中国东南沿海五种拟菱形藻形态、遗传多样性与系统进化研究

论文摘要

拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）是广泛分布于世界各地的潜在产毒赤潮藻。本研究首先从我国东南沿海分离并建立拟菱形藻各个种的纯种株系;然后利用光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对其进行形态学观察、特征描述,并进行分类研究;再选择核糖体SSU nrDNA、LSU nrDNA、和5.8S rDNA及转录间隔区（ITS1、ITS2）基因对其进行分子生物学分析,包括基因序列差异性分析、遗传多样性分析和系统进化分析。旨在对分布于我国东南沿海的拟菱形藻进行形态学分类和分子鉴定,并分析其种间、种内、不同地理株系的地理遗传差异性和系统进化关系,探明我国东南沿海主要拟菱形藻的种类和遗传多样性水平。主要结果如下:1.分析了采自海南、香港、广州、厦门、台湾海峡和长江口等地的12株拟菱形藻。根据其形态学特征,鉴定为5个种:尖刺拟菱形藻（P.pungens）、尖细拟菱形藻（P.cuspidata）、多纹拟菱形藻（P.multistriata）和巴西拟菱形藻（P.braziliana）、柔弱拟菱形藻（P.delicatissima）。其中除巴西拟菱形藻外,其它四种均为潜在产毒藻。除分析了从我国东南沿海分离的拟菱形藻外,还综合比较了来自加拿大的6株有毒多列拟菱形藻（P.mutiseries）。2.分析了上述12株拟菱形藻基于SSUnrDNA、LSUnrDNA和5.8S rDNA及转录间隔区（ITS1、ITS2）序列的遗传多样性。结果表明:SSUnrDNA序列平均长度为1745bp,含有103个变异位点和44个简约信息位点;LSUnrDNA平均长度为822bp含有50个变异位点和32个简约信息位点;5.8S rDNA及转录间隔区（ITS1、ITS2）的平均长度为729.3bp,有439（1209）个变异位点和401（1209）个简约信息位点。总体来说,拟菱形藻的SSUnrDNA和LSUnrDNA较为保守,ITSnrDNA变异性较大。柔弱拟菱形藻（P.delicatissima）的LSUnrDNA存在较明显的种内差异。其他4种拟菱形藻的SSUnrDNA和LSUnrDNA的种内差异性不大。3.通过软件预测ITS序列的二级结构并计算补偿性碱基改变（CBCs:compensatory base changes）。通过对拟菱形藻的ITS-1和ITS-2二级结构的CBCs分析表明,来自长江口和来自厦门胡里山的尖刺拟菱形藻可能存在生殖隔离。4.在系统发育的研究中,从用邻位相接法（NJ）、最大简约法（MP）和最小进化法（ME）所构建的系统进化树来看,多列拟菱形藻和尖刺拟菱形藻各为为单系,而尖细拟菱形藻（P.cuspidata）和伪柔弱拟菱形藻（P.psedudodelicatissima）存在一个复合体,在基于三种基因的系统进化树中都无法区分出来。并通过对系统进化树的构建,探讨了拟菱形藻、菱形藻和拟脆杆藻的亲缘关系。结果表明拟脆杆藻与拟菱形藻之间的亲缘关系比拟菱形藻和菱形藻的之间亲缘关系更近。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 拟菱形藻的形态分类研究
• 1.2 拟菱形藻的分子分类及系统进化研究
• 1.3 分子系统发育
• 1.4 DNA二级结构在生殖隔离和遗传多样性研究中的应用
• 1.5 本论文研究的目的和意义
• 第二章 材料和方法
• 2.1 自然样品的采集与藻株的分离、纯化
• 2.2 主要试剂和仪器
• 2.3 方法
• 2.4 本实验的技术路线
• 第三章 实验结果
• 3.1 形态观察结果
• 3.2 拟菱形藻SSU序列片段的扩增及序列分析
• 3.3 拟菱形藻LSUnrDNA片段的扩增及序列分析
• 3.4 拟菱形藻5.8S rDNA及转录间隔区（ITS1、ITS2）序列扩增及序列分析
• 第四章 讨论
• 4.1 拟菱形藻分类中引入DNA序列的必要性
• 4.2 拟菱形藻遗传多样性分析
• 4.3 拟菱形藻系统进化及形态学分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本研究特色
• 5.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和参加的课题
• 致谢