我国绿潮藻种鉴定技术及分子系统分析研究

发布时间：2020-06-21 01:22

【摘要】：自2008年至2017年,绿潮在我国黄海海域已连续暴发十年。绿潮的周期性大规模暴发给沿海城市带来了巨大的经济损失。绿潮藻的种类构成和主要致因种、绿潮的发生和发展过程、绿潮的漂移路径、绿潮藻的生态适应性、绿潮的预警预报和防控等绿潮的相关内容皆成为了研究的热点。绿潮致因藻种的鉴定是对绿潮展开一系列深入研究的基础,而调查绿潮的发生发展过程最直接的方式是现场调查,因此,本文首次提出了PCR联立凝胶电泳鉴定绿潮致因藻种的鉴定方法,为南黄海早期漂浮绿潮致因藻种的现场调查鉴定提供了有效方法。接着对2016-2017年江苏沿海紫菜养殖{)架区的固着绿潮藻和南黄海早期漂浮绿潮藻进行种类鉴定和种群构成分析,并结合2009-2015年的监测结果,综合讨论了2009-2017年的南黄海早期漂浮绿潮藻种的演替变化规律。最后对黄海绿潮大规模暴发的主要致因种浒苔(Ulva prolifera)的5S rDNA间隔区序列进行研究,发现存在3种不同的亚型序列并进行分析讨论。主要研究结果如下:1.首次提出了PCR联立琼脂糖凝胶电泳的绿潮藻致因种的鉴定方法,该方法相较于传统的形态学分类方法,避免了绿潮藻致因种形态可塑性导致传统形态分类学难以进行鉴定的问题;相较于基于绿潮藻特征片段扩增的分子鉴定技术,避免了测序导致的成本高、耗时周期长和设备操作不便利等问题。PCR联立凝胶电泳的绿潮藻致因种鉴定方法,为黄海早期漂浮绿潮致因种的现场调查提供了有效方法。2.对2016-2017年的江苏沿海的如东、大丰和吕泗的紫菜养殖{)架区的固着绿潮藻进行种类鉴定和种类构成分析,其中如东紫菜养殖{)架区又分为如东内沙、中沙和外沙三个区域。结果表明:2016年的吕泗、如东和大丰的紫菜养殖{)架区的固着绿潮藻主要由曲浒苔和缘管浒苔构成。其中,大丰紫菜{)架区检测出的缘管浒苔从1-4月逐渐增多;吕泗{)架区检测的固着曲浒苔数量大于缘管浒苔;如东外沙和中沙检测的固着缘管浒苔数量多于曲浒苔;如东内沙1月份检测的缘管浒苔数量最少,2月份最多。2016年11月至2017年5月,大丰紫菜{)架区的固着绿潮藻主要由曲浒苔构成,而缘管浒苔仅在4月被检测到,且数量极少;2016年11月至2017年2月在吕泗{)架区仅检测到曲浒苔;如东外沙和如东中沙检测的曲浒苔数量多于缘管浒苔;如东内沙的固着绿潮藻种类构成与2016年一致。综上,2017年所检测的曲浒苔数量显著多于2016年。除此之外,2016-2017年检测出的{)架固着绿潮藻浒苔的5S rDNA间隔区序列几乎全部与GeneBank中所发表的浒苔序列HM031152.1完全一致。2017年检测到的固着浒苔数量多于2016年,且多分布于如东中沙3-5月。3.对2016-2017年南黄海早期漂浮绿潮藻的种类构成和演替进行调查分析,并结合2009-2015年的监测结果,综合探讨了2009-2017年南黄海早期漂浮绿潮藻的演替变化趋势。结果表明,2009-2011年扁浒苔是最早出现在南黄海早期漂浮绿潮的藻种,紧接着出现曲浒苔和缘管浒苔,最后才出现浒苔,且浒苔生物量不断增大,并成为最终漂浮至青岛的大规模暴发绿潮的主要优势藻种。2012年-2017年,扁浒苔和缘管浒苔数量减少,甚至完全消失于2013-2014年的南黄海早期漂浮绿潮中。浒苔自2012年开始,成为了最早出现的早期漂浮绿潮藻,且贯穿于整个早期漂浮绿潮藻的发生过程中。4.对南黄海绿潮致因种浒苔(Ulva prolifera)的3种5S rDNA间隔区序列亚型(5S-I型、5S-II型和5S-III型)进行研究分析。结果表明,南黄海早期漂浮绿潮中的浒苔皆为5S-I型和5S-II型,且数量比例呈现一定的变化趋势。2008-2015年,5S-I型浒苔数量由100%降低至0%,5S-II型浒苔数量则呈增长趋势,由0%增加至100%;2016-2017年则呈相反趋势,5S-I型浒苔数量增加,5S-II型浒苔数量减少。在本实验室过去的研究调查仅在2010年大丰早期漂浮中检测到极少量5S-III型浒苔。在2016-2017年对江苏沿海紫菜养殖{)架固着藻和南黄海早期漂浮绿潮藻的监测调查过程中发现,紫菜{)架区固着绿潮藻所检测的浒苔皆为5S-III型。2017年{)架区5S-III型固着浒苔数量较往年多,并且除了大丰,吕泗、如东内沙、中沙和外沙均检测到5S-III型浒苔,特别是如东中沙,其2017年3-5月的浒苔皆为III型浒苔。但是,在2016-2017的南黄海早期漂浮绿潮中,并未发现5S-III型浒苔。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q949.2;X55
【图文】：

序列,紫菜,南黄海,筏架

11图 1-1 基江苏紫菜筏架及南黄海早期漂浮绿潮藻样品的 ITS 序列构建聚类树igure 1-1 A neighbor joining tree constructed from the analysis based on internal transcribedspacer (ITS) sequences of Ulva samples collected from the Jiangsu Province

电泳图,电泳图,PCR扩增产物,条带

rDNA 间隔区序列和 ITS 序列的 PCR 扩增反应后，既将电泳，又将电泳合格的 PCR 扩增产物送至生物测序公司序列在 NCBI 上进行 BLAST 同源性比较，并构建基于 5S序列的系统发育树，通过系统发育树的聚类结果，获得，并将其鉴定结果与其 PCR 扩增产物的电泳图谱相对比谱条带具有一定特征，样品的基于 5S rDNA 间隔区序列的如图 1-3 和 1-4，其基于 ITS 序列的 PCR 扩增产物的电泳的 PCR 扩增产物的电泳图中，所有条带均在 600bp 左的 PCR 扩增产物的电泳图中，曲浒苔的电泳条带在 700b，在 350bp 左右的地方，有一条弱条带；浒苔的电泳条p 左右位置有一条两带，在 250bp 左右有一条弱带；缘500bp 之间有两条带，分别为约 300bp 左右最小条带，带约 400bp 左右，在 700bp 和 1000bp 左右也各有一条 PCR 扩增产物的电泳中并无条带。

【参考文献】