全 文 ：第34卷 第4期 水 生 生 物 学 报 Vol. 34, No.4
2 0 1 0 年 7 月 ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA Jul , 2 0 1 0

收稿日期: 2009-02-26; 修订日期: 2009-11-11
基金项目: 国家自然科学基金(30700046); 广东省自然科学基金 7300190资助
作者简介: 李扬(1978—), 男, 河南信阳人; 副研究员, 博士; 主要从事藻类分类学和生态学研究。E-mail: liyang@scnu.edu.cn
通讯作者: 吕颂辉: lusonghui1963@163.com

DOI: 10.3724/SP.J.1035.2010.00851
大亚湾美洲拟菱形藻复合群的形态学观察
李 扬 1 马艳艳 1 吕颂辉 1, 2
(1. 华南师范大学生命科学学院, 广东省水产健康安全养殖重点实验室, 广东省高等学校生态与环境科学重点实验室, 广州 510631; 2. 暨南
大学生命科学与技术学院, 赤潮与水环境研究中心 广州 510632)
MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF PSEDUO-NITZSCHIA AMERICANA COMPLEX
IN DAYA BAY, CHINA
LI Yang1, MA Yan-Yan1 and LÜ Song-Hui1, 2
(1. Guangdong Provincial Key Laboratory of Healthy and Safe Aquaculture, Key Laboratory of Ecology and Environmental Science in Guangdong
Higher Education, College of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China; 2. Research Center for Harmful Algae and
Aquatic Environment, College of Life Science and Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China)
关键词: 美洲拟菱形藻复合群; 形态学特征; 大亚湾
Key words: P. americana complex; Morphological characteristics; Daya Bay
中图分类号: Q944 文献标识码: A 文章编号: 1000-3207(2010)03-0851-05

拟菱形藻(Pseudo-nitzschia)是一类常见的海洋微藻,
它属于硅藻门, 羽纹纲, 管壳缝目, 菱形藻科。本属种类
可以广泛分布在两极、温带、亚热带和热带海域。自 1987
年在加拿大的爱德华王子岛发生一起由于食用当地海域
养殖的贻贝(Mutilus edulis)而引发的中毒事件, 使人们认
识到硅藻也可以产生毒素, 拟菱形藻种类也由此受到广
泛关注, 并成为各国学者的研究热点[1—5]。拟菱形藻在属
水平上的鉴定工作在光镜下即可完成, 但属内种间的鉴
定就十分困难 , 不同种类在形态上差异细微 , 需要通过
电镜对其进行多个形态学特征的比较观察才能够准确完
成[6]。自 20世纪 80年代末至今, 国外学者采用形态学和
分子生物学方法进行拟菱形藻的种类鉴定, 获得了许多
新的分类学结论。同时, 还对若干在分类学上存在较大争
议的种类进行了二次观察和鉴定, 更新并修订了部分种
类的分类标准。至今为止, 国际上报道的拟菱形藻种类已
达到 30余种[7]。
我国在拟菱形藻种类多样性方面的工作还十分有限,
有记录的种类也相对较少。金德祥等[8]曾对我国近海的拟
菱形藻进行了常规调查, 并首次对尖刺拟菱形藻(尖刺菱
形藻 N. pungens)进行了种类描述, 但只获得了光学显微
镜下的形态学特征。Qi, et al.[9]报道了我国沿海的一个拟
菱形藻新种: 中华拟菱形藻 P. sinica 及其赤潮生态学特
征, 并对在我国近海海域观察到的 5 个拟菱形藻种类进
行了种类检索。张诚和邹景忠[10]对我国近海的尖刺拟菱
形藻做了种下分类学的初步研究, 将其分为 2个变型: 尖
刺型和多列型。陈菊芳等[3]在 1997年 7月至 1998年 6月
间 , 针对大亚湾海域的拟菱形藻进行了一些工作 , 证实
拟菱形藻是该海域浮游植物的重要组成部分, 并有多次
暴发形成赤潮的记录, 但是, 该研究只对 2种优势的拟菱
形藻种类进行了电镜下的观察鉴定, 并就优势种类的细
胞密度进行了季节动态的研究, 但未对拟菱形藻其他种
群进行分类学的专题研究, 因此研究结果存在一定的局
限性。Gao, et al. [11]对长江口海域的拟菱形藻种类进行了
专题研究, 观察到 3个种: 柔弱拟菱形藻 P. delicatissima、
尖刺拟菱形藻 P. pungens和伪柔弱拟菱形藻 P. pseudode-
licatissima, 并对这 3 个种在长江口海域的生态分布及动
态规律进行了研究。总的来说, 我国关于拟菱形藻的分类
和生态学研究还处于起步阶段, 大多文献没有提供各个
种类相应的形态学照片, 也未能够对各个种类进行形态
学比较研究和种类检索 , 并且种类鉴定和形态
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学描述相对混乱 , 缺乏系统性和连续性 , 不能较好地与
国际上的研究结果相对应。
大亚湾位于珠江口北侧, 面积约 600 km2, 是一个半
封闭海湾。湾内生物资源丰富, 生物类型众多, 属亚热带
海湾兼有热带特色, 它是广东省重要的水产养殖生产基
地。已经证实拟菱形藻是该海域浮游植物的重要组成部分,
并有多次暴发形成赤潮的记录[3, 12]。以往研究只对若干优
势拟菱形藻种类进行了电镜观察鉴定, 并就优势种类的
细胞密度进行了季节动态研究, 未对该海域拟菱形藻类
群进行种类多样性的专题研究。鉴于拟菱形藻种类在海洋
生态系统中的重要作用, 以及某些拟菱形藻种类的潜在
毒性危害 , 有必要对拟菱形藻进行分类学研究 , 从而为
相关的深入研究奠定生物学基础。
1 材料与方法
于 2007 年 8 月至 2008 年 8 月期间, 每月中旬采样
一次 , 分别利用小体积采水器和浮游植物拖网(孔径 10
μm)在大亚湾若干站位采集浮游植物水样, 站位设计(图
1)。采集的水样现场用鲁格氏液固定。带回实验室后, 采
用静置沉淀浓缩的方法将水样浓缩至适宜的体积。取部分
样品加入等量浓硫酸, 并在水浴中煮沸 20min, 然后用蒸
馏水多次水洗至中性。
LM观察: 吸取 0.1 mL的浓缩水样, 滴在 0.1 mL浮
游植物计数框中, 加盖盖玻片后在 Olympus BX61光学显
微镜下观察、计数和拍照。
TEM 观察: 用微量进样器吸取一定体积酸化后的水
样 , 滴加在喷镀碳膜的铜网上 , 自然晾干后 , 即可在
JEM-1010 TEM下观察和拍照。
目前, 美洲拟菱形藻复合群种类的标本水样保存在
华南师范大学生命科学学院藻类学实验室的标本陈列柜
中, 样品编号为 2007DY系列和 2008DY系列。

