翟梦怡 朱素英 陈作艺 李 扬

(华南师范大学生命科学学院, 广州市亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室, 广东省水产健康安全养殖重点实验室, 广州 510631)

广东沿海洛氏角毛藻复合群物种多样性的探究

翟梦怡 朱素英 陈作艺 李 扬

(华南师范大学生命科学学院, 广州市亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室, 广东省水产健康安全养殖重点实验室, 广州 510631)

为了澄清洛氏角毛藻复合群的物种多样性, 并明确洛氏角毛藻和并基角毛藻的种间界限, 文章以广东沿海为例, 建立了洛氏角毛藻复合群的22个单克隆培养株系, 利用光学显微镜和电子显微镜技术, 开展了基于生活史的连续形态学观察; 结合基于核糖体大亚基编码基因D1-D3区序列的分子系统学分析。结果表明: 文章支持近年研究的观点, 认为“角毛基部并行融合”不是稳定特征, 不宜继续作为并基角毛藻的标志特征; 发现洛氏角毛藻形态相似藻株聚类在2个分支上, 确认了洛氏角毛藻确实存在隐藏的物种多样性。其中一类与目前认知的洛氏角毛藻最为接近, 而另一类在角毛孔纹、休眠孢子上存在明显区别。经过对洛氏角毛藻历史文献的对比研究, 发现洛氏角毛藻的物种界定存在混乱和模糊的情况, 如休眠孢子形态, 及其初生壳面是否具有二叉状分布结构等, 均存在相互矛盾或不一致的历史报道。

洛氏角毛藻; 并基角毛藻; 物种多样性; 休眠孢子; 广东沿海

角毛藻属(ChaetocerosEhrenberg)是硅藻门中物种多样性最为丰富的大属之一, 是浮游植物的重要组成[1,2]。洛氏角毛藻复合群(Chaetoceros lorenzianuscomplex)是指具有与洛氏角毛藻相似形态学特征的物种集合, 它是角毛藻属的典型类群, 广泛分布于全球近岸水域[2,3]。该复合群的共享特征有:(1)直链状群体; (2)色素体多数; (3)角毛硬且直, 基本分布在同一平面上; (4)链端角毛异与链中角毛。目前该复合群包含3个物种: 洛氏角毛藻(C. lorenzianusGrunow)、并基角毛藻(C. decipiensCleve)和密特拉角毛藻(C. mitra(Bailey) Cleve)。

该复合群的3个物种之间存在较多相似特征,易出现混淆鉴定的情况。其中密特拉角毛藻因为具有相对柔软、延伸不规则的角毛, 而较易区分于其他2个物种。洛氏角毛藻和并基角毛藻则因具有更多相似特征而难以区分, 因此存在较多分类学争议, 它们也正是该复合群物种多样性研究的焦点所在。在以往的认知中, 洛氏角毛藻和并基角毛藻之间的关键区别是: (1)洛氏角毛藻的“相邻角毛基部不具有并行融合”, 而并基角毛藻则具有此类典型特征; (2)前者具有二叉分支结构的休眠孢子, 而后者未见休眠孢子的报道。其中, 硅藻学家对于“相邻角毛基部并行融合”的认可和应用最为广泛, 该特征被认为是并基角毛藻的标志特征, 并区别于其他相似物种[2—7]。然而, 近年来有学者对这一特征进行了针对性研究, 发现了更为有趣的现象。陈作艺等[8]在基于并基角毛藻单克隆培养株系的形态学和分类学研究中, 结合形态学和分子生物学数据,发现“相邻角毛基部并行融合”并不是一个稳定特征, 认为其不能作为并基角毛藻的专属特征。该研究基本廓清了并基角毛藻的形态特征, 但同时也模糊了洛氏角毛藻与并基角毛藻之间的种间界限。另一方面, 该研究还认为目前认知的洛氏角毛藻和并基角毛藻均存在遗传多样性, 推测有物种多样性未被报道。基于上述原因, 本文选择广东沿海作为示范海域, 开展洛氏角毛藻复合群物种多样性的初步探究。需要说明的是, 由于密特拉角毛藻是典型冷水种, 目前仅报道于高纬度海区[2], 而本文的研究海域设置在广东沿海, 因此本文暂不涉及密特拉角毛藻, 研究重点聚焦于洛氏角毛藻和并基角毛藻。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

