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      黃河口鄰近水域中華哲水蚤現(xiàn)場(chǎng)食物組成的分子生物學(xué)檢測(cè)*

      2014-04-17 07:48:26黃有松徐東暉陳洪舉林森杰劉光興
      關(guān)鍵詞:橈足類(lèi)水蚤水母

      黃有松,徐東暉,2,陳洪舉,3,張 寰,4,林森杰,劉光興,3**

      (中國(guó)海洋大學(xué)1.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院;2.海洋環(huán)境學(xué)院;3.海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島266100;4.Department of Marine Sciences,University of Connecticut,Groton,CT 06340,USA;5.廈門(mén)大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海洋生物多樣性與全球變化實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門(mén)361005)

      作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中最豐富的后生動(dòng)物以及浮游植物等的主要攝食者,橈足類(lèi)在海洋食物網(wǎng)中具有重要的生態(tài)意義,其攝食對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)具有重要影響[1-2]。準(zhǔn)確測(cè)定自然海區(qū)中橈足類(lèi)的食物組成及攝食率等是定量理解它們與其它海洋生物之間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系、有害藻華的生消、水體中有機(jī)物的垂直通量以及近海碳循環(huán)等過(guò)程的關(guān)鍵,也是建立可靠生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型,提供準(zhǔn)確海洋漁業(yè)預(yù)測(cè)的重要步驟[3]。

      中華哲水蚤(Calanussinicus)廣泛分布于西北太平洋陸架海區(qū),是該水域的特征性橈足類(lèi)[4],同時(shí),也是我國(guó)渤、黃、東海等近岸水域浮游動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)種和關(guān)鍵種[5-11]。有關(guān)中華哲水蚤的食物組成已有諸多報(bào)道[12-19],這些關(guān)于中華哲水蚤攝食的研究主要使用培養(yǎng)法、基于色素測(cè)定和鏡檢鑒定的腸道內(nèi)含物分析法以及脂肪酸標(biāo)記物法等,由于種種局限(培養(yǎng)法脫離現(xiàn)場(chǎng)水體環(huán)境,受到瓶頸效應(yīng)影響;色素測(cè)定受限于色素降解,且只能檢測(cè)有色素食物;顯微鏡檢法需要專(zhuān)門(mén)的形態(tài)分類(lèi)知識(shí),費(fèi)時(shí)耗力,準(zhǔn)確性受樣品形態(tài)影響很大;脂肪酸法受限于其表征食物種類(lèi)時(shí)的不穩(wěn)定性等)[20-21],所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度離得知橈足類(lèi)的現(xiàn)場(chǎng)(insitu)攝食食性還相差較遠(yuǎn)。

      分子生物學(xué)技術(shù)在研究攝食[22-23]及寄生[24]等營(yíng)養(yǎng)關(guān)系中具有明顯的優(yōu)勢(shì),可避開(kāi)許多其它方法的缺點(diǎn)和局限。近些年來(lái),已有學(xué)者開(kāi)始探索將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于橈足類(lèi)的攝食習(xí)性分析中[20],并且通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)證明了分子生物學(xué)方法是研究橈足類(lèi)攝食和水域食物網(wǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞的有效手段[25-26]。本文使用PCR的分子生物學(xué)技術(shù),以核糖體小亞基基因(18S rDNA)為目標(biāo)序列,通過(guò)非橈足類(lèi)(non-copepod)引物的運(yùn)用,研究了黃河口鄰近水域中華哲水蚤的現(xiàn)場(chǎng)食物組成。本研究期望通過(guò)優(yōu)化橈足類(lèi)攝食的分子生物學(xué)研究方法,為分析橈足類(lèi)的現(xiàn)場(chǎng)食性提供新的認(rèn)識(shí),并為深入理解橈足類(lèi)在海洋食物網(wǎng)中的作用提供方法支持和科學(xué)依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 樣品采集及現(xiàn)場(chǎng)處理

