南海大陆架海域真核微型浮游生物多样性的研究

摘要

海洋中的微型真核浮游生物是一类颗粒微小，分布广泛的微小生物。其光合自养类群是海洋的主要生产者之一，异养类群是海洋微型食物链的重要一环，它们在海洋生态系统中占有十分重要的地位。另外，这类生物还对环境比较敏感，能作为环境的指示生物。广东沿海是我国重要的经济海域，电是赤潮的高发区，对这一海域开展微型真核浮游生物多样性研究有着重要意义。 本研究利用真核生物专一性的18S引物，对来自南海东北部大陆架海域两个位点(115°E，20°N附近)100水深的样品总DNA进行PCR扩增，并且通过割胶纯化、连接转化等步骤构建了两个18S rDNA的文库，对两个文库400多个克隆子进行限制性片段长度多态性筛选，挑选有代表性的克隆子进行18S序列测定以及通过与GenBank中已有的数据进行相似性比较，获得120多个与微型真核浮游生物有关的克隆子，最后使用相关软件和选择有代表性的序列数据构建这些类群的系统树。 研究显示，两个文库微型真核浮游生物遗传多样性既有共性，又受海流、盐度等因素的影响，使得其中一个文库在类群种类和数量上都占有优势。同时，两个文库都发现有不少“蓝色水域”特有的等辐骨虫(Acantharea)和多孔虫(Polycystinea)存在，表现出大洋种群结构中自养硅藻类稀少，异养微型真核浮游生物丰富的特征。而在这些放射虫类(Radiolaria)中还发现一个与不久前在南沙海域发现的新等辐骨虫类极为相似的类群，而且更加丰富。这与普遍认为的放射虫类主要分布于赤道地区的观点不同，表明这个类群的分布可能更广。由于放射虫类生长需要硅和锶两种元素，放射虫类在南海的广泛分布可能与南海海底活跃的地壳活动有关。研究还表明，异养类群中占主导地位的是囊泡虫类(Alveolates)，尤为丰富的是这一类群中分类未定的环境样本。囊泡虫类群中的甲藻类是广东沿海赤潮的主要原因种，在本次调查中也有发现。同时，研究也发现了两个与原油耐受性原生生物非常相似的克隆子，而且其中一个的数量不少，它们在系统树中分别定位于异鞭毛虫类(Strametlopiles)和囊泡虫类，这可能暗示珠江口原油开采开始对海洋生态环境造成影响。另外，本研究还通过构建系统树来对文库中大量的环境样本进行分类定位，发现囊泡虫环境样本主要属于近年发现的两个新类群Marine alveolate Group Ⅰ和 Marine alveolate Group Ⅱ。并且在Marlne alveolate GroupⅠ中发现有鱼类寄生虫 Ichthyodinium chabelardi的存在，这进一步证实近来对GroupⅠ也是寄生类群的猜测。环境样本中另一个主要群体是放射虫类，在系统树上它们代表一个与等辐骨虫类关系密切的类群，但同源分析的结果显示它们与一些已知的多孔虫类同样密切，表明对这一群体的分类定位仍有待进一步研究。 本研究利用分子生物学方法揭示了南海东北部大陆架海域微型真核浮游生物特别的群落构成和遗传多样性，并初步分析了其分布特征与变化规律。同时新发现的序列为研究微型真核浮游生物的系统结构提供了相关分子数据。本研究也为我国近海环境监测和生物多样性的保护提供依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1微型真核浮游生物简介

1.2海洋微型真核生物多样性的研究进展

1.3论文的研究目的与意义

第二章实验材料与方法

2.1实验材料及主要试剂

2.2实验方案

第三章实验结果与分析

3.1样品总DNA提取、18S rDNA扩增和割胶纯化结果

3.218S rDNA基因文库的构建、筛选和克隆子测序结果

3.3文库中各主要类群的丰度和优势类群

3.4两个文库中各类群的遗传多样性分析

第四章讨论

4.1南海北部海洋环境与微型真核浮游生物多样性的关系

4.2大量微型Polycystinea和Acantharea的发现及其地理意义

4.3 100米水深微型真核生物群落结构以及在微食物网中的作用

4.4与环境质量有关微生物的发现

4.5 PCR扩增偏向性对微型真核浮游生物丰度的影响

展望

参考文献

附录1缩略词

附录2 GenBank参考序列

致谢

论文原创性声明