于2011—2016年在广东沿海进行活体样品的持续性采样, 样品采集的代表海域主要有汕头、深圳、香港、珠海和湛江。利用浮游植物网(孔径10 μm)进行水平拖网, 并尽快带回实验室。采集样品时同步测定水温、盐度等参数。

1.2 单克隆培养株系的建立

在倒置显微镜(Mshot MI-12)下, 利用毛细管法挑取目标藻细胞, 并转移至盛有L1培养液的48孔细胞培养板中[9], 待其繁殖至一定细胞密度后, 再转移至盛有L1培养液的100 mL锥形瓶中, 以MC (Marine collection)序列进行编号。培养条件如下: 普通冷光源荧光灯为光源, 光照周期为12h∶12h, 光照强度约为50—80 μmol photons/(m2·s), 培养温度为(22±2)℃。本文的研究目标设定为洛氏角毛藻和并基角毛藻, 因此在藻株分离纯化过程中, 目标藻株的筛选依据是: 符合现存分类体系中洛氏角毛藻和并基角毛藻形态特征的种类(如前言所述)。本文共建立了22个目标藻株的单克隆培养株系(表1), 其中MC1109、MC1110引自陈作艺等[8], 是并基角毛藻的典型代表。

1.3 休眠孢子的诱导

吸取1 mL对数生长期藻液, 转移到盛有L无氮培养液的100 mL三角瓶中培养[7], 培养条件是(22±2)℃、12h∶12h光循环、光照强度约为50—80 μmol photons/(m2·s)。每个藻株均诱导3次以上,并定期观察有无休眠孢子产生。

1.4 形态学特征的观察

光镜(Light Microscope, LM)观察: 吸取10 μL对数生长期藻液, 滴在载玻片上, 置于光学显微镜(Olympus BX53)下进行微分干涉(Differential interference contrast, DIC)的观察, 并使用Olympus DP27数码相机进行拍照记录。光镜下的主要观察特征有: 群体类型、色素体分布和数量、窗孔特征、角毛形态和走势、休眠孢子形态等。

扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察: 吸取200 μL对数生长期藻液, 转移至15 mL试管中, 加入等体积的浓硫酸(＞95%), 静止10min后, 加入灭菌双蒸水, 并多次水洗至中性[10]。用注射式滤器将藻细胞过滤到5 μm滤膜上, 自然干燥后, 喷金并置于扫描电镜(Zeiss Utras55)下观察和拍照。扫描电镜下的主要观察特征有: 唇形突结构、窗孔超微结构、角毛上刺和孔纹的特征、休眠孢子超微结构等。

表1 本文建立的洛氏角毛藻复合群株系信息Tab. 1 List and information of monoclonal strains in this study

透射电镜(Transmission Electron Microscope,TEM)观察: 用移液枪吸取10 μL酸化处理好的藻液,平铺在微孔铜网上, 自然晾干后置于透射电镜(Philips Tecnail0)下观察和拍照。透射电镜下的主要观察特征有: 壳面及壳套的超微结构等。

1.5 基于LSU nrDNA D1-D3区的分子系统学分析

用离心法收集50 mL藻液进行总DNA的提取[11]。利用D1R-F[12]和D3B-R[13]对核糖体大亚基编码基因(LSU nrDNA)的D1-D3区序列进行扩增。PCR产物送往上海英骏生物技术有限公司进行纯化和测序。