      浮游動(dòng)物樣品于2011年5月在黃河口鄰近水域(37°58′30.20″N,119°33′37.70″E,水深16m)采用淺水Ⅰ型浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)口直徑為50cm,篩絹孔徑為0.505 mm)進(jìn)行垂直拖網(wǎng)采得。為避免拖網(wǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以及拖網(wǎng)速度過(guò)快可能造成的誤差(時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)使高密度的目標(biāo)橈足類(lèi)在網(wǎng)底管處存在非自然狀態(tài)下的攝食行為,拖網(wǎng)速度過(guò)快可能會(huì)刺激橈足類(lèi)排便)[27],拖網(wǎng)速度控制在0.5m/s左右。樣品采集后立即使用中性魯哥氏液(Uterm9hl’s solution)[28]固定,并保持魯哥氏液的終濃度為2%。

      1.2 中華哲水蚤的室內(nèi)處理

      現(xiàn)場(chǎng)固定的浮游動(dòng)物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后,在體視顯微鏡(Lecia,S8APO)下將中華哲水蚤個(gè)體挑出,并置于0.22μm濾膜過(guò)濾的現(xiàn)場(chǎng)海水中(加入中性魯哥氏液,使終濃度為2%)暫存。DNA提取前對(duì)樣品進(jìn)行清洗、去除附肢、鏡檢等處理,以確保在清洗之后中華哲水蚤的體表沒(méi)有其它生物或者碎屑附著。中華哲水蚤個(gè)體在挑選、清洗和去除附肢等DNA提取前處理的過(guò)程中采用無(wú)菌技術(shù)和無(wú)菌操作。

      1.3 總基因組DNA的提取

      使用 Axygen研磨棒(Fisher Scientific)對(duì)樣品進(jìn)行充分研磨。待樣品研磨至勻漿后加入400μL DNA提取緩沖液[29](1%SDS,100mmol·L-1EDTA pH 8.0和200μg·mL-1蛋白酶K),55℃溫育2d進(jìn)行細(xì)胞裂解,使用CTAB方法進(jìn)行基因組DNA(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DNA)的提取,最終將所獲取的DNA溶解在20~50μL 10mmol/L Tris-Cl(pH 8.0)中,并按照Z(yǔ)hang等報(bào)道的方法對(duì)提取的DNA進(jìn)行純化[29],獲取的DNA提取儲(chǔ)存于-20℃。

      1.4 PCR擴(kuò)增與基因克隆

      為了得到橈足類(lèi)以外的盡可能多的其它真核生物(潛在食物)類(lèi)群的序列,本實(shí)驗(yàn)使用18Snon-copepod引物(18Snon-copepod F2 和 non-copepod R2)(見(jiàn)表1)對(duì)提取的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增。25μL反應(yīng)體系包含2.5μL 10× PCR Buffer(含 Mg2+),2μL 20mmol/L的dNTPs,5μmol/L的正反向引物各0.5,0.2μL的ExTaq酶(Takara),1μL的DNA模板。反應(yīng)條件為:94℃預(yù)變性60s;94℃變性30s,68℃退火和延伸70s,10個(gè)循環(huán);94℃變性15s,58℃退火30s,72℃延伸40s,25個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10min。

      表1 本研究中所使用的引物序列Table 1 Information of primer sequences used in this study

      另外,使用真核生物通用引物18ScomF1和comR1(見(jiàn)表1)對(duì)中華哲水蚤基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增,獲取中華哲水蚤18SrDNA序列,擴(kuò)增條件為94℃預(yù)變性1min;95℃變性20s,56℃退火30s,72℃延伸45s,共30個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10min。

      PCR產(chǎn)物使用 Agarose Gel DNA Purification Kit v2.0(Takara)進(jìn)行純化?;厥蘸筮M(jìn)行PCR產(chǎn)物末端加A、連接、轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)、藍(lán)白斑篩選、質(zhì)粒DNA提取與酶切等一系列基因克隆過(guò)程,具體方法與步驟參見(jiàn)[30]。隨機(jī)挑選一定數(shù)目的陽(yáng)性克隆進(jìn)行序列測(cè)定。

