通过测序分析了北部湾海域球形棕囊藻的遗传多样性。结果表明，从北部湾分离的4株棕囊藻均为球形棕囊藻，但不同年份分离的球形棕囊藻藻株之间存在明显的遗传差异。部分球形棕囊藻藻株（PG2015和PG2017）的不同克隆间也存在遗传差异，这种遗传差异在由单一藻细胞建立的克隆培养系中仍存在，表明遗传差异是来自细胞内多拷贝的基因序列，可能源自不同地理种群球形棕囊藻之间的基因交流。与ITS区相比，28S rDNA D1-D2区能更好地反映球形棕囊藻遗传多样性状况，具有作为分子标记指示球形棕囊藻地理种群的潜力，但仍需深入研究。研究结果深化了对北部湾球形棕囊藻遗传多样性的认识，有望为进一步解析北部湾海域球形棕囊藻赤潮原因种来源提供判据。 相似文献
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棕囊藻属(Phaeocystis)分类学上位于定鞭藻门(Haptophyta)定鞭藻纲(Haptophyceae)棕囊藻目(Phaeocystales)棕囊藻科(Phaeocystaceae)。迄今在我国海域仅分离鉴定到一种棕囊藻属物种,即自1997年以来在我国海域频繁形成有害藻华的球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)。作者从中国南海分离到一个单细胞鞭毛类株系CNS01077,结合形态特征观察及基于18S rDNA序列的系统发育分析,将其鉴定为冠状棕囊藻(Phaeocystis rex)。这是该棕囊藻物种在我国海域的首次报道。该研究构建了该物种的首个叶绿体基因组序列和首个线粒体基因组序列。与球形棕囊藻和南极棕囊藻的细胞器基因组比较分析发现冠状棕囊藻的细胞器基因组发生了显著的结构重排和序列变异。该物种在我国海域的发现及细胞器基因组的构建,将为棕囊藻的生物多样性组成和地理分布研究提供支撑。 相似文献
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遍布全球的赤潮问题近几十年来在我国海域愈演愈烈,成为我国海域最突出的生态灾害之一,严重威胁人类健康、生态安全和社会经济发展。随着研究的深入,我国海域越来越多的赤潮物种及隐存种得到鉴定,分类地位也经过不断修订,但是这些信息零散,不利于研究者系统认识和跟踪研究我国海洋赤潮物种。为此,文章整理了国内外赤潮物种研究资料,并参照联合国教科文组织全球有害藻华物种分类参考名单(2021年版,仅包括有毒赤潮物种)内容,完成了赤潮物种统计,共收录了341个赤潮物种,既包括有毒赤潮物种,也包括无毒赤潮物种。在这341个赤潮物种中,大部分(215种)在中国海域也得到鉴定,其中76个物种在所有主要海域都得到鉴定。近年来,基于通用分子标记(比如18S rDNA序列)的宏条形码分析被广泛应用于针对赤潮物种的鉴定和研究,成为研究赤潮物种组成及其时空动态变化的重要手段。然而,这341个赤潮物种中近30%的物种其18SrDNA序列尚未得到解析,严重限制了宏条形码方法的充分应用,是推行宏条形码分析中的重要瓶颈。全面构建赤潮物种分子标记可以促进宏条形码分析方法作为新一代海域生态调查分析技术,更好地将其应用于解析我国海域赤潮... 相似文献
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胶州湾是我国一个典型的近海海湾,也是近海生态系统的缩影。历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所。迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果。为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的组成变化,解读基于分子标记的宏条形码分析结果,本文对近84年间(1936年-2019年)胶州湾海域涉及浮游植物调研的54个调查数据进行了系统的统计和比较分析。文献共报道了549种浮游植物,包括硅藻326种、甲藻164种、绿藻21种、金藻9种、隐藻9种、淡色藻6种、定鞭藻5种、蓝藻3种、黄藻3种、下睫虫2种、裸藻1种和针胞藻1种。其中只有不到一半(40.29%)的浮游植物的全长18S rDNA序列得到解析,表明分子标记数据库需要继续完善,促进宏条形码分析的有效应用。胶州湾海域的优势浮游植物随时间发生了较大变化,但是甲藻与硅藻数目的比例没有显著的变化。统计表明,胶州湾共鉴定到153种赤潮物种,包括硅藻79种、甲藻67种、定鞭藻2种、金藻2种、淡色藻1种、黄藻1种和针胞藻1种。胶州湾海域典型的优势赤潮物种包括中肋骨条藻、短角弯角藻、旋链角毛藻、加氏星杆藻、日本星杆藻、星脐圆筛藻和尖刺拟菱形藻。本文通过系统综述胶州湾浮游植物和赤潮物种的生物多样性,为利用宏条形码和宏基因组等方法跟踪研究胶州湾和其他海域的浮游植物和赤潮物种的演化奠定了基础。 相似文献
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珠江口是中国长江以南最大的河口,毗邻港珠澳地区,海域内营养盐含量丰富,浮游植物物种多样性高。伴随着珠江沿岸地区经济的飞速发展,珠江口海域富营养化问题日趋严重,导致赤潮灾害频发。许多研究学者已经对珠江口海域浮游植物,特别是赤潮物种进行了全面的调查研究。为了系统解读珠江口海域赤潮物种的组成和相对丰度的变化,本文利用公开发表的数据,对1985—2014年间珠江口海域的22个航次调查结果进行了比较分析。这些航次调查共鉴定和报道了428种浮游植物物种,包括硅藻270种、甲藻130种、绿藻门9种、蓝藻8种、定鞭藻5种、金藻4种、着色鞭毛藻1种和裸藻1种。这些浮游植物大多数还没有分子分析数据,只有不到三分之一（28.0%）物种的全长18S rDNA全长序列得到解析,表明分子标记的数据库还需完善。根据文献报道,这些浮游植物中有54种赤潮物种,包括中肋骨条藻、双胞旋沟藻、夜光藻、球形棕囊藻、米氏凯伦藻、洛氏角毛藻和铁氏束毛藻等物种。本综述对了解珠江口及其附近海域的有害藻华物种,以及解读珠江口及其附近海域宏基因组学及宏条形码分析结果提供了参考,可以促进比较研究不同海域浮游植物和赤潮物种的生物多样性。 相似文献
