埃及地中海沿岸首次发现的入侵绿潮藻类 —— 柔弱石莼(Ulva tepida)的多维度研究及其意义

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Aquatic Botany 1.9

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  在埃及地中海沿岸藻类研究中,为解决绿潮藻类鉴定及开发利用问题,研究人员对采集的藻类开展形态分类、系统发育和植物化学研究。结果发现该藻类为柔弱石莼,其富含多种物质,有生物柴油生产潜力。这为地中海藻类研究提供新数据。

  在神秘的海洋世界里,藻类家族一直扮演着重要角色。其中,石莼属(Ulva)藻类分布广泛,既能在富营养化的环境中生长,也能适应不同盐度。不过,石莼的快速生长会引发绿潮,给海洋生态系统、水产养殖以及人类活动带来诸多麻烦。而且,由于石莼属物种复杂,仅靠形态特征很难准确鉴定到物种和种下等级。
此前,埃及地中海沿岸对石莼属的研究多依赖旧分类系统下的形态分类特征,忽略了该属的多态性现象,很多石莼标本无法准确鉴定。柔弱石莼(Ulva tepida)作为石莼属的一员,已在多个地区被发现,但在埃及地中海沿岸尚未有记录。

为了填补这一研究空白,来自多个国家研究机构的研究人员共同开展了一项研究。他们运用形态分类学、生态学以及多基因座序列数据集(包括叶绿体编码的 rbcL基因、核编码的 SSU rRNA(18S rRNA)和内部转录间隔区(ITS))等方法,对采集自埃及亚历山大市地中海沿岸岩石海岸线的石莼标本进行深入研究。研究成果发表在《Aquatic Botany》杂志上。

研究人员采用的主要关键技术方法包括:一是标本采集,于 2018 年 10 月 27 日在埃及亚历山大市地中海沿岸手动和用镊子采集标本,并冷藏带回实验室;二是基因分析,通过对 rbcL基因、SSU rRNA 基因和 ITS 区域进行测序分析;三是形态观察,对采集标本的形态特征进行细致观察记录。

研究结果如下:

  • 形态特征研究:研究的绿色大型藻类藻体相对较小,颜色从亮绿色到深绿色,呈管状,最长可达 10 厘米,最宽 3 - 4 毫米,基部呈放射状或不规则分支,分支大小不一,末端为小圆细胞,细胞多为矩形至四边形,叶绿体通常覆盖细胞外壁,且含有 1 - 5 个蛋白核。这些特征与柔弱石莼的原始描述相符。
  • 生化成分研究:对柔弱石莼进行生化评估(主要代谢产物)发现,该物种富含碳水化合物、蛋白质、脂质、酚类和黄酮类物质。此外,它还具有较高的抗氧化活性和 DPPH˙(2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基)清除率。
  • 脂肪酸谱研究:利用气相色谱 - 质谱联用仪(GC - MS)对其脂肪酸谱进行分析,结果显示棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1, ω - 9)含量较高,分别达到 30% 和 24%,这表明该物种具有生物柴油生产的潜力。

研究结论和讨论部分指出,基于分子和形态学证据,研究人员确定采集的石莼标本为柔弱石莼,这是该物种首次在埃及地中海沿岸被记录。此次研究为埃及沿海水域的柔弱石莼提供了新的 rbcL、18S rDNA 和 ITS 序列,这些序列对未来地中海地区生物多样性研究和入侵物种监测中的 DNA 条形码技术应用具有重要意义。研究人员推测,柔弱石莼可能会在其他地中海国家被报道为外来入侵物种。鉴于此,对于这种能形成绿潮的物种,需要制定更严格的监管措施,并加强水质监测,尤其是在营养物质输入较多的地区。这项研究不仅丰富了人们对地中海藻类多样性的认识,也为防范外来物种入侵和合理开发利用藻类资源提供了重要依据。

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