      1.5 序列比對(duì)和分析

      對(duì)所獲原始序列進(jìn)行手動(dòng)檢查,并去掉載體和引物序列,得到引物真正擴(kuò)增出的序列。基于BLAST[31]在NCBI的GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找同源序列信息。使用Clustal X v2.1[32]將所匹配到的最相似序列(代表最佳匹配類(lèi)群或種類(lèi))與實(shí)驗(yàn)所獲取序列進(jìn)行比對(duì),然后使用 MEGA 5.0[33]構(gòu)建鄰接樹(shù)(Neighbor Joining tree,N-J tree)。所用核苷酸替代模型為 Kimura 2-parameter模型,Gamma值由jModelTest[34]計(jì)算獲得。自舉值(Bootstrap value)為1 000,其它參數(shù)設(shè)置均為默認(rèn)值。

      另外,基于NCBI的分類(lèi)瀏覽器命名法(Taxonomy Browser nomenclature),以所獲取序列BLAST時(shí)匹配到的前幾條(一般為5條左右)序列為基準(zhǔn),對(duì)每條BLAST時(shí)與GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中最佳匹配序列的相似性大于94%的序列推定了其所能確定到的最低分類(lèi)階元。

      2 研究結(jié)果

      2.1 中華哲水蚤的分子生物學(xué)鑒定

      對(duì)中華哲水蚤除進(jìn)行形態(tài)鑒定以外,使用真核生物核糖體小亞基通用引物(18ScomF1和comR1)擴(kuò)增其DNA。所得1.7kb序列與GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)已登記的中華哲水蚤序列(GU969174)相似度達(dá)到99%~100%。這也從18SrDNA序列水平上證實(shí)了實(shí)驗(yàn)所用目標(biāo)橈足類(lèi)為中華哲水蚤。

      2.2 中華哲水蚤食物18SrDNA序列的擴(kuò)增

      使用18Snon-copepod F2和non-copepod R2擴(kuò)增中華哲水蚤現(xiàn)場(chǎng)樣品的總DNA中非中華哲水蚤來(lái)源的DNA(中華哲水蚤的食物等其它種類(lèi)的DNA),所得基因序列豐富多樣,來(lái)源于不同生物類(lèi)群(見(jiàn)表2),表明中華哲水蚤可能有著廣泛的食物譜。

      基于18Snon-copepod引物擴(kuò)增出的PCR克隆文庫(kù)共獲取32條序列,其中7條為中華哲水蚤來(lái)源。剩余的25條非中華哲水蚤來(lái)源的序列分屬于硅藻、甲藻、隱藻、綠藻、水螅水母類(lèi)、櫛水母類(lèi)、軟體動(dòng)物和Ichthyosporea等8個(gè)門(mén)類(lèi)。其中,水母類(lèi)(櫛水母類(lèi)、水螅水母類(lèi))占有顯著優(yōu)勢(shì)地位,各類(lèi)群所占比例見(jiàn)圖1。

      表2 2011年5月黃河口鄰近水域中華哲水蚤樣品中擴(kuò)增出的潛在食物Table 2 Taxonomic distribution of potential diets retrieved frominsitufixed Calanussinicus sampled in Yellow River Estuary and adjacent waters in May,2011

      圖1 用18Snon-copepod引物擴(kuò)增中華哲水蚤樣品所得非中華哲水蚤來(lái)源序列中各生物類(lèi)群及所占比例Fig.1 Lineages and corresponding proportions of non-Calanussinicus origin 18SrDNA sequences amplified frominsitufixed Calanussinicus