从NCBI下载洛氏角毛藻和并基角毛藻的LSU序列, 运用BioEdit软件进行序列比对和矩阵[14],共有670个碱基用于最终的分析。基于MrModeltest 2.3[15]计算, 选择的最适模型和参数GTR+G,([AC=0.5647], [AG=1.9928], [AT=1.1435], [CG]=0.3347, [CT]=5.1623, [GT]=1.0000, gamma shape=0.2848, nucleotide frequencies: A=0.2648, C=0.1890,G=0.2966, T=0.2496)[16], 分别用RAxML-HPC2[17]和MrBayes 3.2[18]构建最大似然树(Maximum Likelihood, ML)和贝叶斯推理(Bayesian inference, BI)。其中ML分析的自检值(Bootstrap test)设定为1000,参照以往工作[7], 选用大西洋角毛藻C. atlanticusCleve(EF423454)为外群对照。

2 结果

2.1 基于形态特征的初步鉴定

本文以现存分类体系中洛氏角毛藻和并基角毛藻的形态特征为依据, 共建立了22个单克隆培养株系。根据它们的主要形态特征, 如群体类型、角毛走势、角毛孔纹、是否具有休眠孢子等, 可将其划分为以下4个类群。

类群一:包括株系MC1109、MC1110、MC1059和MC1060。多形成长而规则的直链状群体(图版Ⅰ-1、2)。角毛硬且直, 呈Brunel-I型, 相邻角毛基部有并行融合(图版 Ⅰ-1、2)。角毛孔纹椭圆形(图版 Ⅰ-7、8)。未见休眠孢子。因具有典型的“相邻角毛基部并行融合”特征, 本类群初步鉴定为并基角毛藻C. decipiens。

类群二:包括株系MC132和MC151。可形成长而规则的直链状群体(图版 Ⅰ-9)。角毛硬且直, 呈Brunel-I型, 相邻角毛基部未见并行融合特征(图版Ⅰ-9、10)。角毛孔纹椭圆形(图版 Ⅰ-12、13)。未见休眠孢子。除了没有“相邻角毛基部并行融合”这一特征之外, 类群二与类群一的形态特征基本一致,因此初步鉴定为形似并基角毛藻C.cf.decipiens。

类群三:包括MC150、MC153、MC786、MC794、MC1000、MC1119和MC1120。直链状群体(图版 Ⅱ-1)。角毛硬且直, 呈Brunel-I型, 相邻角毛基部未见并行融合特征(图版 Ⅱ-1、2)。角毛孔纹呈水滴形(图版Ⅱ-7、8)。休眠孢子的初生壳具有两个锥状突起, 上生二叉分支的树状结构, 次生壳具1—2个低突起(图版 Ⅱ-2、5)。本类群未见“相邻角毛基部并行融合”, 且具有二叉分支的休眠孢子, 因此初步鉴定为洛氏角毛藻C. lorenzianus。

类群四:包括MC5、MC84、MC93、MC97、MC98、MC108、MC125、MC152、MC169、MC176和MC702。直链状群体(图版 Ⅲ-1)。角毛硬且直, 呈Brunel-I型, 相邻角毛基部未见并行融合特征(图版 Ⅲ-1、4)。角毛孔纹呈椭圆形(图版 Ⅲ-8、9)。休眠孢子的壳面光滑, 初生壳上有两个驼峰状突起, 次生壳也有1—2个突起(图版 Ⅲ-2、6)。本类群未见“相邻角毛基部并行融合”, 但休眠孢子未见二叉分支结构, 因此初步鉴定为形似洛氏角毛藻C. cf.lorenzianus。

2.2 基于LSU nrDNA D1-D3区的分子系统学分析

以大西洋角毛藻为外类群, 构建了基于LSU nrDNA D1-D3序列信息的ML和BI系统发育树。两者具有相似的拓扑结构, 继而将两者合并(图1)。

图1 基于核糖体大亚基LSU nrDNA部分序列的系统树(以大西洋角毛藻为群外对照)Fig. 1 Molecular phylogenetic tree inferred from LSU rDNA(with C. atlanticus as outgroup)

