我国新记录绿潮物种Ulva laetevirens的比较叶绿体基因组学研究

摘要

在全球范围内广泛暴发的石莼属绿潮既包括大规模暴发的跨海域绿潮,也包括小规模暴发的局地绿潮.我国有关绿潮致灾物种的研究对象主要集中于黄海绿潮浒苔,而针对局地绿潮致灾物种的研究尚处于起步阶段.针对局地绿潮物种的鉴定和分布调查是有效预防和监测潜在大规模绿潮暴发的重要环节.本文对2020年11月初于山东烟台第一海水浴场暴发的石莼属绿潮进行了初步研究.经随机采样获得了12株藻体,根据tufA分子标记初步将其中11株鉴定为Ulva laetevirens.本研究完成了U.laetevirens的一个代表性株系CNS00533的叶绿体基因组构建和解析.叶绿体基因组为110 889 bp,含有71个蛋白编码基因、27个tRNA基因和3个rRNA基因(rrl、rrn和rrn5).烟台海域U.laetevirens株系叶绿体基因组基因组成和排列顺序与爱尔兰海域U.laetevirens株系MT179351完全一致,DNA序列相似性为99.8％,进一步证明CNS00533为U.laetevirens.此外,U.laetevirens的烟台株系与爱尔兰株系的叶绿体基因组也存在差异,烟台株系比爱尔兰株系多了5个Ⅰ型内含子和1个Ⅱ型内含子,导致叶绿体基因组长度增加7 kb.CNS00533与U.rigida MT179352叶绿体基因组之间存在多个不同的长片段插入序列(763-2 346 bp),DNA序列相似性也较低(93.1％);与U.australisMT179348相比差异更大,存在一个较大(覆盖45个基因)的基因组反转事件.在基于71个蛋白编码基因的遗传进化树中,CNS00533与U.laetevirens MT179351聚类在一枝,与U.rigida MT179352遗传距离较近,与U.australis MT179348的遗传距离很远,表明U.laetevirens、U.rigida和U.australis为石莼属的3个不同物种.2020年11月烟台海域局地绿潮事件的原因种U.laetevirens在我国近海绿潮事件中首次报道,本研究对该物种的分子进化分析将有助于对我国近海绿潮监测、物种鉴定提供数据支持和理论依据.