时间序列宏条形码分析揭示胶州湾海链藻属物种的多样性和时空动态特征

海链藻属(Thalassiosira)是硅藻门中物种最丰富的属之一，目前包括199个物种（179个接受的物种，19个接受的变种和1个接受的forma种），是浮游植物群落的重要组成部分，对海洋初级生产力有积极贡献。多个海链藻物种是有害藻华(Harmful algal bloom, HAB)暴发的原因种，对海洋生态系统和水产养殖造成了负面影响。尽管基于形态的分类学研究已经鉴定了大量的海链藻物种，但是由于该方法的分辨率不足，目前海链藻物种在海洋生态系统中的组成及地理分布情况尚不清楚。

胶州湾是中国黄海的半封闭式滨海海湾，作为滨海生态系统的模型缩影，对浮游植物动态分布进行了长期同步研究，为了解中国整个近海生态系统的结构、功能和趋势提供了有价值的数据集。在胶州湾海域已经有27种（包括1个变种）海链藻物种被鉴定到，除小字海链藻T. minuscula外，几乎所有的海链藻HAB物种均已鉴定，表明胶州湾是研究海链藻 HAB的理想模式海域。前期在胶州湾单次调查采集的浮游植物样本宏条形码分析中，鉴定出胶州湾以前未报道的海藻属物种，表明宏条形码分析在海藻属物种鉴定的优势，并表明该海域存在更多的海藻属物种还未检测。本文推测，通过对胶州湾开展高频次采样，利用宏条形码分析可以更好地揭示胶州湾海链藻属多样性、物种组成以及时空动态分布特征。

本研究以宏条形码分析为手段，系统分析了胶州湾模式海洋生态系统海链藻的组成和时空动态分布。通过对2019年每月从12个采样点采集的样本进行分析，鉴定出14个海链藻属物种，其中5个物种未在胶州湾历史航次得以鉴定，证明了宏条形码分析在生态学研究中的分辨率和有效性。另外，本研究还发现胶州湾海链藻属多个物种表现出显著的时间偏好，其中以柔弱海链藻T. tenera为代表的部分种表现为春冬季偏好，以伦德海链藻T. lundiana和小字海链藻T. minuscula为代表的部分种表现为夏秋偏好，表明温度是影响胶州湾海链藻物种的重要驱动因子。随着更多海链藻物种参考序列的解析和参考序列数据库的完善，宏条形码分析方法可以更加准确、有效地应用于海洋生态系统的生态学研究。

该研究得到国家自然科学基金项目，中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院“百人计划”项目、泰山学者工程专项基金项目、青岛创业创新领军人才计划项目以及加拿大自然科学与工程研究委员会项目的联合资助。

论文信息：Kuiyan Liu, Shuya Liu, Zongmei Cui, Yongfang Zhao, Nansheng Chen. Rich diversity and active spatial–temporal dynamics of Thalassiosira species revealed by time-series metabarcoding analysis. ISME Communications, 2024, ycad009, https://doi.org/10.1093/ismeco/ycad009

论文链接：https://academic.oup.com/ismecommun/advance-article/doi/10.1093/ismeco/ycad009/7513314