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超微浮游植物广泛分布于世界各地,在不同营养水平和不同类型的湖泊中均有分布,并在湖泊的碳循环和能量流动中具有重要的作用,是湖泊生态系统中重要的初级生产者和浮游植物的重要成员。目前,尚未有关于我国湖泊中超微浮游植物的分离、培养、系统发育和多样性方面等的研究,本研究从滇池、洱海、抚仙湖和微山湖分离、培养了12株超微浮游植物,其中6株属于超微蓝藻,另外6株属于超微绿藻;同时还对洱海超微蓝藻的多样性进行了研究,结果如下:
(1)首次从滇池、洱海、抚仙湖和微山湖分离了6株聚球藻(Synechococcus)类的超微蓝藻,分别为DC-1,DC-7,DC-19,EH-1,FXH-1和WSH-1。6株藻均具有聚球藻属的形态学特征:单细胞,杆状或球状,细胞直径小于3μm,在一个平面上进行二分裂。进一步结合16S rDNA序列和ITS序列分析其系统发生,结果表明:6株蓝藻均属于超微浮游植物进化枝上的淡水Cyanobium基因簇内。其中,DC-1,DC-19和EH-1同Synechococcus sp.PCC9005亲缘关系最近。
(2)从滇池、洱海和微山湖中分离、培养了6株超微浮游绿藻,分别为DC-6、DC-10、DC-11、EH-13、EH-27和WSH-29。分析其18S rDNA序列,结果表明:藻株DC-6和EH-13同Choricystis属亲缘关系近,而DC-10、DC-11、EH-27和WSH-29同Mychonastes属亲缘关系最近,在构建的进化树上组成了Mychonastes group。在该group内,EH-27和WSH-29以98%的bootstrap值组成一组,位于Mychonastesgroup的底部,同Pseudodictyosphaerium进化枝紧密相邻。DC-6和DC-10的形态和细胞超微结构有很多相似的地方,如均具有一套简单的细胞器,包括一个细胞核,一个杯状、周生不具蛋白核的叶绿体和一个线粒体,叶绿体和细胞核占据了细胞的大部分体积,线粒体则位于两者之间。DC-6和DC-10叶绿体均不具蛋白核,都以似亲孢子的方式进行繁殖,母细胞壁具有典型的TL-layer结构。DC-6的细胞壁光滑,而DC-10的细胞壁表面具有肋网状结构。因此仅凭借普通的光学显微镜很难准确划分自然水体中存在的Chlorella类球状绿藻,需结合电镜和分子生物学方法才能进一步确定其分类学地位。
(3)Mychonastes属和Choricystis属在滇池和洱海均为首次描述的绿藻门浮游植物属,同时Mychonastes属也是微山湖首次描述的超微真核浮游植物属。同时还详细比较了具相同形态学特征的绿藻门的Mychonastes、Choricystis、Chlorella、Pseudodictyosphaerium及Nannochloris之间的主要差异。
(4)使用PCR扩增了洱海环境水样中超微蓝藻的部分16S rDNA序列,构建了8个克隆文库,共获得59条超微蓝藻序列,在构建的进化树内主要形成了7个lineage,说明洱海超微蓝藻的多样性较高。其中lineageⅠ、Ⅲ、Ⅴ在3个月份均有出现;随季节的不同,洱海水体中超微蓝藻群落组成存在着演替,表现为lineageⅡ、Ⅳ只在2008年1月出现,lineageⅥ、Ⅶ则只出现在7月份。这是首次利用分子生物学手段对洱海水体中超微蓝藻多样性进行的研究。