威尼斯原甲藻(Prorocentrum venetum)的形态学与系统发育研究：揭示地中海稀有甲藻的进化地位与分类学意义

为解决Prorocentrum venetum自1985年首次描述后长期未被重新发现且分类地位存疑的问题，研究人员通过分离法国地中海潟湖株系，结合SEM、TEM和rDNA测序技术，首次确认其与P. triestinum/P. redfieldii的同源关系，揭示了该物种独特的血小板模式和孔纹特征，为甲藻形态演化提供了新证据。论文发表于《Protist》。

　　

在神秘的海洋微藻世界中，甲藻纲(Dinophyceae)因其独特的双鞭毛结构和生态重要性备受关注。然而，有些物种就像海洋中的"幽灵"——1985年Tolomio和Cavolo通过扫描电镜(SEM)首次描述的地中海物种Prorocentrum venetum，在此后的近40年里竟再未被正式记录，其分类地位也饱受争议。更棘手的是，原始模式标本已遗失，而近年有学者甚至提出它可能是P. mexicanum的同物异名。这种分类学困境在甲藻研究中并不罕见，许多早期仅通过光学显微镜(LM)描述的物种，在现代分子生物学时代亟需重新评估。

为解开这个科学谜团，法国研究人员从地中海西北部的Ayrolle潟湖成功分离出两株AYR19-3C4和AYR19-3E9藻株。通过整合多尺度研究手段——包括高分辨率SEM观察板片超微结构、TEM解析细胞器特征，以及覆盖18S至28S rDNA D3区的全长序列分析，研究团队首次为这个"消失的物种"建立了完整的形态-分子档案。

关键技术方法包括：1) 使用5-20 μm筛网分级过滤法从潟湖水体分离藻株；2) Solophenyl Flavine 7GFE500荧光染色可视化板片缝合线；3) 高分辨率SEM解析孔纹三维结构；4) 基于PHYML 3.0和MrBAYES的多模型系统发育分析；5) TEM观察叶绿体超微结构特别是蛋白核(pyrenoid)类型。

形态学结果显示，分离株与原始描述高度吻合：细胞长19.0-24.4 μm，深11.4-17.4 μm，长深比1.32-1.77。扫描电镜揭示其板片表面分布着三类孔纹——大型孔(直径0.31-0.61 μm)底部具管状结构，小型孔(0.11-0.16 μm)呈平坦状，以及后端的微型孔(<0.1 μm)。最显著的特征是围鞭毛区域的8块血小板(platelet)排列模式，其中背侧的1号血小板形成独特的"遮阳板"状翼突，这与姊妹种P. triestinum明显不同。

分子系统发育分析获得突破性发现：基于18S-D3区全长序列(3326 bp)构建的进化树显示，P. venetum与P. triestinum、P. redfieldii构成高支持度的单系群(100% aLRT)，三者间的核苷酸差异仅2-7个位点。这个"三物种分支"与包含P. micans的姊妹群共同组成进化树上的最新分支。特别值得注意的是，这三个物种共享两个关键衍征：围鞭毛区附属孔(accessory pore)显著缩小，以及两片板片后端背缘均存在单排大孔纹——这可能是该支系的共同祖先特征。

讨论部分揭示了更深层的进化意义：通过比较形态演化轨迹发现，P. venetum保留了更多祖征——如较多的辐射状孔纹排布(右板10组R1-R10，左板L1-L10)和卵圆形轮廓，而P. triestinum和P. redfieldii则演化出更特化的矛状外形和简化孔纹模式。这种形态分化与rDNA序列的微细差异形成有趣对比，暗示表型进化可能先于遗传分化。研究还澄清了P. venetum与P. mexicanum的形态差异，否定了二者为同种的观点。

这项研究不仅重新"找回"了遗失多年的模式物种，更通过整合超微结构和多基因系统发育分析，为甲藻形态演化研究建立了新范式。围鞭毛区血小板模式的比较分析，特别是附属孔缩小和7/8号血小板特化等现象，可能成为未来甲藻分类的新标准。从应用角度看，明确P. venetum的非产毒属性及其在地中海生态系统中的稀有种地位，也为浮游植物监测提供了重要基线数据。正如研究者指出，许多历史标本仅通过LM描述的甲藻物种，都可能隐藏着未被发现的分类学秘密，亟待现代多组学方法重新审视。