中国淡水隐藻类的分类学研究

Cryptomonads are unicellular biflagellate algae, which are widely distributed in freshwater. They can form water-blooms and have broad application prospects in food and medical fields. However, identification of Cryptomonads is difficult due to the indistinct cell morphology and the disagreements in the taxonomy of Cryptophyta, which caused related research difficult to carry out. In this study, abundant Cryptomonads samples will be collected form eutrophicated waters in the central and eastern parts of China. Different cell structure will be observed by differential interference microscope, phase contrast microscope, scanning electron microscope and transmission electron microscope. Sample preparation and observing methods for laser scanning confocal microscope will be developed to observe other subcellular structures which cannot be observed clearly using the above microscopy. In addition, live cells will be separated from field samples and cultivated. Phycoerythrin and Phycocyanin will be determined by spectrophotometer; DNA will be extracted, and marker sequences will be amplified through PCR. Phylogenetic analyses will be executed after sequence alignment. In the end, taxonomical position of freshwater Cryptomonads in China will be investigated, to provide reliable refernces for related research. At the same time, methods for Cryptomonad cell morphology observation using laser scanning confocal microscope will be developed, to provide new approaches in taxonomical study of Cryptomonads.

隐藻类是一类单细胞鞭毛藻类，在淡水中分布广泛，能形成水华，在医疗和食品等领域应用前景广阔。然而，隐藻类细胞形态不易观察，以及目前分类系统中的分歧，导致物种鉴定困难，相关研究难以开展。本研究拟在我国中东部地区的富营养水体广泛采集淡水隐藻类样品。分别用微分干涉和相差光学显微镜、扫描式电子显微镜、透射式电子显微镜观察不同细胞形态；对于另一些以上显微技术难以观察的亚细胞结构，探索激光共聚焦显微镜的制样和观察方法。另外，采用系列稀释法从所采集的环境样品分离纯化隐藻类活细胞，在合适条件下扩大培养后用分光光度计分析藻红素和藻蓝素等色素；提取DNA，PCR扩增细胞核18S rDNA、核形体18S rDNA等分子标记序列，经比对后构建系统发育树，分析亲缘关系。最终，探讨中国淡水隐藻类的分类地位，为相关研究提供参考依据。同时，建立激光共聚焦显微镜观察隐藻类细胞形态的方法体系，为隐藻类的分类学研究提供新的思路。

隐藻类是一类单细胞鞭毛藻类，广泛生活在淡水和海水中，是水体生态系统重要的初级生产者，在生态、医疗、进化方面具有重要的研究价值。然而，由于国内外关于隐藻类的研究尚较少，尤其在最为基础的分类学方面，文献资料有限，这限制了关于隐藻类更全面深入的研究的开展。.本研究在国内的湖泊、河流、水库、水坑等各种淡水水体广泛采集隐藻类的标本，从中鉴定到隐藻类20余种，其中10余种为中国新记录种。对这些物种进行了详细的形态学观察，拍摄了清晰的显微照片；并从样品中提取总DNA，扩增得到细胞核18S rDNA、 核形体18S rDNA、rbcL等基因片段100多条，其中大部分为网络数据库中原来未记载的序列。为进一步丰富、完善隐藻类的传统的形态学分类和基于DNA序列分析的系统学研究提供了基础数据。另外，在湖北省内的湖泊和河流开展了关于隐藻类的生态学研究，结果显示隐藻类在东湖的浮游植物群落的生物量中占重要比例，尤其在早春和晚秋两季占比例较高；隐藻类的生物量除了与温度、pH、捕食压力相关外，还与可溶性总氮、可溶性总磷、可溶性有机碳等营养浓度相关；隐藻类在流速较高的长江干流湖北段的浮游藻类群落中占据较大比例。本研究为类似的亚热带大型浅水富营养湖泊和寡营养的河流的浮游藻类群落研究提供了参考依据。