微型海洋微藻快速準(zhǔn)確鑒定的方法研究(以微擬球藻為典型).pdf

1、微藻是在顯微鏡下可見(jiàn)的、單細(xì)胞藻類(lèi),在水環(huán)境中經(jīng)常以單細(xì)胞或聚集的形式存在。微藻在水生環(huán)境初級(jí)生產(chǎn)中扮演了十分重要的角色,在固定全球二氧化碳方面也起到了非常重要的作用。近年來(lái),人們對(duì)海洋微藻的研究主要集中于微型海洋微藻(直徑2-20μm)。微型海洋微藻的商業(yè)價(jià)值與日俱增,除了在水產(chǎn)養(yǎng)殖中發(fā)揮重要作用外,還是十分重要的營(yíng)養(yǎng)品,近來(lái)微型海洋微藻還作為生物柴油的來(lái)源。微型海洋微藻的分類(lèi)鑒定是研究其生物學(xué)和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ),尤為重要。
　　

2、傳統(tǒng)的微藻鑒定主要依據(jù)形態(tài)學(xué)和色素分析。形態(tài)學(xué)描述僅適用于特征明顯的藻類(lèi)鑒定。由于微型海洋微藻形態(tài)受環(huán)境影響太大,對(duì)研究者知識(shí)背景要求很高,且耗時(shí)長(zhǎng),難以滿足野外大規(guī)模樣品的快速鑒定和大量新分離微藻藻種資源保存的需求。同樣地,生化成分鑒定方法也并不適用于所有微型海洋微藻,在微型海洋微藻中難以找到唯一的有代表性的色素或其他生理生化指標(biāo),且這些生化成分并不穩(wěn)定,難以用這些化學(xué)成分鑒定微型海洋微藻,因此,需要用像分子標(biāo)簽系統(tǒng)學(xué)等新方法完善傳統(tǒng)

3、的鑒定方法。
　　對(duì)于那些形體微小、地理差異顯著、培養(yǎng)條件造成差異的藻類(lèi),分子標(biāo)簽系統(tǒng)學(xué)鑒定是一種行之有效的方法。DNA條形碼技術(shù)(DNA barcoding)是應(yīng)用最為廣泛最快速、有效的分子手段。該技術(shù)適用于來(lái)自不同生長(zhǎng)環(huán)境的不同生長(zhǎng)階段的細(xì)胞。藻類(lèi)中還沒(méi)有通用的條形碼,但已有許多推測(cè)可用的微藻的條形碼基因。目前的研究主要集中在擴(kuò)增得到盡可能多的微型海洋微藻分子標(biāo)簽,并將其在數(shù)據(jù)庫(kù)中與已知種的相關(guān)序列進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)相似度和系統(tǒng)發(fā)

4、生關(guān)系對(duì)未知種進(jìn)行鑒定。這些研究主要集中在紅藻,褐藻,硅藻和甲藻,在其他藻類(lèi)中的研究很少。
　　本研究從實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的未知微擬球藻鑒定出發(fā),通過(guò)形態(tài)學(xué)描述、生理生化指標(biāo)和分子標(biāo)簽鑒定三種方法將其鑒定為N.oceanica LAMB0002,其中形態(tài)學(xué)描述包括光鏡觀察和透射電鏡觀察,生理生化指標(biāo)包括脂肪酸和色素分析,分子標(biāo)簽鑒定中使用了18S rRNA基因和rbcL基因。同時(shí)用該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室已知的四株微擬球藻進(jìn)行鑒定,得到的結(jié)果與原信

5、息一致,這充分驗(yàn)證了該鑒定方法能滿足微擬球藻的準(zhǔn)確鑒定。
　　該方法中的形態(tài)學(xué)觀察和生理生化指標(biāo)分析無(wú)法滿足微擬球藻種間鑒定的要求,因此將該方法進(jìn)行調(diào)整,去除了電鏡觀察和生理生化指標(biāo)分析,得到了僅用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行初步鑒定,再用分子系統(tǒng)學(xué)分析鑒定的方法。用該方法成功地鑒定了兩株未知藻株,結(jié)果表明這兩株未知藻株分別為N.oceanica和N.Gaditana。這更進(jìn)一步證明了該方法能夠滿足微擬球藻快速準(zhǔn)確的鑒定。鑒定中僅用了18S r