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胶州湾是我国的一个典型近海海湾,也是近海生态系统的缩影。历史上胶州湾海域赤潮频发,因此也是研究赤潮暴发机制(包括赤潮物种组成、时空动态变化及对环境因子响应)的理想实验场所。迄今,几代科学家对胶州湾浮游植物和赤潮物种开展了长期而系统的调查研究,获得了大量的研究成果。为了系统跟踪胶州湾海域浮游植物群落组成,尤其是赤潮物种的组成变化,本文对近84年间(1936—2019年)胶州湾海域涉及浮游植物调研的54个调查数据结果进行了系统的统计和比较分析。文献共报道了549种浮游植物,包括硅藻326种、甲藻164种、绿藻21种、金藻9种、隐藻9种、淡色藻6种、定鞭藻5种、蓝藻3种、黄藻3种、下睫虫2种、裸藻1种和针胞藻1种。其中只有不到一半(40.29%)的浮游植物的全长18S rDNA序列得到解析,表明分子标记数据库需要继续完善,促进宏条形码分析的有效应用。胶州湾海域的优势浮游植物随时间的推移发生了较大变化,但是报道的甲藻与硅藻物种数的比例没有显著的变化。统计表明,研究者在胶州湾共鉴定到153种赤潮物种,包括硅藻79种、甲藻67种、定鞭藻2种、金藻2种、淡色藻1种、黄藻1种和针胞藻1种。胶州湾海域的典型优势浮游植物均为赤潮物种,包括中肋骨条藻、短角弯角藻、旋链角毛藻、加氏星杆藻、日本星杆藻、星脐圆筛藻和尖刺拟菱形藻,其中短角弯角藻和中肋骨条藻是胶州湾海域的"常驻"赤潮物种。本文通过系统综述胶州湾浮游植物和赤潮物种的生物多样性,为利用宏条形码和宏基因组等方法跟踪研究胶州湾和其他海域的浮游植物和赤潮物种的演化奠定了基础。 相似文献
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棕囊藻赤潮原因种的分子鉴定和起源分析 总被引：8，自引：1，他引：8
测定了发生于我国东南海域赤潮原因种Phaeocystis sp.及相关种类P.globosa和P.pouchetii 18S rDNA序列,并以Phylip35分析软件构建序列距离矩阵和分子系统发育树图.结果表明,该赤潮原因种与球形棕囊藻P.globosa 18S rDNA序列完全相同,从分子水平鉴定了该原因种为P.globosa.分子系统发育树图表示的P.globosa和P.pouchetii的分化顺序表明,分布于我国东南海域的P.globosa可能是一种本地起源的暖水种.Phaeocystis globosa不同株系的形态差异,可能是适应不同生活环境的结果.根据分子生物学的数据对有害赤潮藻类进行系统发育分析,并设计用于有害赤潮藻快速鉴定的特异性分子探针,对赤潮的监控和防治具有重要意义. 相似文献
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球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)常在热带至温带近海海域形成有害藻华,该种具有种内遗传多态性,且有囊体大小、特征色素组成等性状分化。在我国南海形成有害藻华的球形棕囊藻可形成“巨型囊体”,以19''-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)为特征色素,是一种独特的“巨囊”生态型。2021年11月底至12月初,南黄海青岛沿岸暴发大规模球形棕囊藻藻华。藻华发生期间,对青岛沿岸3个站位的水文和化学要素进行了观测,分析了球形棕囊藻囊体的数量、直径和色素组成,并应用一种高分辨率种下分子标记——叶绿体rbcS-rpl27基因间隔区分析了其遗传特征。结果表明,藻华发生期间青岛沿岸表层海水温度较低 (12~14℃),海域营养盐组成具有高溶解有机氮、低溶解无机氮的特征;球形棕囊藻囊体丰度超过20个/L,最大囊体直径为18 mm,以But-fuco为特征色素, rbcS-rpl27序列分析表明其与南海“巨囊”生态型球形棕囊藻具有相同的遗传特征。南黄海首次暴发的球形棕囊藻藻华是由“巨囊”生态型形成,该藻华可能对海洋生态系统、水产养殖业发展和核电设施运行等构成威胁,亟待开展藻华成因与监测预警对策研究。 相似文献
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有害藻华的宏条形码分析:机会与挑战 总被引：3，自引：3，他引：0