      在檢測(cè)出的生物類(lèi)群中,占最優(yōu)勢(shì)地位的是櫛水母類(lèi)(32.0%)。8條櫛水母來(lái)源序列中有5條(YRE-I-15~19)序列可確定的最低分類(lèi)階元為目,屬于櫛水母門(mén)Typhlocoela綱中的球櫛水母目(Cydippida)(相似度為98%~99%),從親緣關(guān)系可以看出(見(jiàn)圖2),這5條序列很可能來(lái)自同一個(gè)屬,甚至是同一種。其余3條櫛水母序列(YRE-I-12~14)與上述5條序列以及GenBank中的已知同源序列相似度較低。其中,序列YRE-I-14的最低分類(lèi)階元可確定到球櫛水母目中的Mertensiidae科,YRE-I-13的最低分類(lèi)階元到櫛水母門(mén)觸手綱(Tentaculata),進(jìn)一步的分類(lèi)階元不能確定,而序列YRE-I-12因與已知序列的相似度較低(90%),故未進(jìn)行最低分類(lèi)階元的推定(見(jiàn)表2)。具有第二優(yōu)勢(shì)的序列來(lái)源于水螅水母類(lèi),其中3條為水螅水母綱花水母(Anthomedusae)來(lái)源,另外2條來(lái)源于軟水母(Leptomedusae)。樣品中水母類(lèi)(櫛水母類(lèi)和水螅水母類(lèi))來(lái)源的序列所占比例達(dá)52.0%。

      甲藻來(lái)源的5條序列處于第三優(yōu)勢(shì)地位,其中4條(YRE-I-07~10)很可能來(lái)源于寄生性的甲藻Syndiniales(見(jiàn)表2),系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析顯示,它們以較高的自舉值(85)和已知的Syndiniales類(lèi)群聚在一起。其中YRE-I-09與 YRE-I-10可確定的最低分類(lèi)階元到Syndiniales中的Euduboscquella屬(這2條序列與Euduboscquellasp.JN934989 的相似度為 96%)。序列YRE-I-08因與已知序列的相似度較低(93%),故未進(jìn)行可確定的最低分類(lèi)階元的推定。序列YRE-I-07可確定的最低分類(lèi)階元為Syndiniales中的另一個(gè)寄生性類(lèi)群Ichthyodinium屬。第5條甲藻序列(YRE-I-06)可確定的最低分類(lèi)階元為甲藻綱(Dinophyceae),可能來(lái)源于裸甲藻目(Gymnodiniales)中的裸甲藻科(Gymnodiniaceae)。

      此外還檢測(cè)到硅藻的序列,占總非中華哲水蚤序列的12.0%,它們均來(lái)源于中心硅藻綱(Coscinodisco-phyceae)海鏈藻目(Thalassiosirales)海鏈藻科(Thalassiosiraceae)海鏈藻屬(Thalassiosira)。剩余4條序列中有2條分別隸屬于綠藻門(mén)(Chlorophyta)石莼綱(Ulvophyceae)石莼目(Ulvales)石莼科(Ulvaceae)石莼屬(Ulva)(與UlvarigidaAJ005414的相似度為99%)和軟體動(dòng)物(與RissoellarissoaformisFJ917214的相似度為85%)。另外的2條序列分別來(lái)源于隱藻和Ichthyosporea,一種介于原生生物和真菌之間的寄生生物。

      3 討論

      浮游動(dòng)物與其食物之間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系是海洋生源要素循環(huán)的重要影響因子,理解這類(lèi)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系有助于提高和完善對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、氣候和漁業(yè)預(yù)測(cè)及管理模型等的認(rèn)識(shí)[20]。在傳統(tǒng)測(cè)定方法(如解剖法和腸道色素分析法)受到局限時(shí),分子生物學(xué)手段提供了一個(gè)能夠準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)浮游動(dòng)物現(xiàn)場(chǎng)食物組成的新方法。

