中科院海洋所陳楠生課題組通過對膠州灣海域開展長時間序列采樣、高通量測序以及宏條形碼分析，獲得了對膠州灣浮游植物群落組成、時空分布規(guī)律和影響因素的新認知。這項成果4月25日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Water research上。
膠州灣海域浮游植物（包括有害藻華物種）的宏條形碼分析揭示較高生物多樣性及顯著的時空動態(tài)變化
膠州灣位于山東半島南部和黃海西岸，是一個受自然變化與人類活動雙重影響極為顯著的典型半封閉海灣，也是我國近海生態(tài)系統(tǒng)的縮影，為研究我國海域浮游植物群落（特別是有害藻華物種）組成和動態(tài)變化的創(chuàng)造了條件。迄今關(guān)于膠州灣浮游植物群落已有較多研究。然而，由于前期研究主要采用基于形態(tài)學(xué)特征進行鑒定，很多細胞尺寸小、形態(tài)特征不顯著和固定后形態(tài)不穩(wěn)定的浮游植物往往得不到有效研究?；诜肿訕擞浀暮陾l形碼技術(shù)在有害藻華物種的監(jiān)測和研究中顯示出巨大潛力。
經(jīng)過對膠州灣2019年全年逐月樣本的采集和基于擴增子序列變異（ASVs）的高分辨率宏條形碼系統(tǒng)分析（DADA2），發(fā)現(xiàn)了遠遠高于歷史認知的浮游植物生物多樣性。此外，該研究發(fā)現(xiàn)浮游植物群落相比對空間分布，呈現(xiàn)出顯著時間（季節(jié)）動態(tài)變化，不同浮游植物展示出強烈的季節(jié)偏好性。分析表明，影響浮游植物群落的時空動態(tài)分布受多種環(huán)境因子（特別是溫度）的影響。除此之外，浮游植物與其他物種的互作和浮游植物特有的生活史（比如形成休眠孢囊）對浮游植物群落時間偏好性影響較大。浮游植物與其他浮游生物之間的相關(guān)性大多為正相關(guān)，表明共同進化在海洋生態(tài)環(huán)境中至關(guān)重要。值得關(guān)注的是，同屬物種（比如瑪氏骨條藻和熱帶骨條藻）呈現(xiàn)出幾乎相反的互補分布方式，表明浮游植物在進化過程中形成了不同適應(yīng)機制，導(dǎo)致時間偏好方面的互補。研究還發(fā)現(xiàn)隨機因素對浮游植物分布影響貢獻較小。長時間的進化過程決定了海洋生態(tài)環(huán)境中的不同浮游植物逐步演化，形成了獨特的生理生化特征，獲得對特異性生境的適應(yīng)，最終達到生態(tài)和諧（ecological harmony）。
文章第一作者是中科院海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點實驗室特別研究助理劉淑雅博士，通訊作者是陳楠生研究員。博士后崔宗梅博士和山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站趙永芳工程師為該論文的共同作者。相關(guān)研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和自然科學(xué)基金委青年科學(xué)基金項目等項目資助。
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