宏条形码分析（metabarcoding analysis）是通过对野外样本的分子标记（即条形码）进行PCR扩增、测序，并利用测序结果分析野外样本物种组成、物种相对丰度，及其时空动态变化。这项在近20年里逐步发展起来的分子技术，得益于DNA测序技术的快速发展，包括测序通量的提升和测序成本的降低，以及生物信息学分析方法的快速开发。基于可操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs）分析方法，特别是最近的扩增子序列变异（amplicon sequence variants，ASVs）方法的开发，极大促进了宏条形码分析的应用。在世界及我国的海洋生态领域，宏条形码分析的应用还处于起步阶段。随着分析方法的日趋成熟，可适用于不同应用领域的分子标记不断增加，以及参考数据库的不断完善，宏条形码分析将释放出广阔的应用潜力。可以预期，宏条形码分析将在系统分析我国近岸海域有害藻华物种（及其他浮游生物物种）的组成和相对丰度中起关键作用，通过发现新物种，辨别隐存种，跟踪物种的生物地理学，进而帮助解析有害藻华暴发机理。 相似文献
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棕囊藻渤海株核糖体18S rDNA和ITS基因结构序列分析 总被引：5，自引：0，他引：5
对分离自渤海赤潮发生区的1株棕囊藻进行核糖体18S rDNA及ITS序列克隆测定,获得了长度为1 648 bp的18S rDNA序列和长度为890 bp的ITS序列.对获得的基因序列进行同源性分析,结果表明,该棕囊藻的核糖体18S rDNA及ITS序列均与NCBI数据库中登录的球形棕囊藻的相应序列同源性最高;从GenBank中获取不同地理来源的19种棕囊藻的18S rDNA序列及6种棕囊藻的ITS序列,分别以棕囊藻核糖体18S rDNA和ITS为对象构建了棕囊藻属的系统发育树,从分子生物学角度确定了棕囊藻渤海株为球形棕囊藻(Phaeocystis globosa). 相似文献
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The colony-forming Phaeocystis species are causative agents of dense bloom occurrences in coastal waters worldwide. It is difficult to separate them because of the different morphologies associated with their colonial stages. In this study we applied molecular approaches to analyze the genetic variation of Phaeocystis globosa and Phaeocystis pouchetii from several geographic regions, and to assist in tracing the dispersal of bloom-forming Phaeocystis species in coastal waters of China. The sequences of the internal transcribed spacers (ITS1 and ITS2) of rDNA and the 5.8S ribosomal RNA gene of Phaeocystis strains were determined. Sequence comparison shows that P.globosa was the most divergent to P. pouchetii, exhibiting sequence divergence higher than 0.08. However, lower genetic divergences existed between strains of P.globosa. The sequence comparison of the Phaeocystis rDNA ITS clearly shows that the species isolated from the southeast coast of China is identified as P.globosa rather than P. cf. pouchetii or other species. Furthermore, the significance of rDNA variation in distinct global populations of P.globosa suggested it might have had sufficient time to accumulate detectable mutations at the rDNA locus, supporting the hypothesis of ancient dispersal of P.globosa to many areas, meaning that P.globosa blooms in the coastal waters of China are endemic rather than a newly introduced species or a foreign source. Finally, based on the high divergent region of rDNA ITS, a pair of species-specific primers for P.globosa were designed, they could be useful to detect the presence of this species in mixed plankton assemblages or flagellate stages that are recognized with diffculties by means of conventional microscopy. 相似文献
