我国绿潮藻DNA分子检测与分子系统学分析

论文摘要

2007—2010年,我国黄海海域连续四年暴发绿潮,特别是在2008年青岛浒苔暴发后,此问题引起了有关政府机构和相关学者的高度重视和关注。绿潮构成种的分类鉴定、遗传溯源,绿潮的暴发机制、预测预警、防控治理和综合利用等问题都是研究的重点和热点。本文主要针对绿潮藻的分类鉴定和遗传溯源展开,对GenBank中浒苔类绿潮藻的DNA序列做了调查和研究,结合我国沿海岸基绿潮藻预调查,2008—2010年连续三年对我国南黄海海域绿潮进行重点监测和分子系统学分析,为绿潮形成种的种类鉴定和黄海绿潮溯源研究奠定了重要基础。首先对GenBank数据库中浒苔类绿潮藻的DNA序列做了全面检索和查询,发现肠浒苔（Ulva intestinalis ）的序列最多,其次是浒苔（Ulva prolifera ）、缘管浒苔（Ulva 1inza）、扁浒苔（Ulva compressa）,还尚未有管浒苔（Ulva tubulosa）的序列;各种浒苔的序列主要集中于ITS和rbcL基因上。分析我国常见绿潮藻浒苔（Ulva prolifera ）、缘管浒苔（Ulva 1inza）、扁浒苔（Ulva compressa）、曲浒苔（Ulva flexuosa）的核糖体rDNA ITS和rbcL序列。结果表明,扁浒苔（Ulva compressa）、曲浒苔（Ulva flexuosa）的ITS序列差异较小,遗传距离分别为0-0.006和0-0.053;而浒苔（Ulva prolifera ）、缘管浒苔（Ulva 1inza）的ITS序列差异较大,遗传距离分别为0-0.171,0-0.135;且GenBank中这两种浒苔的ITS序列存在序列相同,种名不同的现象,亟需建立统一的分子分类标准。其次结合我国沿海岸基绿潮藻分布的预调查,对我国南部海域绿潮藻进行ITS、rbcL系统学分析,发现其与2008年黄海漂浮绿潮藻优势种序列差异较大,亲缘关系较远;而2008-2010年黄海海域如东、连云港、青岛绿潮藻分子系统学分析显示,三年三地黄海绿潮藻分子序列上呈现高度一致性,其类群构成大致相同,而漂浮优势种序列则完全相同,相似性为100%,为同一种浒苔（Ulva prolifera ）。2009年,我们对江苏省如东海域绿潮藻进行了详尽调查和重点监测,选取紫菜养殖架和防波堤坝上的11个固着样品以及海区15个漂浮样品,对其ITS及5.8S rDNA和叶绿体rbcL基因序列进行分子系统发育和类群演替分析。结果显示:如东沿岸堤坝和紫菜养殖筏架具有大量固着生长的浒苔类绿潮藻,其海区漂浮绿潮藻团出现时间也最早,并逐渐北移;ITS序列分析将如东海区样品聚为五个类群:Ulva compressa类群（6个样品）,Ulva linza-procera-prolifera （LPP）复合体类群（12个样品）,Ulva flexuosa类群（3个样品）,Blidingia sp.类群（3个样品）以及Urospora spp.类群（2个样品）,而rbcL序列较为保守,26个样品只聚为四个类群:DNA序列分析表明,如东海区漂浮与固着绿潮藻类群构成相同,亲缘关系较近,漂浮绿潮藻优势类群先后出现次序为:U. compressa、U. flexuosa、LPP,最终漂浮种与2008年黄海绿潮优势种的ITS序列完全相同。2010年我们对南黄海江苏沿海浒苔绿潮漂浮过程进行了跟踪监测,并进行了海水培养实验和浒苔样品的分子检测。结果表明,2010年黄海海域漂浮浒苔绿潮暴发的源头在南通市的如东海域,然后经大丰、射阳和连云港海域,最后漂移至青岛海域;调查海域海水中广泛存在浒苔显微阶段繁殖体,位于南部的如东海域水体中浒苔幼苗数量达最高值的时间最早,其次是中部的大丰,而位于北部的射阳则为最晚。从水样中培养得到的浒苔幼苗分为U. flexuosa、LPP两个类群,与黄海漂浮绿潮藻类群存在一致性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 1 绿潮概况
• 2 国外及我国黄海绿潮暴发状况
• 3 黄海绿潮藻的分类学问题
• 4 DNA 序列在海藻分类鉴定与系统学研究中的应用
• 第一章 GenBank 中绿潮藻DNA 序列分析
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 GenBank 中浒苔类绿潮藻DNA 序列概况
• 2.2 浒苔（Ulva prolifera ）的序列分析
• 2.3 缘管浒苔（Ulva linza） 的序列分析
• 2.4 扁浒苔（Ulva compressa）的序列分析
• 2.5 曲浒苔（Ulva flexuosa）的序列分析
• 2.6 几种浒苔（Ulva prolifera）和缘管浒苔（Ulva linza）序列比对
• 3 讨论
• 4 小结
• 第二章 我国沿海绿潮藻分子系统学分析
• 1 材料与方法
• 1.1 样品的采集与处理
• 1.2 基因组DNA 的提取与ITS 及rbcL 序列的扩增
• 1.3 序列测定及分析
• 2 结果与分析
• 2.1 2008-2010 年黄海海域绿潮藻分子系统学分析
• 2.2 我国南部海域绿潮藻分子系统学分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 第三章 江苏如东近海绿潮藻分子检测与类群演替分析
• 1 材料与方法
• 1.1 调查与监测区域描述
• 1.2 样品的采集与处理
• 1.3 基因组DNA 的提取与ITS 及rbcL 序列的获得
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 江苏沿海岸基绿潮藻调查
• 2.2 海区漂浮绿潮藻监测
• 2.3 ITS 系统发育分析
• 2.4 rbcL 系统发育分析
• 2.5 类群构成与演替
• 3 讨论
• 4 小结
• 第四章 南黄海绿潮藻监测及浒苔显微繁殖体的分子检测
• 1 材料与方法
• 1.1 研究区域描述
• 1.2 漂浮浒苔样品采集
• 1.3 海水处理与浒苔显微繁殖体的培养及定量
• 1.4 DNA 提取、序列扩增、测序和分子系统分析
• 2 结果
• 2.1 南黄海江苏沿海漂浮浒苔监视
• 2.2 海水中浒苔显微繁殖体的培养与定量
• 2.3 漂浮浒苔样品ITS 序列分子系统学分析
• 2.4 浒苔显微繁殖体幼苗的ITS 序列分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