球形棕囊藻是一种重要的有害藻华肇事种，在欧洲北海和东南海海域经常形成赤潮。1997年，我国东南沿海首次发生球形棕囊藻赤潮。之后，我国近海多次暴发球形棕囊藻形成的大规模赤潮，造成大量养殖生物死亡，威胁核电运行安全，受到各级政府部门的高度关注。我国近海的球形棕囊藻赤潮具有一些独特的特征，在赤潮过程中会形成厘米级大小的“巨囊”，直接影响其危害效应。但是，这一特征究竟是球形棕囊藻自身的生物学特性还是受到外在环境因子的影响并不清楚。
针对这一问题，中国科学院海洋研究所于仁成课题组综合应用形态学、色素分析和分子生物学手段，对我国近海的球形棕囊藻生物学特征进行了系统研究。研究团队针对球形棕囊藻构建了高分辨率的种下分子标记，将全球的球形棕囊藻分为4个基因型。研究发现，分离于我国南海的部分球形棕囊藻株系属于同一基因型，该基因型的藻株可以形成厘米级“巨囊”，且以19'-丁酰氧基岩藻黄素（19'-butanoyloxyfucoxanthin，but-fuco）作为特征色素，其生理生态特征明显有别于其它球形棕囊藻株系，是一个以“巨囊”为特征的独立生态型。尽管我国近海存在多种基因型的球形棕囊藻，但南海北部湾海域和广东沿海的球形棕囊藻赤潮主要由该生态型形成。2021年南黄海发生的球形棕囊藻赤潮也是由该生态型的球形棕囊藻形成。
基于该生态型的遗传序列信息和特征色素组成，研究团队构建了 “巨囊”生态型球形棕囊藻的qPCR检测方法和特征色素分析方法，并成功应用于南海北部湾海域球形棕囊藻赤潮过程研究，揭示了北部湾海域球形棕囊藻赤潮的不同来源和发展过程。相关研究工作深化对全球球形棕囊藻种下多态性的认识，也为阐明我国近海球形棕囊藻赤潮发生机制、针对性开展赤潮监测和预警工作奠定了基础。
上述成果近期由张清春、王锦秀和牛壮等在国际学术期刊Harmful Algae、Applied and Environmental Microbiology、Ecological Indicators 和Limnology and Oceanography: Methods发表。相关研究得到国家重点研发项目、中科院战略性先导科技专项、国家科技基础资源调查项目和国家自然科学基金等项目资助。
球形棕囊藻的巨囊 (A)、典型株系色素色谱图 (B)和系统进化树 (C)
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