海洋微藻分類方法學(xué)的研究論文

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1、～1；0lt、；．，I＼＼llIIIlIIllIIIIIIIlllllllllllY2159606海洋微藻的分類方法學(xué)研究學(xué)位論文完成日期指導(dǎo)教師簽字答辯委員會(huì)成員簽字萋]擊籌妊霧．一．‘獨(dú)創(chuàng)聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含末獲得或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。蘭竺蘭蘭生苧蘭蘭!盔iI蘭蘭里塑：!!!!蘭苧!!!學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)傈

2、留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)目1件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)學(xué)?？梢詫W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》．并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū))學(xué)位論文作者簽名利、導(dǎo)師簽字簽字日期：》憶年S月弘日簽字日期：z0伊，月砂日海洋微藻的分類方法學(xué)研究摘要海洋微藻是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者，也是重要的海洋生物資源。海洋微藻遍布全球海洋的每一部分，種類多、數(shù)量大、繁殖快。海洋微藻

3、的很多種類具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的循環(huán)中起著極其重要的作用。海洋微藻的分類是微藻各項(xiàng)研究的基礎(chǔ)，從19世紀(jì)以來(lái)．微藻的鑒定方法經(jīng)歷了從形態(tài)學(xué)鑒定、生理生化鑒定到分子生物學(xué)鑒定的發(fā)展，但每種方法都有局限性。對(duì)海洋微藻的分類還沒(méi)有達(dá)到對(duì)高等動(dòng)植物分類的水平，例如生殖隔離和生殖方式尚未應(yīng)用于海洋微藻的分類中。本研究首先在分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)兩方面探討了對(duì)不同海洋微藻的分類方法，然后在微藻生殖方式研究方面進(jìn)行了探索：1本研究通過(guò)單細(xì)胞把對(duì)保存的海洋微藻樣品的分子信息和形態(tài)信息聯(lián)系起來(lái)。針對(duì)長(zhǎng)度大于20微米的海洋微藻，本研究利用單細(xì)胞PCR方法，調(diào)查了40種以微藻為主的中國(guó)南海的小

4、型浮游生物的18SrRNA基因信息，并使之與其形態(tài)相對(duì)應(yīng)。最終結(jié)果顯示，利用這種形態(tài)與分子生物學(xué)信息結(jié)合的辦法，可以把分離得到的小型浮游生物(主要是微藻)鑒定到屬的水平。研究中，我們提出了繞過(guò)海洋微藻培養(yǎng)，用分子生物學(xué)進(jìn)行鑒定的新方法。2本研究選擇微擬球藻作為典型，研究利用分子生物學(xué)方法把微藻鑒定水平提高到種的方法。由于微擬球藻屬是一種小型、簡(jiǎn)單，并在全世界范圍廣泛分布的生物，屬于真眼點(diǎn)藻綱。這一屬中的物種常常在近海被發(fā)現(xiàn)，它們大小通常為2-5微米。微擬球藻通常被認(rèn)為是微小型浮游生物。我們利用平板法分離得到了一株微擬球藻，提取其DNA，擴(kuò)增井測(cè)序得到18SrRNA基因，帕吐基因和核糖體轉(zhuǎn)錄單元

5、的ITS區(qū)域序列，然后構(gòu)建鄰接法(neighborjoining)(Tamura—Nei距離轉(zhuǎn)化模型)和撮大簡(jiǎn)約(maximumparsimony)算法系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析其在微擬球藻屬內(nèi)分類關(guān)系。結(jié)果證明這一株微擬球藻為Nannochloropsisoceanica，表明18SrRNA基因，巾吐基因和ITS區(qū)域序列三種搿洋微藻的分類方掛學(xué)目究序列聯(lián)合使用可以成功將微擬球藻鑒定到種的水平。3微藻傳統(tǒng)的分類方法很少考慮生殖方式。生殖是微藻生活史的重要階段，影響著微藻物種的穩(wěn)定性．這是分類的重要依據(jù)。本研究利用IlluminaGA測(cè)序技術(shù)對(duì)微擬球藻(ⅣoceanicaSSudaetMiyashita)的

6、全基因組進(jìn)行測(cè)序，揭示了微擬球藻的無(wú)性生殖方式。本研究顯示微擬球藻的基因組約30Mb，含有11，129個(gè)編碼蛋白的基因。Ⅳoceanica的多態(tài)性核苷酸的低頻率以及與1：1(major：minor，minor->10)期望值的偏離，揭示了Moceanica的核單倍性。而缺少主要減數(shù)分裂相關(guān)特異蛋白編碼基因則證明了微擬球藻(Ⅳ_ocea"ica)的生殖方式為無(wú)性生殖。4硅藻的有性生殖的類別反映了硅藻進(jìn)化中的重要變化，這也是微藻形態(tài)學(xué)分類的一個(gè)重要根據(jù)，也可以解決海洋微藻在培養(yǎng)過(guò)程中形態(tài)變化造成的形態(tài)鑒定困難。三角褐指藻是一種針晶羽紋硅藻，被廣泛用作生物化學(xué)和生理學(xué)的研究材料，全世界三角褐指藻都屬

7、于一種，分子生物學(xué)分類的研究己開(kāi)展過(guò)，但關(guān)于它的有性生殖還從未在形態(tài)上被發(fā)現(xiàn)過(guò)，有性生殖方式還未被描述過(guò)。三角褐指藻具備三種形態(tài)且可以相互轉(zhuǎn)化，對(duì)其生殖方式的觀察有助于揭示單純對(duì)其某一種形態(tài)的觀察所不能揭示的進(jìn)化位置問(wèn)題。在本研究中，我們觀察到了三角褐指藻細(xì)胞核在細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)移：發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)細(xì)胞配對(duì)，有時(shí)配對(duì)的兩個(gè)細(xì)胞其中一個(gè)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中。細(xì)胞的配對(duì)起始于兩個(gè)細(xì)胞在其細(xì)胞臂頂端處鉸合，