      以往基于鏡檢法的中華哲水蚤攝食研究表明,渤海中華哲水蚤成體[13]和橈足幼體[14]的食物組成類(lèi)似,均是以圓篩藻為代表的硅藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),推測(cè)中華哲水蚤為植食性橈足類(lèi),并且對(duì)圓篩藻表現(xiàn)出明顯的攝食選擇性。也有研究指出,廈門(mén)海域的中華哲水蚤也營(yíng)植食性生活,以硅藻為主要食物,但是對(duì)餌料基本沒(méi)有選擇性攝食[12]。需要注意的是,基于鏡檢的腸道內(nèi)含物分析法常常會(huì)因?yàn)榉椒ū旧砭窒扌裕ɡ纾簣A篩藻具有厚硅質(zhì)外殼,不易消化,更容易殘留在消化道內(nèi)而被檢出,而甲藻等其它類(lèi)群卻因?yàn)闃镒泐?lèi)的消化產(chǎn)生出很多難以辨認(rèn)的殘留,有些種類(lèi)例如纖毛蟲(chóng)等甚至沒(méi)有殘余留下)造成誤差。類(lèi)似情況也發(fā)生在使用掃描電鏡分析中華哲水蚤食物的研究中。雖然通過(guò)可辨認(rèn)的生物成分表明臺(tái)灣東北部海域中華哲水蚤的食物組成是以當(dāng)?shù)馗∮沃参镏械墓柙鍨橹?,但是有很大部分是不可辨認(rèn)的食糜、海雪和浮游植物的殘留[18]。另外,Liu等基于脂肪酸組成研究了膠州灣中華哲水蚤的食物組成,認(rèn)為中華哲水蚤除了浮游植物之外還可能攝食有機(jī)碎屑、細(xì)菌及小型橈足類(lèi)等[19]。

      與以往研究中中華哲水蚤攝食食物的種類(lèi)和范圍相比,基于18Snon-copepod引物對(duì)黃河口鄰近水域中華哲水蚤食物的分子生物學(xué)分析檢測(cè)出屬于8個(gè)門(mén)的生物,揭示了多樣化的潛在食物類(lèi)群(見(jiàn)圖2)。這一結(jié)果拓展了對(duì)于中華哲水蚤食物范圍的認(rèn)識(shí)。同時(shí),多樣化生物類(lèi)群的檢出也顯示出分子生物學(xué)技術(shù)在橈足類(lèi)攝食研究中的強(qiáng)大效用和優(yōu)勢(shì)。

      3.1 水母——中華哲水蚤可能的食物類(lèi)群

      圖2 黃河口鄰近水域中華哲水蚤現(xiàn)場(chǎng)樣品使用18S通用引物和non-copepod引物所獲取的序列與在GenBank中匹配到的同源序列比對(duì)后構(gòu)建的鄰接樹(shù)(N-J樹(shù))Fig.2 Neighbor joining tree of 18SrDNA sequences we obtained by 18Snon-copepod primers and their top-h(huán)it sequences from GenBank

      基于18Snon-copepod引物的分子生物學(xué)分析檢測(cè)到了包括櫛水母和水螅水母在內(nèi)的水母類(lèi)來(lái)源的序列。其中,櫛水母來(lái)源的序列屬于櫛水母門(mén)中的球櫛水母目(相似度為98%~99%)(見(jiàn)表2)。同步的大面調(diào)查資料顯示,黃河口及其鄰近水域分布的櫛水母僅記錄到球櫛水母目中的球形側(cè)腕水母(Pleurobrachia globosa)一種,在淺水I和淺水II型浮游生物網(wǎng)采集的浮游動(dòng)物樣品中均有發(fā)現(xiàn)[35]。馬喜平和高尚武對(duì)渤海水母類(lèi)的研究表明,渤海有2種櫛水母——球形側(cè)腕水母和兜水母(Bolinopsis)中的瓜水母(Boroecucumis)[36]。作者在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有檢索到瓜水母的18SrDNA序列信息,這可能是櫛水母來(lái)源的序列匹配的最相近種類(lèi)中沒(méi)有瓜水母的原因。

      水螅水母來(lái)源的序列主要屬于花水母和軟水母?;ㄋ负蛙浰甘屈S河口及其鄰近水域[35]和渤海[37]常見(jiàn)的水螅水母,其中,八斑芮氏水母(Rathkeaoctopunctata)和和平水母屬(Eirene)是渤海水母類(lèi)的優(yōu)勢(shì)種屬[36]。特別是八斑芮氏水母,同步的大面積調(diào)查資料顯示,調(diào)查區(qū)域內(nèi)八斑芮氏水母可占到水母總生物量的95%以上[35]。對(duì)渤海水母類(lèi)的研究也表明,八斑芮氏水母的密度在5月份可占到水母類(lèi)總密度的80%以上[38],且主要出現(xiàn)在萊州灣。由此可見(jiàn),中華哲水蚤潛在的食物類(lèi)群——水螅水母和櫛水母在調(diào)查時(shí)間和區(qū)域內(nèi)均具有豐富的分布,意味著中華哲水蚤可能和它們有著很高的遭遇率。

