海洋有机壁甲藻孢囊研究进展：国际研讨会揭示的新视角与未来方向

这篇综述基于2024年国际甲藻孢囊研讨会的圆桌讨论，系统总结了海洋有机壁休眠孢囊（dinoflagellate cysts）在分类学、生物地理学、古生态学及有害藻华（HABs）监测中的最新应用。文章强调多组学技术（如代谢条形码metabarcoding）、孢囊壁生物化学分析（如傅里叶红外光谱FTIR）与形态学方法的结合，为甲藻生命树构建、古海洋参数定量重建及气候变化响应研究提供了新工具，并呼吁建立标准化孢囊提取与定量方法以推动跨学科研究。

　　

Highlight

甲藻孢囊研究的技术突破与挑战：从分子工具到古基因组学

Cyst identification methods

孢囊鉴定技术迎来革新：传统光学显微镜（DIC）与新兴分子技术（如单孢囊PCR）联用，结合代谢条形码（metabarcoding）实现高通量物种鉴定，尤其适用于有害藻华（HAB）物种的溯源追踪。

Cyst distribution in sediments

沉积物中的孢囊分布暗藏玄机：细粒黏土沉积区富集高浓度孢囊，而洋流搬运与生物扰动可能扭曲原始生态信号。未来需加强南半球等数据空白区的孢囊-环境变量关系建模。

Dinoflagellate cyst wall structure

孢囊壁结构解码：由抗腐蚀的"甲藻孢素"（dinosporin）构成的基底层（pedium）与装饰层（luxuria），其化学组成（如FTIR光谱特征）正成为演化研究的"分子化石"。

How useful are dinoflagellate cysts in phylogeny and evolution?

孢囊形态是甲藻演化的"活化石"：副甲板（paratabulation）等特征为高阶分类提供依据，而Spiniferites属的顶突（apical boss）结构暗示了深远的演化分异。

How can the biogeography and ecology of cyst-forming dinoflagellates be studied from cysts?

孢囊：海洋浮游生物的"时间胶囊"。通过沉积记录可追踪物种入侵事件（如异域种扩散），并揭示混合营养（mixotrophy）策略在生态适应中的关键作用。

Application of dinoflagellate cysts in palaeoclimatology and palaeoceanography

古气候重建的"温度计"：孢囊组合定量反演海表温度（SST）、盐度等参数，而高分辨率沉积岩芯分析正揭示人类富营养化与历史藻华的关联。

How can novel molecular techniques be used in dinoflagellate cyst (palaeo)ecology?

古环境DNA（palaeogenomics）掀起革命：从沉积物中提取的古代遗传物质，将与传统孢囊形态学数据互补，重建百万年尺度的甲藻种群动态。

Influence of transport and preservation on sedimentary dinoflagellate cyst assemblages

沉积过程的"信号过滤器"：海底峡谷中的孢囊可能经历长达百公里的搬运，未来需结合示踪剂（如放射性同位素）厘定原始栖息地信号。

Harmful algal blooms and the ecology of encystment

藻华终结者的生存智慧：休眠孢囊（如Lingulaulax polyedra）在藻华崩溃时大量形成，其"种子库"策略正被用于HABs预测模型开发。

Upcoming techniques and approaches

技术爆发前夜：

• 激光剥蚀质谱（LA-ICP-MS）解锁孢囊壁元素指纹

• 拉曼光谱（Raman）实现单孢囊原位化学成分成像

• 深度学习算法自动分类显微图像中的稀有孢囊类型

Conclusions

甲藻孢囊研究正步入多学科交叉的黄金时代——从显微镜下的形态观测到纳米级化学成像，从实验室培养到全球沉积物数据库整合，这些微小"时间胶囊"将持续为海洋科学提供关键见解。