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球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。 相似文献
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球形棕囊藻是一种具有复杂异型生活史的有毒有害赤潮生物,近年来在我国近海频繁暴发成灾,形成的巨大囊体为国内外罕见。迄今还未见到有效消除囊体型球形棕囊藻赤潮的方法报道。本文通过海上围隔实验和现场赤潮消除工程跟踪监测,考察了喷洒改性黏土消除囊体型球形棕囊藻赤潮的可行性与效率,并分析了改性黏土法治理赤潮时对水体及沉积环境的可能影响。围隔实验结果表明,喷洒改性黏土可以有效消除水体中过量的微藻细胞,其中以少量多次喷洒方法的效果最好,生物量(chl a)去除率90%。在对2016年2月广西防城港附近海域球形棕囊藻赤潮消除时的跟踪监测结果表明,改性黏土法适用于工程化消除赤潮作业,能够快速消除水体中的大量球形棕囊藻囊体,随改性黏土絮凝体沉入海底的赤潮藻可以快速分解而失去活性。喷洒改性黏土对于赤潮水体的主要理化指标影响不显著,所监测的水体COD、pH和不同形态氮、磷、硅等生源要素浓度都在原有水质水平范围内波动。 相似文献
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《Journal of Sea Research》2000,43(3-4):345-356
During spring blooms 1998 and 1999, three complementary methods were used to evaluate the in situ feeding activities of the dominant copepod species of the Belgian coastal zone: gut pigment content analysis using HPLC, the 14C tracer method, and cell count experiments. The results obtained by all three methods consistently showed that Phaeocystis globosa is not an adequate food source for the spring copepods in the Belgian coastal zone. Our results demonstrated that, among the potential prey, copepods strongly selected diatoms and microzooplankton, and that these types of prey accounted for the major part of the ingested carbon. However, diatoms and microzooplankton ingestion did not always seem sufficient in terms of carbon to avoid food limitation. Comparison of clearance rates exerted on different potential prey types during the P. globosa peak with those before and after the P. globosa peak showed that the copepods' feeding pressure on diatoms was reduced during the P. globosa peak while that on microzooplankton was not. The low grazing pressure on P. globosa, together with the preferential grazing on diatoms, which reduces the competition for nutrients, and the predation on microzooplankton organisms, which reduces the microzooplankton grazing pressure on P. globosa cells, are likely to favour the P. globosa bloom in the Southern Bight of the North Sea. 相似文献