图1显示, 本文的24个目标藻株与NCBI下载的6株洛氏角毛藻和并基角毛藻, 聚类成3个大的分支,并具有相当高的置信值(BPP=1, ML=99), 表明这30个株系呈现较好的单系起源。分支Ⅰ由本文的11个株系和一株分离自巴拿马海湾(Gulf of Panama)的洛氏角毛藻(EF423437)构成, 该分支具有较高置信值(BPP=1, ML=98)。分支Ⅱ由本文的7个株系和一株分离自加拿大芬迪湾(Fundy Bay)的形似并基角毛藻(KC986068)构成, 也具有较高置信值(BPP=0.87, ML=99)。分支Ⅲ由本研究的6个株系,以及3株分离自意大利那不勒斯湾(Gulf of Naples)的洛氏角毛藻(EF423434、EF423435和EF423436)、1株分离自波福特海(Beaufort Sea)的并基角毛藻(JQ995413)构成, 置信值为(BPP=0.99, ML=92)。

2.3 结合形态特征与分子系统的物种确认

结合形态和分子生物学数据, 本文对目标株系进行了物种鉴定。

首先, 图1显示类群一(MC1109、MC1110、MC1059和MC1060)和类群二(MC132、MC151)聚为一支(Ⅲ , BPP=0.99, ML=92), 表现出较为保守的遗传多样性, 类群一和类群二的藻株具有完全一致的LSU D1-D3序列, 更加验证了它们属于同一物种。鉴于类群一具有典型的“相邻角毛基部并行融合”特征, 可以确认为并基角毛藻。类群二虽然没有这一特征, 但此前陈作艺等[8]已经报道了这一特征的不稳定性, 不能作为并基角毛藻的标志性特征。MC 1109和MC 1110是引自陈作艺等[8]的典型并基角毛藻, 与类群一和类群二的其他藻株具有完全一致的LSU D1-D3序列, 故本文认为类群一和类群二均为并基角毛藻。

其次, 类群三(MC150、MC153、MC786、MC794、MC1000、MC1119和MC1120)聚为一支(Ⅱ, BPP=0.87, ML=99), 具有典型的二叉分支结构的休眠孢子, 符合目前对于洛氏角毛藻的认知。鉴于其营养细胞与Grunow[19]报道的洛氏角毛藻一致,而休眠孢子则与Okamura[20]报道的休眠孢子手绘图较为接近, 因此我们认为类群三应该是洛氏角毛藻。

最后, 类群四(MC5、MC84、MC93、MC97、MC98、MC108、MC125、MC152、MC169、MC176和MC702)聚为一支(Ⅰ, BPP=1.00, ML=98),其营养细胞符合洛氏角毛藻的特征, 但是其休眠孢子仅具有锥状突起, 其上未见二叉分支结构, 但是与Subrahmanyan[21]报道的休眠孢子手绘图较为接近。鉴于Okamura和Subrahmanyan对于洛氏角毛藻休眠孢子的描述不同, 而Okamura为洛氏角毛藻休眠孢子的首次记录, 因此我们认为类群三是洛氏角毛藻。而类群四暂定为形似洛氏角毛藻。

2.4 形态学描述

并基角毛藻Chaetoceros decipiens Cleve (图版 Ⅰ)

Cleve, Bihang till K Svenska Vet-Akad Handlingar 1: 11, Pl. I, fig. 5a amp; b, 1873.

常由2—10个细胞形成直链状群体(图版 Ⅰ-1、2、9), 每个细胞内含多个色素体。细胞宽环面观呈矩形(图版 Ⅰ-1、2、9)。相邻细胞之间的窗孔呈长椭圆形(图版 Ⅰ-1、2、9、10)。壳面观呈椭圆形(图版 Ⅰ-4)。壳套高度约占贯壳轴的三分之一(图版 Ⅰ-1、2)。角毛硬且直, 均分布在同一个平面上, 呈Brunel-I型(图版 Ⅰ-1、2、9)。链中壳面的相邻角毛基部有或无并行融合, 融合区域或长或短(图版 Ⅰ-1、2、9、10)。角毛上孔纹和刺交替排列成4—6排, 孔纹呈椭圆形(图版 Ⅰ-7、8、12、13)。未见休眠孢子。

