自然博物馆在我国近海凯伦藻多样性研究方面取得新进展

发布时间:2023年06月03日

自然博物馆在我国近海凯伦藻多样性研究方面取得新进展

作者:王建艳

凯伦藻科藻类广泛分布于全球海域,由于频繁爆发有害赤潮,严重威胁近海生态安全和水产养殖,而备受关注。自20世纪90年代起,我国近海也逐渐成为凯伦藻赤潮的重灾区,其中米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为我国沿海最为常见、灾害程度第二大的典型有害赤潮肇事种,曾多次引发经济损失严重的赤潮事件。

该科于2005年建立,经过十余年的研究,科下共有3属34种。我国海域凯伦藻科种类多样性的研究较少,仅报道11个种。2017年起,自然馆王建艳博士及其团队开始开展我国近海凯伦藻多样性的研究,通过对我国近海海域浮游藻类样品采集,共分离鉴定凯伦藻科种类15种,含4个疑似新种。

同时,团队对近年我国近海发生的几起凯伦藻赤潮进行跟踪调查,研究发现:

2018年6月福建海域的凯伦藻赤潮优势种为长沟凯伦藻(Karenia longicanalis),并含有其它凯伦藻种类。团队对K. longicanalis分类学进行研究,认为K. longicanalis与Karenia umbella为同种异名,根据植物命名优先律原则,将此两个种的有效命名修订为Karenia longicanalis。

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图1 长沟凯伦藻(Karenia longicanalis)光镜照片

2019年5月福建海域的有害甲藻赤潮,第二优势种为指状凯伦藻(Karenia digitata),团队对该藻进行形态学、分子生物学序列等分析,认为该藻在系统分类上并非归于凯伦藻属,而是归属凯伦藻科卡尔藻属,故将其修订为指状卡尔藻(Karlodinium digitatum)。在此次赤潮样品中,团队还分离鉴定出一个凯伦藻科的新种,命名为优美卡尔藻(Karlodinium elegans)。

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图2  优美卡尔藻(Karlodinium elegans)光镜图片

2021年3月,深圳湾爆发甲藻赤潮,赤潮持续近40天。本项目对赤潮肇事种进行鉴定,认为赤潮肇事种为凯伦藻科下的绕顶塔卡藻(Takayama acrotrocha),这是该藻首次在我国南海海域爆发赤潮。进一步对分离自中国南海的6株T. acrotrocha进行形态和分子鉴定,认为T. acrotrocha与Takayama xiamenensis为同种异名,根据植物命名优先律原则,将此两个种的有效命名修订为Takayama acrotrocha。

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图3 绕顶塔卡藻(Takayama acrotrocha)光镜图片

另外,针对凯伦藻种类形态高度相似,野外调查中很难实现种类形态鉴定的问题,团队建立了针对Karenia selliformis、Karenia papilionacea和K. longicanalis的特异性qPCR检测方法,对夏季珠江口海域表层海水样品中的3种目标凯伦藻进行检测。结果表明,该方法具有较高特异性,可与形态分类方法相结合用于凯伦藻赤潮的调查研究。

以上研究受到了国家自然科学基金青年项目(No. 41906112、No. 41606175)的资助,团队在此研究基础上申请并获批了2023年北京自然科学基金面上项目(No. 8232026),继续开展凯伦藻科种类的多样性、藻毒性及生态学研究,以期为我国近海凯伦藻有害赤潮的研究与防治提供重要的理论基础。