海洋所在抑食金球藻種下遺傳多樣性及其環(huán)境影響因素等方面取得新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所有害藻華與海洋生態(tài)安全研究組在我國(guó)近海和西太黑潮源地的抑食金球藻種下遺傳多樣性和環(huán)境適應(yīng)性偏好,以及其在黃海時(shí)空分布特征及其環(huán)境影響因素等研究中取得新進(jìn)展,相關(guān)研究成果發(fā)表于Harmful Algae和《海洋與湖沼》。
抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)先后在美國(guó)、南非和我國(guó)暴發(fā)褐潮(Brown Tide),能強(qiáng)烈抑制貝類攝食,造成貝類滯長(zhǎng)和死亡,且高密度藻細(xì)胞產(chǎn)生遮陰效應(yīng),破壞底棲生態(tài)系統(tǒng)。從2009年起,我國(guó)渤海秦皇島、黃海桑溝灣和四十里灣連續(xù)多年暴發(fā)大規(guī)模褐潮,給當(dāng)?shù)刎愵愷B(yǎng)殖業(yè)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。
該物種被視為大洋性物種,卻能在近岸河口海域暴發(fā)褐潮,對(duì)其是否通過(guò)種下分化以適應(yīng)多變生境并無(wú)認(rèn)識(shí)。在全球范圍內(nèi),僅我國(guó)和美國(guó)連續(xù)多年發(fā)生大規(guī)模抑食金球藻褐潮,兩國(guó)海域抑食金球藻遺傳關(guān)系也不清楚。再者,前期研究發(fā)現(xiàn)渤海褐潮肇事種來(lái)源于黃海,但目前對(duì)黃海抑食金球藻種群動(dòng)態(tài)和時(shí)空分布特征及其關(guān)鍵環(huán)境影響因素依然缺少了解。此外,從2008年起黃海連年暴發(fā)大規(guī)模綠潮,每年夏末漂浮綠藻沉降分解于山東半島南北海域,改變了局地生源環(huán)境,被認(rèn)為可以促進(jìn)抑食金球藻的生長(zhǎng),但缺乏直接的原位證據(jù)。
針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題,研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建特異性種下分子標(biāo)記,將抑食金球藻分為3個(gè)基因型。不同基因型具有不同環(huán)境偏好:Ⅰ型偏好于高溫、低鹽、高溶解有機(jī)態(tài)物質(zhì)環(huán)境,主要分布于河口近岸水體,而Ⅱ和Ⅲ型偏好于高鹽環(huán)境,多分布于近海和大洋海域。在褐潮和非褐潮年份,我國(guó)褐潮高發(fā)海域中抑食金球藻種群的遺傳結(jié)構(gòu)組成差異顯著,基于培養(yǎng)株系和野外樣品的聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)我國(guó)褐潮優(yōu)勢(shì)基因型為Ⅰ型,而美國(guó)褐潮海域分離的株系則為Ⅱ型。
抑食金球藻在黃海分布特征受到海域水文動(dòng)力的強(qiáng)烈影響。初春和夏末,抑食金球藻均呈現(xiàn)斑塊狀分布特征,形成北黃海、山東半島南部海域及東南外側(cè)海域三個(gè)高值區(qū);在垂直方向上,在初春未層化的水體中抑食金球藻分布均勻,但在夏末層化水體形成“表層低-中層高-底層低”分布格局。初春高豐度的抑食金球藻主要分布于沿岸水體中,而夏末高豐度藻細(xì)胞主要分布于黃海混合水體中。此外,在夏末綠潮沉降分解期間,北黃海、山東半島南部海域兩個(gè)海域高值區(qū)的抑食金球藻豐度在綠潮規(guī)模大的年份顯著高于綠潮規(guī)模小的年份,綠潮沉降分解釋放氨、溶解態(tài)有機(jī)物等明顯促進(jìn)抑食金球藻生長(zhǎng),提高種群豐度。

圖1?秦皇島海域褐潮發(fā)生年份(A和B)和非褐潮發(fā)生年份(C)抑食金球藻遺傳結(jié)構(gòu)組成變化

圖2 渤、黃海(A)和山東半島海域(B)抑食金球藻遺傳結(jié)構(gòu)組成

圖3 初春黃海表層(a)、葉綠素最大層(b)和底層(c)抑食金球藻(10n cells/L)分布特征

圖4 綠潮規(guī)模大(上行)和小(下行)年夏末黃海抑食金球藻(10n cells/L)分布特征
上述研究成果深化對(duì)抑食金球藻種下遺傳分化的認(rèn)識(shí),為我國(guó)近海抑食金球藻褐潮發(fā)生機(jī)制闡明提供了科學(xué)基礎(chǔ),并提高對(duì)黃海綠潮生態(tài)危害效應(yīng)的認(rèn)識(shí)。論文第一作者分別為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所劉超和孫璐博士,相關(guān)研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等資助。
文章信息:
Liu, C., Zhang, Q.C.*, Chen, Z.F., Sun L., Kong, F.Z., Yu, R.C., 2025. Genetic diversity of Aureococcus anophagefferens in the coastal waters of China and implications for intraspecific differentiation of environmental adaptability. Harmful Algae 150: 102985. https://doi.org/10.1016/j.hal.2025.102985
Sun, L., Geng, H.X.*, Zhang, Q.C.*, Chen, Z.F., Liu, C., Kong, F.Z., Yu, R.C., 2025. Unique distribution pattern of Aureococcus anophagefferens in the Yellow Sea during late summer influenced by complex hydrodynamics and green tide decomposition. Harmful Algae 150: 102987. https://doi.org/10.1016/j.hal.2025.102987
孫璐, 劉超, 張清春*, 于仁成, 2025. 黃海初春抑食金球藻分布格局及其環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子. 海洋與湖沼, doi: 10.11693/hyhz2025030006
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