基于环境DNA宏条形码技术揭示秦皇岛海域有害藻华物种的多样性动态及其驱动机制

为解决秦皇岛海域有害藻华(HABs)频发但物种认知不足的问题，研究团队采用18S rDNA V4高通量测序技术，开展为期50周的连续监测，首次鉴定出316种浮游植物（含67种潜在HABs物种），揭示温度与环境互作是驱动藻类动态的关键因素，为近海生态预警提供新范式。

　　

在碧波荡漾的渤海湾畔，秦皇岛海域正面临着一场看不见的生态危机——有害藻华(Harmful Algal Blooms, HABs)的频繁暴发。这片海域因水交换能力弱、陆源污染物输入集中，已成为我国HABs的重灾区。过去20年间，这里记录到63次大规模藻华事件，累计影响海域超14,666.68 km²
。更令人担忧的是，传统显微镜鉴定方法难以捕捉到微小藻类（如<10 μm的Phaeocystis globosa）和形态易变的物种（如Teleaulax gracilis），导致我们对这片海域藻类"黑名单"的认知存在巨大空白。

为破解这一困局，中国科学院海洋研究所联合河北高校的科研团队在《Marine Pollution Bulletin》发表了一项突破性研究。研究人员创新性地采用环境DNA宏条形码(metabarcoding)技术，对秦皇岛海域进行了为期50周的"全息扫描"。通过分析18S rDNA V4序列，他们不仅绘制出该海域最完整的浮游植物图谱，更首次捕捉到藻华物种随季节起舞的生命密码。

研究团队运用三大关键技术：高频采样策略（2022年9月至2023年8月每周定点采集1.5 L表层海水）、18S rDNA V4区高通量测序（DADA2流程获得4,148个高质量ASVs）、以及多元统计分析（环境因子与物种互作网络建模）。所有样本均来自毗邻河口的藻华热点区域，确保数据生态代表性。

【Phytoplankton diversity in the Qinhuangdao region identified by metabarcoding analysis】
研究揭示秦皇岛海域存在8门304属316种浮游植物，其中甲藻门(Dinoflagellata)以1,829个ASVs（占总量42.34%）成为绝对优势类群。令人瞩目的是，67种潜在HABs物种中被鉴定出21个新记录种，包括产毒甲藻Alexandrium tamarense复合种中的5个隐存种。

【High phytoplankton diversity in the Qinhuangdao region】
时空动态分析显示61种藻类（含HABs物种）呈现显著季节波动。例如Alexandrium pohangense仅在特定月份"闪现"，这解释了既往低频采样研究的遗漏。环境因子分析指出温度是主导驱动力，而互作网络模型揭示藻类间存在复杂的捕食-共生关系网络。

【Conclusion】
这项研究建立了三个重要认知：首先，宏条形码技术将秦皇岛海域HABs物种检出率提升31.3%，证实该海域是藻类多样性的"隐秘宝库"；其次，温度调控与种间互作共同编织了藻华暴发的"生态触发器"；最后，研究构建的50周连续监测数据集，为建立我国首个近海藻华预警系统提供了分子基准。正如通讯作者Nansheng Chen强调的，这项成果不仅改写了渤海湾浮游植物生态学教科书，更开创了用环境DNA技术守护蓝色国土的新范式。