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中国近海外来囊藻(Colpomenia peregrina)种群遗传多样性研究.docx
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中国近海外来囊藻(Colpomenia peregrina)种群遗传多样性研究.docx
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外来囊藻(Colpomenia peregrina Sauvageau)隶属于 Ochrophyta 门, 褐藻纲(Phaeophyceae), 墨角
藻亚纲(Fucophycidae), 水云目(Ectocarpales), 萱藻科(Scytosiphonaceae), 囊藻属(Colpomenia), 在温
带近海潮间带分布广泛, 主要生长在坡度较缓的岩石上或附生在其他大型海藻上。
外来囊藻在形态上呈棕褐色的中空球形或不规则囊形, 表面随着藻体的生长发育出现深浅不一的褶
皱。外来囊藻多为一年生, 生活史中有异型世代交替, 生殖期可产生单室孢子囊和多室孢子囊
[1]
。
由于外形相似, 长期以来囊藻属物种之间的区分鉴定始终是一个难题
[2]
。20 世纪初, 法国科学家
Sauvageau 发现法国西海岸的一种囊藻在形态上与囊藻属的模式种囊藻(Colpomenia sinuosa)有所不同,
它比囊藻更厚且表面光滑, 缺少褶皱和塌陷, 芽孢囊群和褐藻鞭毛起始部位也不同。Sauvageau 认为这个
形态种是囊藻的一个变种(Variety), 并将其命名为 C. sinuosa var. peregrina。1937 年, Hamel 将该变种
提升至独立物种水平, 命名为 C. peregrine
[3]
。Clayton 通过混合指数分析(Hybrid Index Analysis)和方差
分析(ANOVA), 首次提出区分外来囊藻和囊藻的 3 个主要特征:藻体表面芽孢囊群的形态呈点状不连续或
广泛连续; 孢子囊表面是否有角质层覆盖; 髓层细胞层数不同
[4]
。
外来囊藻呈中空状, 在藻体完整未受损伤时内部会因光合作用而充满氧气。当藻体附生在牡蛎壳上
时, 会因气体的浮力而使牡蛎浮在水面并随水漂走, 在 20 世纪曾给法国牡蛎养殖业带来损失, 外来囊藻也
因此被称为“牡蛎小偷”
[3, 5]
。除漂浮扩散外, 外来囊藻也可随牡蛎养殖的跨海区转运而被引入新的栖息地,
建立新种群
[6]
。这一特征使外来囊藻成为研究海洋生物多样性变动、群体遗传变异和生物地理格局形成的
良好模型。
近年来, 已有研究逐步涉及囊藻属物种的种群分布变动、入侵路径及隐存多样性。Cho 等利用核糖
体内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)和叶绿体核酮糖 1, 5-二磷酸羧化酶大亚基(the large
subunit of ribulose 1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, rbcL)研究了全球范围内囊藻的遗传多样
性, 发现囊藻的 ITS 标记中存在独特的串联重复序列, 其重复数可将囊藻分为南半球和北半球两个不同的
地理分布区
[7]
。Lee 等对 19 个国家和地区的囊藻细胞色素氧化酶第Ⅲ亚基(Cytochrome c oxidase subunit
3, cox3)和 rbcL 序列进行系统发育分析, 发现囊藻种内一个分支在印度洋和大西洋重叠分布, 另一分支仅
分布在热带地区, 剩余则集中分布在红海和地中海西部, 这样的模式可能源于历史遗存和现代人类干扰
[8]
。Lee 等最近报道西北太平洋地区可能是外来囊藻的发源地, 其遗传多样性中心可能位于韩国西南海岸,
在距今约 2 万年前扩散到西南太平洋和东北太平洋地区, 在最近一个世纪受人类活动干扰入侵到北大西洋
[6]
。
外来囊藻在中国近海潮间带分布广泛, 然而关于其在中国境内种群遗传多样性和分化的研究尚为空
白。本研究采集了来自中国近海 13 个地点的外来囊藻种群样本, 应用线粒体 cox3 标记研究其种群遗传结
构和多样性分布模式。
1 材料与方法 1.1 样品采集
2013—2018 年间, 我们采集了辽宁、山东、浙江等地 13 个地点(27.45—39.02°N, 120.96—
122.73°E)的外来囊藻样本, 详细信息见表 1。采集时, 每个采样点内样品均间隔 10 米。样品冲洗干净并
阴干处理, 24 h 后加入变色硅胶干燥保存。
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