我国南海甲藻纲前沟藻属的分类、系统发育和毒素研究

Amphidinium are among the most abundant and diverse sand-dwelling benthic dinoflagellates in the interstitial zone. Some species can become so abundant to cause sand discoloration, and some of them can produce toxic substances that may be useful antitumour agents. However, many problems still exist due to high genetic variability coupled with high morphological similarity, including inconsistency of taxonomic criterion, partially resolved phylogeny, and complicated toxin profiles as well as chemical structures. Amphidinium has been redefined in 2004 after reinvestigations of A. operculatum, the type species. Of the taxa previously classified within Amphidinium only 23 species fall into the‘sensu stricto’ definition，leaving more than 80 species without a clear generic affiliation. The present proposal plans to isolate Amphidinium strains from the South China Sea widely. The expected results will provide new insight for taxonomy of Amphidinium base on morphology, ultrastructure and rDNA phylogenetic analysis. In addition, toxin profiles of newly obtained Amphidinium strains will be examined by hemolysis test, model animal toxicity experiment and LC–MS/MS analysis. A toxin high yielding Amphidinium bank will be set up to provide important supports to further development and utilization of medicine value.

前沟藻属(Amphidinium)是近海海域丰度和多样性很高的底栖甲藻，也是常见的赤潮物种，同时前沟藻还能产生丰富的具有药用价值的聚酮类毒素。但由于前沟藻物种之间的分类标准混乱、系统发育地位不明、毒素成分及结构复杂，严重阻碍了相关研究的深入开展。2004年，根据模式种欧泊库前沟藻(A.operculatum)的细致研究，前沟藻属的定义被修订。目前仅23个种符合修订后的定义，其他80种“前沟藻”的分类学地位尚不明确。本项目拟从南海分离纯化前沟藻株系。利用光镜、扫描电镜和透射电镜对这些株系进行形态学鉴定，同时测定其核糖体序列来构建系统发育树，结合形态与系统发育结果来验证各物种间的分类依据并提出调整建议。本项目也将通过溶血实验、模式动物毒性实验和液质联用方法对前沟藻株系所产毒素的毒性、成分及含量进行测定，从中筛选高产毒株系，建立高产毒前沟藻种质资源库，为后续药用价值的研究和开发利用提供支持。

甲藻是海洋生态系统中重要的初级生产者之一。前沟藻属(Amphidinium)是近海海域丰度和多样性很高的底栖甲藻，也是常见的赤潮物种，同时前沟藻还能够产生丰富的具有潜在药用价值的聚酮活性物质。本项目在南中国海进行了大范围采样，还将采样范围扩展到东海和黄海，建立了大量前沟藻单克隆株系，并对这些株系进行了细致的形态学、分子系统发育学、色素和毒性研究。项目主要成果包括： 1、鉴定出12个前沟藻物种和1个未知种，分别为A. carterae、A. operculatum、A. massartii、A. cf. massartii、A. gibbosum、 A. cf. fijiensis、A. pseudomassartii、A. steinii、A. stirisquamtum 、A. thermaeum、A. trulla、A. theodori和A. tomasii，其中后面的9个物种为我国沿海新纪录种，而A. stirisquamtum为我们定义的一个新种；2、基于LSU rDNA的系统发育表明，前沟藻物种可以分为两个组（Groups I和II），形态上分别对应它们的纵沟鞭毛孔位置；3、形态和系统发育结果表明前沟藻模式种A. operculatum和其它前够藻具有显著差异，因此我们提出前沟藻属的定义需要被再次修订，可能从中分化出更多属；4、色素结果表明前沟藻具有较高含量的pheophorbide / pheophorbide a，一种优良的光敏抗癌药物，而且前沟藻物种易于培养，因此其可作为天然抗癌药物的来源；5、从中国沿海分离到一株前沟藻新种——冰棱前沟藻(A. stirisquamtum)，其主要要特征是细胞表面具有冰棱状的鳞片（body scales）；6、毒性试验表明，许多前沟藻对丰年虾和轮虫具有毒害作用，这其中的毒性物质和毒害原理还有待进一步阐明。综上，本项目首次系统的对南中国海前沟藻属的多样性、地理分布、色素和毒性进行了系统研究，填补了国内该领域研究的多项空白，为后续研究提供了坚实基础，对于保障海洋水产品安全和消费者健康具有重要意义。