基于rpoC1基因的微囊藻属分子系统学研究

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1、生态环境学报2009,18(6):2039-2043http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基于rpoC1基因的微囊藻属分子系统学研究章群，李名立，刘海林，雷腊梅，韩博平暨南大学水生生物研究所，广东广州510632摘要：测定了广东省9个水库4株铜绿微囊藻Microcystisaeruginosa、5株水华微囊藻M.flos-aquae和4株未定种微囊藻rpoC1基因部分序列，结合GenBank

2、下载的日本5个水体11株铜绿微囊藻、5株绿色微囊藻M.viridis和5株惠氏微囊藻M.wesenbergii同源序列，进行序列分析。结果显示，34株微囊藻存在21种基因型，序列相似性达97.6%～100%。在邻接树上不同形态种和不同地理来源的藻株混杂在一起，没有形成明显的谱系结构和地理结构：同一形态种藻株可能具有不同的基因型，而相同基因型的藻株可能是不同的形态种；从同一水体中分离的微囊藻具有不同的形态种和不同的基因型，而不同水体分离的微囊藻有时又具有相同基因型，表明rpoC1基因序列无法区分形态种和地

3、理株，支持Kondo和Otsuka提出的暂将铜绿微囊藻、水华微囊藻、惠氏微囊藻和绿色微囊藻等归为铜绿微囊藻复合种的分类处理。关键词：微囊藻；系统发育；rpoC1基因中图分类号：X17文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）06-2039-05微囊藻MicrocystisKütz隶属蓝藻门Cyanophyta成，发现它们G+C含量几乎相同，可以认为没有[8]蓝藻纲Cyanophyceae色球藻目Chroococcales微囊藻差别。Kato等用等位酶分析微囊藻种间和种内遗[1]科Microc

4、ystaceae，是一类全球广泛分布，在富营传关系，认为绿色微囊藻和惠氏微囊藻等位酶类型养化水体中极易形成水华的有害蓝藻。一些种类的微单一，而铜绿微囊藻的等位酶具有S型和L型的差[9]囊藻产生微囊藻毒素（Microcystin），可以使野生动异。Kruger等发现微囊藻脂肪酸组成上的差异与[10]物、家禽、家畜等中毒甚至死亡，引发人类的肝损伤现有形态种分类无直接关系。此外，16-23S[2][11-14]及肝癌，对生态系统和人类健康造成巨大危害。随rDNA、rDNAITS区、cpcBA-IGS等基因也被

5、着世界范围内水体富营养化的加剧，微囊藻已成为全用于分析微囊藻种内或种间关系，但是都没能为微球水环境研究的焦点问题之一。人们对微囊藻水华发囊藻属的分类提供确切的依据。Kondo等和Otsuka生的机制、微囊藻毒素组成及检测手段等进行了大量等通过DNA-DNA杂交、测定G+C含量等细菌学[3]的研究，但微囊藻的分类却一直有争议。目前微囊分类方法研究微囊藻属的分类，认为铜绿微囊藻、藻属的分类主要是以群体形状、细胞大小及排列方惠氏微囊藻、绿色微囊藻、挪氏微囊藻和鱼害微囊式、胶鞘离群体细胞边缘的距离等形态特征为分

6、类依藻应该被合并为铜绿微囊藻复合种，水华微囊藻和[1,4]据，但微囊藻的形态特征往往具有高度的多变性，假丝微囊藻是铜绿微囊藻复合种的形态变异；现行相同的微囊藻室内培养后可能会出现与野外群体不的蓝藻分类体系过于依赖植物学分类方法，应采用[15-16]一样的表型，而不同种类的微囊藻有时又表现出相同细菌学分类方法加以辅助。[5]的表型或出现过渡类型；且微囊藻的分类还可能与rpoC1基因编码蓝藻RNA聚合酶γ亚基，全长研究者的个人经验以及外界环境条件相关，例如1880bp，在基因组中以单拷贝形式存在，常用于研[

7、17]Komarek将日本水体的微囊藻分为铜绿微囊藻M.究蓝藻的系统进化。Palenik等发现在进行物种鉴aeruginosa、水华微囊藻M.flos-aquae、惠氏微囊藻M定时，rpoC1基因较常用于细菌鉴定的16SrDNA更[18]wesenbergii、鱼害微囊藻M.ichthyoblabe、挪氏微囊为有效。本研究测定了广东省9个水库的铜绿微藻M.novacekii和绿色微囊藻M.viridis等6个形态囊藻、水华微囊藻、惠氏微囊藻、绿色微囊藻和未[4]种，但Watanabe却无法将水华微囊藻与

8、鱼害微囊定种微囊藻共13个藻株的rpoC1基因部分序列，并藻分开，并且将水华微囊藻作为鱼害微囊藻的一种比较分析了GenBank中下载的日本5个水体3种微[6]变异类型；虞功亮等将滇池微囊藻分为10个形态囊藻的同源序列，为微囊藻属的分类提供科学依据。[7]种。由于微囊藻形态分类的混乱，人们开始寻求其1材料与方法它方法探究微囊藻的分类。1.1实验材料Fahrenkrug等测定了4种微囊藻DNA碱基组本研究中实验藻种由暨南大学水生生物研究基金项目