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            海洋所在膠州灣浮游植物生物多樣性及其時空分布規律格局方面獲新認知

              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、時空分布規律和影響因素的新認知。這項成果425日在線發表在國際學術期刊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,也是我國近海生態系統的縮影,為研究我國海域浮游植物群落(特別是有害藻華物種)組成和動態變化的創造了條件。迄今關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學特征進行鑒定,很多細胞尺寸小、形態特征不顯著和固定后形態不穩定的浮游植物往往得不到有效研究?;诜肿訕擞浀暮陾l形碼技術在有害藻華物種的監測和研究中顯示出巨大潛力。 

              經過對膠州灣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分析(DADA2),發現了遠遠高于歷史認知的浮游植物生物多樣性。此外,該研究發現浮游植物群落相比對空間分布,呈現出顯著時間(季節)動態變化,不同浮游植物展示出強烈的季節偏好性。分析表明,影響浮游植物群落的時空動態分布受多種環境因子(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性大多為正相關,表明共同進化在海洋生態環境中至關重要。值得關注的是,同屬物種(比如瑪氏骨條藻和熱帶骨條藻)呈現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機制,導致時間偏好方面的互補。研究還發現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環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,最終達到生態和諧(ecological harmony)。 

              文章第一作者是中科院海洋生態與環境科學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系統國家野外科學觀測研究站趙永芳工程師為該論文的共同作者。相關研究得到了中科院戰略性先導科技專項和自然科學基金委青年科學基金項目等項目資助。 

                

              相關文章及鏈接: 

            1. Liu S, Cui Z, Zhao Y, Chen N. Composition and spatial-temporal dynamics of phytoplankton community shaped by environmental selection and interactions in the Jiaozhou Bay. Water Research. 2022. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118488
            2. 劉淑雅,陳楠生.膠州灣海域浮游植物和赤潮物種的生物多樣性研究進展. 海洋科學,2021,4504):170-188. http://qdhys.ijournal.cn/html/hykx/2021/4/20210418.html
            3. Liu S, Gibson K, Cui Z, Chen Y, Sun X, Chen N. Metabarcoding analysis of harmful algal species in Jiaozhou Bay. Harmful Algae. 2020.92:101772. https://doi.org/10.1016/j.hal.2020.101772
            4. Liu S, Zhang M, Zhao Y, Chen N. Biodiversity and Spatial-Temporal Dynamics of Margalefidinium Species in Jiaozhou Bay, China. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021.18: 11637. https://doi.org/10.3390/ijerph182111637

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