本文并基角毛藻的形态特征与陈作艺等[8]的描述基本一致。

生活类型: 海洋浮游生活。

分布: 标本采自深圳、珠海和汕头。本种曾报道于北大西洋和戴维斯海峡[22,23]、北美西部沿岸海域[4]、美国罗德岛州纳拉干塞特湾[24]、加利福尼亚湾及下加利福尼亚湾海岸[3]、南墨西哥湾[25]、丹麦沿海[6]、日本海[26]和意大利那不勒斯湾[7]。

洛氏角毛藻C. lorenzianus Grunow (图版 Ⅱ)

Grunow, Verhandlungen der Kaiserlich-Königlichen Zoologisch-Botanischen Gesellschaft in Wien 13:137, Pl. 5, fig. 13, 1863.

常由2—5个细胞形成直链状群体(图版 Ⅱ-1),每个细胞内含多个色素体。细胞宽环面观呈矩形或正方形, 窗孔呈椭圆形(图版 Ⅱ-1、2、4), 壳面观呈椭圆形(图版 Ⅱ-6)。链端壳面中央处有一个唇形突, 外管短(图版 Ⅱ-3)。壳面边缘有圆弧形硅质肋,在角毛基部与相邻壳面的硅质肋相接, 形成硅质翼(图版 Ⅱ-4), 壳套基部有一圈凹槽(图版 Ⅱ-3)。壳面中央区域有一环纹, 环纹四周有呈放射状排列的肋纹, 肋纹之间散布有单个小孔(图版 Ⅱ-3、4)。角毛硬且直, 呈Brunel Ⅰ型, 相邻角毛基部未见并行融合特征(图版 Ⅱ-1、4)。营养细胞的壳面长轴为18.9—21.7 μm, 贯壳轴高12.8—19.0 μm, 窗孔高7.5—12.0 μm。角毛上孔纹和刺交替排列成4—6排, 孔纹呈水滴形(图版 Ⅱ-7、8)。链端角毛比链中角毛稍粗, 而且前者比后者的孔纹排列密度更高。链端角毛密度为每10 μm含7—14个; 链中角毛密度为每10 μm含6—11个。

休眠孢子生于母细胞中央至一端(图版 Ⅱ-2),初生壳呈两锥状突起, 锥顶着生数量众多的二叉分枝的树状结构。次生壳具1—2个低突起(图版 Ⅱ-5)。

生活类型: 海洋浮游生活。

分布: 标本采自珠海湛江、汕头和香港。本种曾报道于亚德里亚海[19]、美国罗德岛州纳拉干塞特湾[24]、加利福尼亚湾[3]、南墨西哥湾[25]、丹麦沿海[6]和日本海[26]。

形似洛氏角毛藻C. cf. lorenzianus Grunow (图版 Ⅲ)

Subrahmanyan. A systematic account of the mar-ine plankton diatoms of the Madras coast p. 131, fig.198-199, 202-204, 206-209, 1946.

常由2—10个细胞形成直链状群体(图版 Ⅲ-1),每个细胞内含多个色素体。细胞宽环面观呈矩形,窗孔呈椭圆形(图版 Ⅲ-1、2、4), 壳面观呈宽椭圆形。链端壳面中央有一个唇形突, 外管短。壳面边缘有隆起的圆弧形硅质肋(图版 Ⅲ-4), 链中壳面边缘角毛基部, 有一个突起的硅质翼(图版 Ⅲ-5)。壳面中央区域有一环纹, 环纹四周有放射状排列的肋纹, 肋纹间没有孔纹(图版 Ⅲ-8)。壳套基部有一环凹槽(图版 Ⅲ-3)。角毛硬, 呈Brunel Ⅰ型, 相邻角毛基部未见并行融合特征(图版 Ⅲ-1、4)。角毛上孔纹和刺交替排列成4—6排, 孔纹呈椭圆形(图版 Ⅲ-8、9), 密度为每10 μm含11—17个。营养细胞的壳面长轴为17.2—37.0 μm, 贯壳轴高9.1—22.2 μm, 窗孔高6.4—15. 0 μm。

