中国黄海沿岸定生石莼属(Ulva)绿藻的物种组成与分布特征

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在全球变暖和人类活动的双重影响下,由石莼属(Ulva)绿藻引发的绿潮在全球范围内呈现明显的高发趋势,在中国沿海表现尤为明显,其中,黄海浒苔(U.prolifera)绿潮已成为常态化发生的海洋灾害,对近岸生态系统造成了显著影响。厘清定生Ulva属物种在相关海域的组成与分布特征,是开展绿潮监测与防控的重要基础。前期研究表明,黄海绿潮由单一的漂浮生态型引发,其与中国沿海广泛采集的定生群体均存在明显的遗传差异。然而,经过连续多年绿潮的冲击,大量漂浮藻体释放了大量生殖细胞,是否已对岸基定生Ulva属物种组成产生了影响?并进而提供了新的种源?目前尚缺乏全面的认识。之前的海藻调查往往基于藻体的形态特征,而石莼属绿藻可用于物种鉴定的形态特征非常有限且极不稳定。针对上述问题,本研究在黄海沿岸各种生境下广泛采集了定生石莼属绿藻,基于多标记开展了分子鉴定。针对所有新记录种,利用生物信息学方法,结合课题组多年在全国沿海的调查资料、以及NCBI已公开的所有序列信息,分析总结了所有新记录种的地理分布特征,初步探讨了其可能的扩散规律。针对个别能够形成绿潮的重要种类,开展了形态学观察与描述。主要取得以下结果:1)在我国黄海沿岸29个代表性站位共采集380个石莼属绿藻样本,经分子鉴定共检出15个石莼属物种,其中包括9个黄海已知种,分别为U..prolifera,U.linza,U.compressa,U.intestinalis,U.aragoensis,U.flexuosa,U.rigida,U.australis,与U.torta。经与历史资料比对发现,冷温带种U.intestinalis已发生一定程度的北移;2)共鉴定出10个浒苔定生群体的91个单株,应用漂浮生态型特异的SCAR分子标记进行检测,仅检出一个阳性个体,说明漂浮生态型目前仍未在岸基大规模定生;3)另检出六个未定种,利用生物信息学方法,结合课题组前期在我国四大海域沿海的调查数据以及GenBank中的同源序列信息,分别鉴定为U.meridionalis,U.tepida,U.chaugulii,U.simplex,U.partita和U.splitiana,均为中国新记录种。分析了各物种在中国和全球的分布特征,提示U.meridionalis,U.chauguili,U.partita和U.splitiana可能是入侵种,发现亚热带种U.meridionalis,U.tepida和U.chaugulii已在南海引发绿潮,其中,U.meridionalis已向温带区明显扩散;4)针对绿潮种U.meridionalis,对其形态特征、个体发育过程、生殖方式进行了详细观察与记录,发现其形态建成模式明显区别于石莼属已知的三种模式。本研究初步揭示了中国黄海沿岸定生石莼属绿藻的种类组成与分布特征,证实浒苔岸基定生群体对黄海绿潮没有贡献,提示生物入侵可能引发新的绿潮风险,上述认识将为中国沿海绿潮灾害的早期检测、生态风险评估与演变趋势研究提供重要资料和科学依据。
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