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隐藻类(Cryptomonads,Cryptoprotists或Cryptophytes)是一类单细胞鞭毛藻,广泛生活于淡水和海水中,是水体生态系统中重要的初级生产者。然而由于其细胞易碎,细胞密度在常规固定的样品中经常被低估,其重要性也被忽视。国际上专门探讨淡水隐藻类分类学和生态学的文献较少,在广为接受的分类系统中,隐藻类单独为一个门,分为2个纲,3个目,7个科,18个属,约200种。其中有11个属可生活于淡水中,3个属仅在淡水中发现。据估计,还有大量淡水种类未被发现。近年来,随着电子显微技术和分子系统学的发展,隐藻门的分类系统还处于不断更新中。
迄今为止,我国关于隐藻分类学的研究甚少,仅记载有不到10个淡水种类。尽管在国内的一些湖泊、水库的生态调查中也常常报导隐藻类,然而由于文献中分类学信息的缺失,其准确性难以考证。
为了解我国隐藻类的基础分类区系资料和更好地了解其在淡水生态系统中的地位,本论文探索了隐藻类野外样品的保存方法。通过浓度梯度实验证明,终浓度为2%的的戊二醛溶液,在无缓冲液和渗透调节剂的条件下,可以在较长时间内(43天)完好的保存隐藻类样品,用以光学显微镜下的形态观察和物种鉴定,并且成功地从固定样品中提取到DNA并进行PCR扩增和分子系统发育分析。
我们还在国内多种淡水水体中采集样品,共发现了淡水隐藻类7个属21个种。其中,4个属,15个种为中国新记录。对所采集的隐藻类进行了详细的形态描述,绘制了表现形态特征的手绘图,并附有光学和电子显微照片,以期为我国淡水隐藻类的分类鉴定提供可靠资料。
另从隐藻类样品中提取基因组DNA,通过PCR扩增,获得新的隐藻类序列40条,并结合网络数据库中已有的隐藻类序列和相关序列进行了基于隐藻类细胞核和核型体18SrDNA两套序列矩阵的系统发育分析。分子系统发育分析的结果与基于形态学和色素的隐藻门分类系统在属以上水平上相一致,但是在属以下水平上存在分歧。所构建的系统发育树显示,采集自我国的各种隐藻类与国外同种株系的遗传距离非常短,显示同种隐藻类的地理差别不大;隐藻属等淡水隐藻类多处于系统发育树的顶部,而一些海水种类则多处于基部,显示淡水隐藻类是进化中比较高级的类群。
在武汉东湖进行的为期两年的生态学研究中,共在东湖样品中鉴定到16种隐藻类,其中有10种为隐藻属的种类。在样品中的频度最高的隐藻类是具尾逗隐藻(Kommacaudata),其次是马索隐藻(Cryptomonasmarssonii)和倒卵隐藻(Cryptomonasobovata)。通过估算细胞密度和生物量,发现隐藻类是东湖的主湖区郭郑湖区的优势种类。而在水果湖区和牛巢湖区,隐藻类所占浮游藻类比重较低。总体上看,隐藻类的细胞密度和生物量在春秋较高,在冬夏较低。隐藻类种群在全年均可以出现迅速增殖。全年来看,逗隐藻属的细胞密度最高,而隐藻属的生物量最高。不同的隐藻类种群呈现出不同的时空分布特征。冗余分析(RDA)结果显示,水温、pH和DTP是影响隐藻类群落结构最主要的三个环境因子。相关性分析显示,隐藻类的细胞密度和生物量与可溶性总磷浓度(DTP)和可溶性有机碳(DOC)正相关。
最后,通过采集真蓝裸甲藻(Gymnodiniumeucyaneum)与一些隐藻类的样品,进行基于DNA分子序列的系统发育分析和色素分析,确认了真蓝裸甲藻细胞内含有临时性的隐藻类内共生体,其内共生体来源于蓝隐藻属(Chroomonas),最有可能是蓝色蓝隐藻(Chroomonascoerulea)。在武汉东湖进行的为期两年的观测中发现真蓝裸甲藻与蓝色蓝隐藻的细胞密度成显著正相关。