淡水超微型浮游植物多样性及其研究方法

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淡水超微型浮游植物多样性及其研究方法∗

李胜男1,2

㊀周㊀建1,2

㊀魏利军1,2

㊀孔繁翔1

㊀史小丽

1∗∗

(1中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,南京210008;

中国科学院大学,北京100049)

摘㊀要㊀超微藻广泛分布于海洋和淡水生态系统中,在水生生态系统尤其是微食物环中起着重要作用㊂自20世纪70年代被发现以来,有关超微藻的研究大多集中在海洋,直到近年来淡水超微藻才受到广泛关注㊂目前淡水生境中发现的超微藻主要包括真核超微藻和原核聚球藻,而在海洋生境中分布广泛的原绿球藻在淡水环境中则很少被发现㊂超微真核藻多样性极其复杂,几乎在所有的门类都有发现;而目前在中国湖泊中发现的聚球藻主要以富含藻蓝素的聚球藻为主㊂影响超微藻生长的因子主要包括营养盐㊁温度㊁光照及生物因子(如捕食)等,自然水体的超微藻可能同时受多个以上环境因子的共同影响㊂由于超微藻细胞微小,形态特征不明显,而且大部分物种不能被分离纯培养,因此传统研究方法受到限制,直至近些年来,荧光显微技术㊁流式细胞术及分子生物学技术的发展,才使我们有机会对超微藻多样性和生态学有了进一步的认识㊂本文对淡水超微藻多样性的研究进展进行了综述,介绍了淡水超微藻的主要类群及其环境影响因子,重点阐述了当前超微藻的研究方法㊂

关键词㊀聚球藻;真核超微藻;影响因子;流式细胞仪;分子生物学技术

∗国家自然科学基金项目(31270507和31070420)资助㊂∗∗通讯作者E⁃mail:xlshi@niglas.ac.cn

收稿日期:2014⁃07⁃26㊀㊀接受日期:2014⁃12⁃12

中图分类号㊀Q949㊀文献标识码㊀A㊀文章编号㊀1000-4890(2015)4-1174-09

Areviewofdiversityoffreshwaterpicophytoplanktonanditsrelatedresearchmethods.LISheng⁃nan1,2,ZHOUJian1,2,WEILi⁃jun1,2,KONGFan⁃xiang1,SHIXiao⁃li1∗∗(1StateKeyLaboratoryofLakeScienceandEnvironment,NanjingInstituteofGeographyandLimnology,Chi⁃neseAcademyofSciences,Nanjing210008,China;2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China).ChineseJournalofEcology,2015,34(4):1174-1182.

Abstract:Picophytoplanktonsaredistributedworldwideandareubiquitousinalltypesofoceansandlakes.Theyareafundamentalcomponentofaquaticecosystems,especiallyinthemicrobialloop.Previousresearchesweremainlyfocusedonmarinepicophytoplanktonsincetheirdiscoveryinthe1970s,andonlyrecentlyfreshwaterpicophytoplanktonhasbeenreceivedwideattention.Synechococcusandeukaryoticpicophytoplanktonarethemaincomponentoffreshwaterpicophyto⁃planktondiscoveredtodate,whileProchlorococcuswhichiswidespreadinmarineisrarelyfoundinfreshwaterhabitats.Theeukaryoticcomponentofpicophytoplanktonisofgreatdiversitywhichcomprisesclustersfromalmostallalgalphyla.However,SynechococcusfoundinlakesinChinaaremainlycomposedofphycocyanin⁃richcells.Theabioticandbioticfactorsaffectingtheirdiver⁃sityincludenutrients,temperature,lightandpredation,andpicophytoplanktoninnaturalwaterscouldbeaffectedbymultiplefactorsatthesametime.Traditionalmethodsincludingmicroscopyobservationandpureculturetechniqueshamperedtheprogressofpicophytoplanktonstudy,duetoitstinycellsize,insufficientdistinctmorphologicalfeaturesfortaxonomicdiscriminationandbeingunculturableformostpicophytoplanktonspecies.Majoradvancesinpicophytoplanktonecol⁃ogyandtaxonomybenefitedfromtheintroductionofnewtechniques,includingepifluorescencemicroscopy,flowcytometryandmolecularbiologytechniques.Inthispaper,wepresentedthespeciesoffreshwaterpicophytoplanktondescribedtodate,anddiscussedhowtheyareaffectedbyabioticandbioticfactors.Intheend,wefocusedonthetechniquesrecentlyusedinpicophyto⁃planktonresearch.

Keywords:Synechococcus;eukaryoticpicophytoplankton;impactfactors;flowcytometry;molecularbiology.

生态学杂志ChineseJournalofEcology㊀2015,34(4):1174-1182

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