休眠孢子位于母细胞中央, 环带与母细胞环带相接触, 上下壳面与母细胞壳面接触或脱离(图版Ⅲ-2)。初生壳上有两个驼峰状突起, 次生壳也有1—2个突起(图版 Ⅲ-6)。休眠孢子的壳面光滑, 未见二叉分支的附属结构。

生活类型: 海洋浮游生活。

分布: 标本采自湛江、深圳、珠海。本种曾报道于马德拉斯沿海[21]。

3 讨论

3.1 典型并基角毛藻的确认

1873年Cleve首次报道了并基角毛藻[22], 形态学描述中没提及“角毛基部并行融合”这一特征, 但模式标本的手绘图中, 这一特征清晰可见, 在此后的研究中, “角毛基部并行融合”被认为是并基角毛藻的标志性特征[2,3,24], 显著区别与其他相似物种。

陈作艺等[8]对并基角毛藻开展了针对性研究,认为“角毛基部并行融合”具有不稳定性, 这一特征不能作为并基角毛藻的专属特征。本文对典型并基角毛藻(MC1109和MC1110)和本研究的类群一、类群二进行了比较, 发现以下主要结论。首先,除了“角毛基部并行融合”之外, 类群一(MC1059和MC1060)和类群二(MC132和MC151)与典型并基角毛藻具有完全一致的形态特征。其次, 类群一和类群二与典型并基角毛藻(MC1109和MC1110)具有完全一致的LSU nrDNA D1-D3序列, 表现出保守的遗传多样性。综上所述, 本文支持陈作艺等[8]的研究结论, 认为“角毛基部并行融合”并不是稳定特征,不宜继续作为并基角毛藻的标志性特征。

3.2 典型洛氏角毛藻现存的疑问

虽然本文初步认定了洛氏角毛藻, 以及一个形似洛氏角毛藻的物种, 但结合历史报道, 关于洛氏角毛藻仍存在较多疑问。

洛氏角毛藻首次报道于亚德里亚海[19], 原始文献仅提供了2个细胞的短链手绘图(Grunow 1863, p.157, Pl. 5, fig. 13)。10年之后, Cleve[22]报道了并基角毛藻, 并与洛氏角毛藻进行了形态学比较。他认为两者具有较为相似的形态学特征, 主要区别是:并基角毛藻的角毛孔纹较细密, 而洛氏角毛藻的角毛孔纹更加粗大。此后也有学者开展了角毛孔纹的对比分析[5], 通过对培养株系的连续形态学观察,发现角毛具有粗大孔纹的物种, 其角毛基部通常无并行融合; 而角毛基部具有并行融合的物种, 其角毛孔纹多排列紧密。这一结论在一定程度上支持了Cleve的观点。但是由于技术手段的缺陷, 当时并未给出明确的孔纹数据。角毛孔纹曾被认为是相似种类之间的有效区别依据[27,28], 但其是否可作为洛氏角毛藻和并基角毛藻之间的有效区分特征,目前由于基础数据的缺乏, 还不能做出判断。在今后的研究中, 需要针对洛氏角毛藻原始标本开展数据采集工作, 正本清源, 这对后续的种源廓清工作具有重要的背景价值。

此外, 休眠孢子也曾被做为洛氏角毛藻和并基角毛藻之间的重要区别特征[2,3,6,26]。但是本文经过对历史文献的收集, 也发现了一些疑问。洛氏角毛藻休眠孢子最早报道于日本, 其手绘图(Okamura 1911, Pl. Ⅺ, fig. 31a-b)[20]显示休眠孢子位于母细胞内, 初生壳有2个锥状突起, 顶生多个二叉分支[20],但该休眠孢子的贯壳轴明显延长, 与密特拉角毛藻的休眠孢子较为相似。由于该报道来自于自然样品, 也未提供营养细胞的任何资料, 因此无法判断其是否就是洛氏角毛藻的休眠孢子, 不能排除错误鉴定的可能。之后, Subrahmanyan[21]也提供了洛氏角毛藻休眠孢子的手绘图(Subrahmanyan 1946, p.132, fig. 198)[21], 其壳面仅有锥状突起, 未见末端的二叉分叉结构。但是与此同时, 目前沿用最为广泛的资料来自于Hasle和Syvertsen描述的洛氏角毛藻休眠孢子(Hasle amp; Syvertsen 1997, p. 205, Pl. 42,fig.a)[2], 其贯壳轴较短, 与壳面长轴基本接近。然而Hasle和Syvertsen[2]提供的也是手绘图, 没有提供其他更为有效的信息参考。本文共观察到2类休眠孢子, 类群三的休眠孢子在形态上更接近于Okamura[20]的报道, 类群四的休眠孢子则更为接近于Subrahmanyan[21]的报道。类群三和类群四的休眠孢子存在明显的形态差异。鉴于休眠孢子在角毛藻分类学中重要应用价值, 以及这2个类群之间存在的显著遗传差异, 我们认为它们应该是2个不同的物种。从目前的认知体系判断, 类群三更为接近洛氏角毛藻, 而类群四应该是新的分类单位。