      一般認(rèn)為,水母是水域生態(tài)系統(tǒng)重要的攝食者,是浮游植物、浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)卵和仔稚魚(yú)的主要消費(fèi)者之一。關(guān)于八斑芮氏水母等與橈足類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系研究中皆是八斑芮氏水母攝食橈足類(lèi)的報(bào)道[39-40]。其它種類(lèi)的水母(杯水母(Phialidiumlomae,P.gregarium)、薩氏水母(Sarsiapsinceps)、囊水母(Euphysatentaculata)、半口壯麗水母(Aglaurahemistoma)、海月水母(Aureliaaurita))等的攝食研究中也發(fā)現(xiàn)它們對(duì)橈足類(lèi)的攝食[40-46],并且有研究指出橈足類(lèi)是某些水母種類(lèi)的主要食物來(lái)源[45]。本文基于分子生物學(xué)技術(shù)的分析在中華哲水蚤的潛在食物類(lèi)群中檢測(cè)出櫛水母類(lèi)和水螅水母類(lèi),而且這2個(gè)類(lèi)群在所有非中華哲水蚤來(lái)源的生物類(lèi)群中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位(52.0%)。除此之外,作者在青島近海的中華哲水蚤(2004年1月和2010年6月)、以及膠州灣的太平洋紡錘水蚤(2010年9月)樣品中均檢出數(shù)量豐富的水母類(lèi)來(lái)源的序列(占潛在食物類(lèi)群18SrDNA文庫(kù)的比例分別為44.4%、41.2%和68.4%)。潛在食物類(lèi)群中水母類(lèi)的普遍檢出和豐富比例意味著中華哲水蚤對(duì)這2類(lèi)水母可能存在很強(qiáng)的攝食作用。

      中華哲水蚤是一種雜食性橈足類(lèi)?;谖改c內(nèi)含物電鏡分析的研究表明,其主要攝食以硅藻為主的浮游植物,還有少量的原生動(dòng)物以及細(xì)菌等[18]。另外,基于脂肪酸組成分析的研究表明,中華哲水蚤除主要攝食浮游植物之外,還可能攝食有機(jī)碎屑、細(xì)菌及小型橈足類(lèi)等[19]。盡管如此,以前的研究從未在其動(dòng)物性餌料中發(fā)現(xiàn)水螅水母和櫛水母類(lèi)生物,迄今為止,作者也未發(fā)現(xiàn)有關(guān)浮游橈足類(lèi)對(duì)水母類(lèi)生物攝食的報(bào)道?;跀z食者和食物大小關(guān)系的考慮,作者認(rèn)為中華哲水蚤對(duì)櫛水母和水螅水母類(lèi)中某些種類(lèi)的攝食可能發(fā)生在卵到浮浪幼蟲(chóng)階段。據(jù)此推測(cè),橈足類(lèi)可能在控制水母暴發(fā)、影響海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡中具有重要的潛在作用。

      3.2 寄生性甲藻類(lèi)群與中華哲水蚤的關(guān)系

      Syndiniales是甲藻中的一大類(lèi)群,其中許多均為寄生性種類(lèi)。它們具有廣泛的宿主,包括其它甲藻、纖毛蟲(chóng)、放射蟲(chóng)、魚(yú)卵以及橈足類(lèi)在內(nèi)的甲殼動(dòng)物等[47-48]。5條甲藻來(lái)源的序列中4條屬于寄生性的Syndiniales,其中3條隸屬于其中的Euduboscquella屬,1條可能來(lái)源于Ichthyodinium屬。作為Syndiniales中的一個(gè)類(lèi)群,Euduboscquella屬的研究較少,在已被描述的種類(lèi)中,多是它們遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的研究[49],未見(jiàn)有其與橈足類(lèi)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的報(bào)道。Ichthyodinium屬則經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)寄生于魚(yú)卵的卵黃囊內(nèi)[50]。

