蓝藻拟柱胞藻属和尖头藻属的分类和分子系统的研究

蓝藻水华和有毒蓝藻已是全世界范围内一大环境问题和生态灾难。我国在过去的二十年间已对水华蓝藻及蓝藻毒素进行了大量的研究，但几乎全集中在微囊藻及微囊藻毒素上。本研究将选择近来出现扩张的且密切联系的水华蓝藻的两类群-－拟柱胞藻属(Cylindrospermopsis)和尖头藻属（Raphidiopsis）进行分类学和分子系统学研究。应用现代分类学研究方法对我国拟柱胞藻和尖头藻的分布，分类和多样性及其这两属的形态特征，DNA分子序列以及基因组的比较以获得区别它们两属的深层特征，进行拟柱胞藻和尖头藻的分类修订。同时在对拟柱胞藻和尖头藻的分子特征和分子系统的分析基础上，在应用上能对拟柱胞藻和尖头藻进行快速准确的分子检测。

蓝藻水华和有毒蓝藻已是全世界范围内一大环境问题和生态灾难。我国在过去的二十年间已对水华蓝藻及蓝藻毒素进行了大量的研究，但几乎全集中在微囊藻及微囊藻毒素上。本研究将选择近来出现扩张的且密切联系的水华蓝藻的两类群-－拟柱胞藻属(Cylindrospermopsis)和尖头藻属（Raphidiopsis）进行分类学和分子系统学研究, 并对拟柱胞藻藻种的生理生态特征研究以探求其扩张的机理。本研究的结果表明中国拟柱孢藻较集中分布在亚热带，如云南，广西，广东，湖北，福建，浙江，江苏，较少分布在暖温带，如山西，山东，北京。中温带和高原气候区暂未发现，表明拟柱胞是一个喜温的蓝藻类群，同时我们的研究结果表明拟柱胞藻也具有耐寒性。通过形态观察，发现了拟柱孢藻的4个新种和5个中国新纪录种。单基因和多基因的分子系统分析均表明拟柱胞藻的形态种类和分子系统的不对应性，同时通过中国藻种的加入，拟柱胞藻/尖头藻并没有表现出明显的地理分布特征，和以前的结果并不一致。通过对拟柱胞藻的2种典型形态--直型和弯型的分别培养，不同比例的搭配培养以及它们对不同的光照和温度的生长和生理响应，研究这两种形态的本质差别和转换可能的条件，为进一步理解拟柱胞藻和尖头藻的形态发生提供了参考。同时利用转录组为这直线型和弯型的形态的内在区别和发生机理，同时拟柱胞藻的基因组分析为它的进化，扩散和一些重要的功能提供了分子机制的解释。