综上所述, 哪类休眠孢子才是洛氏角毛藻的休眠孢子？目前尚不能判断。在后续的研究中, 首先需要在洛氏角毛藻营养细胞的模式标本采样地建立其培养株系, 然后开展休眠孢子的诱导和比较研究。只有首先确定了什么是真正的洛氏角毛藻, 才能认识其休眠孢子的形态信息, 继而廓清潜在的物种多样性。

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PRELIMINARY STUDY ON THE SPECIES DIVERSITY OF CHAETOCEROS LORENZIANUS COMPLEX FROM GUANGDONG COASTAL WATERS

ZHAI Meng-Yi, ZHU Su-Ying, CHEN Zuo-Yi and LI Yang
(Guangzhou Key Laboratory of Subtropical Biodiversity and Biomonitoring, Guangdong Provincial key Laboratory of Healthy and Safe Aquaculture, College of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)

In order to understand the diversity ofChaetoceros lorenzianuscomplex and divideC. decipiensandC.lorenzianusclearly, Guangdong coast was chosen as a case studied area and a total of 22 monoclonal strains withinC.lorenzianuscomplex were established in this study. Using optical and electron microscopy, their morphology was observed through life cycle, including vegetative cells and resting spores. Hypervariable D1-D3 region of nuclear ribosomal large subunit encode gene for each strain was amplified and their molecular systematics was studied. Following conclusions were made based on the combination of morphology and molecular data. The results showed that the fusing setae base was not a steady feature and could not be considered as an exclusive characteristic forC. decipiens,which supporting the opinion from Chenet al. (2017). The strains with similar morphology withC. lorenzianuslocated into two clades, and it indicated the presence of unexplored species inC. lorenzianuscomplex. The strains in one clade shared most similar morphology with present-knownC. lorenzianus, and those in another clade were distinct in the morphologies of setae poroid and resting spore. When compared wtihC. lorenzianusdescriptions in previous studies,confusion and disorder forC. lorenzianusdelineation were found. For example, there were contradictory and competing descriptions on the shape of resting spore and the presence of dichotomous branches on the primary valve. In future studies, the re-examination on typeC. lorenzianusmaterials, including the vegetative cells and resting spores, is proposed to be conducted preferentially, and then the true diversity might be achieved.

Chaetoceros lorenzianus;Chaetoceros decipiens; Species diversity; Resting spore; Guangdong coastal waters

Q949.27

A

1000-3207(2017)06-1282-09

2016-11-28;

2017-04-05

国家自然科学基金(31570205和31370235); 广东省科技计划项目(2015A030401084)资助 [Supported by the National Natural Science Foundation of China (31570205, 31370235); Guangdong Province Science and Technology Program (2015A030401084)]

翟梦怡(1991—), 女, 广东河源人; 硕士研究生; 主要从事藻类学研究。E-mail: zhaimengyi@m.scnu.edu.cn

李扬, E-mail: liyang@scnu.edu.cn

10.7541/2017.159

图版 Ⅰ Plate Ⅰ

图版 ⅡPla t e Ⅱ

图版 ⅢPlate Ⅲ