原生动物吮噬变形虫的物种多样性及其系统发育研究

Vampyrellid amoebae are a group of protozoan with filose pseudopodia, mainly feed on algae, fungi spores or nematoids, and they are also called as “vampire amoebae”. These amoebae widely distributed in freshwater, sea, and soil, their food webs play an important role in the ecosystem. However, the researches about these amoebae are very limited, as there are lots of old species need to be re-described with modern methods，and there are a mount of unknown species we are not clear. Based on the current challenges, the project is supposed to collect vampyrellids widely from different environments, apply the combination of morphological, molecular and biochemical methods to the study of the taxonomy. Moreover, multiple genes as well as the whole genomic sequences information will be used to the phylogenetic study for vampyrellids. The project will not only improve the knowledge of the biodiversity of amoebae in the nature, but also provide clues for the study of the interesting phenomenon, such as the origin of vampyrellids, the evolution of the feeding way of vampyrellids, and finally our project is also very meaningful for the environment treatment and disease control.

吮噬变形虫是一类全身具有丝状伪足的原生动物变形虫，主要以藻类、真菌孢子或线虫为食，也被称作“吸血鬼变形虫”。该类群广泛分布于淡海水以及土壤中，其所形成的食物网在生态系统中起着十分重要的作用。然而，人们对该类群的研究非常不足，许多早期报道的种类有待采用新技术手段进行重新认定和描述，而且有大量未知类群亟待发现。本项目针对以上问题，拟从自然界不同生境中广泛采集吮噬虫，并将形态学、分子生物学以及生物化学等三种研究方法相结合，以应用于吮噬虫的分类鉴定，在此基础上，结合多种基因以及全基因组序列信息，全面探讨吮噬虫在不同阶元的系统发育关系。该项目的开展不仅可以提高人们对自然界中变形虫物种多样性的认识，而且可为探究有趣的生命现象（如吮噬虫的起源、摄食方式的演化等）提供新线索，同时对于环境治理、疾病控制等方面具有重要意义。

吮噬变形虫是一类全身具有丝状伪足的原生动物变形虫，主要以藻类、真菌孢子或线虫为食，也被称作“吸血鬼变形虫”。该类群广泛分布于淡海水以及土壤中，其所形成的食物网在生态系统中起着十分重要的作用。然而，人们对该类群的研究非常不足。本项目根据原有计划，主要开展了以下研究：1）物种多样性研究 从淡水、土壤、海水与半咸水等不同生境中广泛收集吮噬虫，共采集分离到了12株吮噬虫，获得其形态学信息与摄食特性，建立该物种的鉴定数据库；2）分类学研究 发现一种吮噬虫新属新种，结合形态学、分子系统发育学对其进行了全面详细描述了该物种的形态特征、分子系统发育地位，以及生活史特征，并结合定性与定量两种方法对其摄食微藻的偏好性进行了研究，发现该吮噬虫偏好吞噬球菌状绿藻，尤其是小球藻；3）摄食机理研究 研究了微藻形态、生化组成以及比生长速率对于原生动物摄食的影响，结果显示原生动物对小球藻的清除率与小球藻的细胞壁厚度及其的生长率成明显的负相关关系，而原生动物自身的生长率与小球藻的碳水化合物含量和C/N比成正相关，与蛋白质和油脂含量成负相关关系。进一步的研究表明微藻细胞壁上的单糖成分尤其是半乳糖胺含量的增加有利于增加微藻抵抗捕食的抗性；4）基于基因组的系统发育研究 进行多株吮噬虫的基因组测序分析，并对不同营养时期的转录组学比较研究，推测吮噬虫的起源及摄食方式的演化，深度解析该类群的系统发育地位和相互关系；5）快速检测研究 设计出特异性强、灵敏度高的扩增引物，并应用到qPCR早期监测方法，为微藻中试生产中快速监测及及时控制病虫害的发生提供了实践指导。该项目的开展不仅提高了人们对自然界中变形虫物种多样性的认识，而且为探究原生动物变形虫对浮游植物的摄食机理提供了新线索，同时对于变形虫的环境治理、疾病控制等方面具有重要意义。