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球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)是我国南方沿海近年来主要的赤潮原因种之一,由球形棕囊藻形成的赤潮对海水养殖业发展和海域生态环境构成了严重威胁。棕囊藻通常以囊状群体形式形成赤潮,很难获取其丰度数据,以往研究中多以19′-己酰氧基岩藻黄素(Hex-fuco)或19′-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)作为其特征色素,利用化学分类软件CHEMTAX计算其生物量。为了解我国近海球形棕囊藻的色素组成特征,本文采用高效液相色谱方法,分析了6株球形棕囊藻的色素组成与含量状况,其中5株分离自我国近海。结果表明, 6株球形棕囊藻均以岩藻黄素和叶绿素a为主要色素,但其特征色素Hex-fuco却存在显著的株系间差异,即便是分离自相同海域的不同球形棕囊藻藻株也存在差别。对比棕囊藻游离细胞和囊状群体的色素组成,可以看出两者在色素组成上基本一致,但囊状群体中捕光色素(Light-harvesting pigment)含量低于游离细胞,而光保护色素(Photoprotective pigment)则高于游离细胞,可能与不同存在形态的棕囊藻对光照的适应特征差异有关。以上研究表明,在以CHEMTAX方法计算球形棕囊藻生物量时,需要充分调查海域棕囊藻的特征色素组成情况,获取其特征色素信息,构建合理色素比例初始矩阵,为球形棕囊藻赤潮监测奠定基础。 相似文献
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Fleur C. van Duyl Winfried W. C. Gieskes Arjen J. Kop Wilma E. Lewis 《Journal of Sea Research》1998,40(3-4)
In the spring of 1995, short-term variations in the concentration of particulate and dissolved dimethylsulfoniopropionate (DMSP) and dimethylsulfide (DMS) were monitored in the western Wadden Sea, a shallow coastal region in open connection with the North Sea. Significant correlations were found between abundance of Phaeocystis globosa and particulate DMSP; concentrations increased rapidly from 100 to 1650 nM in the middle of April. Highest DMS concentrations were found during the initial phase of the exponential growth of the bloom. DMS production and loss rates of DMSP and DMS were estimated experimentally during various phases of the bloom. DMS production and consumption were roughly in balance, with production only slightly exceeding consumption at the start of the bloom. Rates of production and consumption were highest during the exponential growth phase of Phaeocystis and declined in the course of the bloom (from 300–375 to less than 5 nmol dm−3 d−1). Demethylation of DMSP increased during the bloom (from 11 to 1300 nmol dm−3 d−1); it accounted for up to 100% of the DMSP loss at the end of the bloom. The shift from DMSP cleavage to demethylation in the course of a Phaeocystis bloom implies that DMS concentrations are not necessarily highest at the peak or towards the end of blooms. 相似文献
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自2007年以来, 黄海海域每年的5月初～8月中下旬浒苔(Ulva prolifera)会周期性地暴发与消亡,导致海洋生态环境被破坏以及经济损失。利用2014 年的HJ-1A/1B遥感影像, 利用神经网络监督分类及RULE规则影像重分类动态阈值法, 对2014年的浒苔的漂移路径、各时期影响的海域面积、分布面积以及暴发高峰期的最大面积进行了动态监测。结果表明, 2014年浒苔持续时间为101 d, 5月中旬开始在江苏省盐城市近海出现零星斑点, 分布面积为2.299 km2, 影响面积为1 744.799 km2; 6月初到6月中旬浒苔广泛分布于黄海海域, 分布面积扩大至1 367.145 km2, 达到当年的峰值; 从6月下旬开始, 浒苔进入衰退期, 浒苔分布面积、相对聚集密度均急剧缩小, 但影响面积的峰值出现在该时期; 8月初消亡于青岛附近海岸, 8月20日遥感影像已难以监测到浒苔的存在。2014年黄海海域浒苔经过了“出现—发展—暴发—衰退—消亡”5个发展阶段。 相似文献