      有許多生物與橈足類(lèi)形成共生關(guān)系[51],Syndiniales便是其中一個(gè)類(lèi)群。較傳統(tǒng)方法,分子生物學(xué)方法的使用讓作者發(fā)現(xiàn)了更多與橈足類(lèi)有關(guān)聯(lián)的生物類(lèi)群,這些類(lèi)群可能與橈足類(lèi)形成共生關(guān)系,而與橈足類(lèi)有著復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。雖然作者以研究橈足類(lèi)的食物為目的,但認(rèn)為基于序列分析檢出的Syndiniales這2個(gè)屬(Euduboscquella和Ichthyodinium)的種類(lèi)與橈足類(lèi)真實(shí)的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系尚不能判定為簡(jiǎn)單的攝食與被攝食的關(guān)系,而需要借助其他手段進(jìn)行更加深入地研究。

      3.3 大型藻類(lèi)在中華哲水蚤食物類(lèi)群中的出現(xiàn)

      通常,浮游食物網(wǎng)中有機(jī)物總是從小個(gè)體生物向較大個(gè)體生物依次傳遞,“小個(gè)體”的浮游動(dòng)物對(duì)“大個(gè)體”的大型水生植物攝食的研究報(bào)道相對(duì)較少。曾有研究將大型水生植物Thalassiatestudinum的碎屑作為餌料,在實(shí)驗(yàn)室條件下驗(yàn)證了湯氏紡錘水蚤(Acartia tonsa)對(duì)這種海草碎屑的攝食[52],但未見(jiàn)自然海區(qū)中有橈足類(lèi)對(duì)大型水生植物攝食的報(bào)道。然而,曾有學(xué)者觀察到并且使用分子生物學(xué)手段證明了近岸潮間帶池塘中營(yíng)混合營(yíng)養(yǎng)的纖毛蟲(chóng)Strombidiumoculatum和S.stylifer對(duì)大型綠藻中滸苔(Ulva)屬種類(lèi)的攝食[53],發(fā)現(xiàn)纖毛蟲(chóng)可以攝食綠藻釋放的游動(dòng)孢子細(xì)胞。作者在樣品中檢測(cè)到綠藻來(lái)源的序列,屬綠藻門(mén)石莼屬。石莼一般生長(zhǎng)在海灣內(nèi)中低潮帶的巖石上或石沼中,廣泛分布于我國(guó)黃渤海沿岸[54],在潮間帶的低、中、高潮帶均有分布[55]。石莼的生活史存在世代交替,隨環(huán)境變化,藻體能釋放大量孢子?;趯?shí)驗(yàn)結(jié)果,本文認(rèn)為中華哲水蚤可能是石莼屬藻類(lèi)孢子或配子細(xì)胞的潛在攝食者,雖然也有可能攝食DNA未被完全降解的綠藻碎屑。

      傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中,大型藻類(lèi)和海草等的歸宿是進(jìn)入到碎屑食物鏈或被大型底棲生物所攝食[56],進(jìn)入到底棲食物鏈。本研究基于分子生物學(xué)檢測(cè)的結(jié)果與McManus等[53]關(guān)于纖毛蟲(chóng)對(duì)大型藻類(lèi)的攝食研究類(lèi)似,展示了一個(gè)別樣的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系,表明大型藻類(lèi)可以進(jìn)入到浮游食物網(wǎng)中。作為一種繁殖策略,在有外界壓力脅迫或處于有利擴(kuò)散條件時(shí),綠藻可快速產(chǎn)出大量的孢子細(xì)胞。有研究表明大型石莼屬綠藻Ulvalactuca在生長(zhǎng)季節(jié)可以釋放其生物量20%~60%的游動(dòng)孢子細(xì)胞[57]。對(duì)于潮間帶池塘或近岸水域中的浮游生物,這種大型植物孢子的釋放可能給它們提供了周期性的重要食物來(lái)源。

      致謝:感謝本課題組的房靜和李自尚等同學(xué)協(xié)助采集樣品。

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