Kyrtuthrix与Nunduva的分子系统学解析：形态差异显著但分子特征隐密的蓝藻属级分类研究

这篇研究通过多基因测序（16S rRNA、rpoC1、rbcLX等）和形态学分析，揭示了蓝藻目（Cyanobacteriota）中Kyrtuthrix与Nunduva属的分子系统关系。尽管二者形态差异显著（如U型丝状体排列与假分枝结构），但16S rRNA基因相似性高达97%以上，仅通过多基因联合分析（BI/ML）才明确其为姐妹群。研究强调了结合分子与形态数据对经典属（如模式种K. dalmatica）定界的重要性，为海洋蓝藻分类提供了关键参考。

　　

Abstract

研究聚焦于蓝藻目Rivulariaceae科的Kyrtuthrix属模式种K. dalmatica（1929年由Ercegovi?描述）及其近缘种K. maculans的分子特征。传统分类因丝状体等极性将其归入Scytonemataceae科，但分子证据支持其属于Rivulariaceae科。近年发现的4个新种（如墨西哥海岸的K. huatulcensis）表明该属并非均为石内生的（euendolithic）。研究通过16S rRNA、ITS rRNA、rpoC1和rbcLX基因测序，结合形态学分析，揭示了Kyrtuthrix与形态迥异但分子隐密的Nunduva属的演化关系。

INTRODUCTION

近20年蓝藻基因序列暴增，但许多因BLAST错误匹配导致分类混乱。本研究通过测序模式种（如Oscillatoria princeps、Nostoc commune）解决此类问题。Kyrtuthrix属包含2个经典种（克罗地亚的K. dalmatica和泰国的K. maculans）及3个墨西哥新种。其全球分布从温带到热带海域，生态位包括潮间带和潮上带。

MATERIALS AND METHODS

采样与培养：从克罗地亚?iovo岛（模式产地）、秘鲁Paracas和法国Goury采集样本，经人工海水培养基（ASM）纯化培养。分子分析：使用NucleoSpin Plant II试剂盒提取DNA，扩增16S rRNA、ITS rRNA、rpoC1和rbcLX基因，克隆后Sanger测序。系统发育分析采用贝叶斯推断（BI）和最大似然法（ML），模型为GTR+I+G，通过CIPRES平台完成。

RESULTS

形态特征：K. dalmatica Cr5形成300–350 μm的U型平行丝状体，细胞宽6.0–8.4 μm，末端渐尖（1.0–2.0 μm）。K. maculans PE16丝状体长130–200 μm，产生22–58 μm的藻殖段（hormogonia）。法国株N3形态介于二者之间。分子特征：16S rRNA基因分析显示Kyrtuthrix与Nunduva相似性≥97%，但多基因联合分析（图S1）支持二者为姐妹群。ITS rRNA区二级结构显示D1-D1′螺旋分两种类型（64 nt与60–62 nt），Box-B和V3螺旋结构变异显著。

DISCUSSION

Kyrtuthrix与Nunduva的形态差异（如U型排列vs.假分枝）与分子隐密性形成鲜明对比。类似案例见于Raphidiopsis/Cylindrospermopsis（因固氮基因丢失导致异形胞缺失）。研究主张暂保留两属，需更多基因组数据验证。次级结构分析提示可能存在平行进化，但D1指数（DIV）未达旁系同源阈值。

命名规范

指定K. dalmatica的 lectotype 为Ercegovi? (1929) 的图3，并新增 epitype（标本CBFS A258-1）。

研究凸显了整合多基因数据与形态生态特征在蓝藻分类中的必要性，为海洋微生物多样性研究提供了范式。