图 1 大亚湾采样站位
Fig.1 Sampling spots in Daya Bay
2 结 果
对采自大亚湾的浮游植物样品进行拟菱形藻的分类
学研究 , 观察到美洲拟菱形藻复合群的三个种类 , 它们
分别是美洲拟菱形藻(P. americana (Hasle) Fryxell)、巴西
拟菱形藻(P. brasiliana Lundholm, Hasle & Fryxell)和线形
拟菱形藻(P. linea Lundholm, Hasle & Fryxell), 其中巴西
拟菱形藻和线形拟菱形藻均为我国新记录种。
2.1 美洲拟菱形藻 P. americana (Hasle) Fryxell
(图 2A－G)
Hasle 1964, p.41—44, pl.1, fig.4; pl.14, figs 13—19;
pl.15, figs 7—10; Hasle & Syvertsen 1997, p.324, pl.73;
Lundholm et al. 2002, p.483—484, figs 1—20.
Basionym: Nitzschia americana Hasle 1974, p.427.
细胞含有两个黄褐色的色素体, 分布在细胞中央的
两侧(图 2A)。细胞壁硅质化较重。壳面外形为近线形至
略披针形(图 2B、2C), 壳面两端为圆形末端(图 2D、2E)。
壳面长 13—27 μm, 宽 2.2—3.6 μm。壳缝偏心, 从壳面一
端延伸至另一端, 中间无间断, 即没有中节(图 2F)。肋突
分布规则, 密度为 10 μm内 20—24个。没有中央较大船
骨点(图 2F)。壳面肋纹规则分布, 密度为 10 μm 内 27—
32 条。相邻的肋纹常常相互融合, 并与临近肋突的基部
相连。壳面大部的肋纹均为相互平行分布(图 2F), 与横轴
平行 , 与纵轴垂直 , 而位于壳面两端附近的肋纹则不与
横轴平行 , 此处的肋纹呈放射状分布 , 几乎与纵轴平行
(图 2D、2E)。壳面点条纹由两排孔纹组成, 有些双排孔
纹之间散布有若干孔纹, 构成间断或不完整的第三排(图
2F、2G), 完整的三排孔纹在壳端处较为常见(图 2D、2E)。
孔纹密度较稳定, 8—10个/μm。孔纹内侧不易见到筛孔膜
(图 2G)。
本种细胞单独生活, 尚未报道有群体的。依附在海
洋大型藻类、石头等附着基质上, 也可附着生活在角毛藻
(Chaetoceros)、辐杆藻(Bacteriastrium)、盒形藻(Biddulphia)
等具有大量刚毛或明显突起结构的微藻种类上[13]。
美洲拟菱形藻分布广泛, 多分布于热带至温带海域,
曾报道于亚洲的日本、越南、泰国、马来西亚, 澳洲的澳
大利亚、新西兰, 北美洲的美国东西海岸、墨西哥, 南美
洲的智利、秘鲁、乌拉圭、巴西, 非洲的南非以及欧洲的
Skagerrak 海峡和北海[4, 13—15]。本文的标本仅发现于 S1
站位(2008年 4月)和 S2站位(2007年 9月), 细胞密度低,
只观察到少数几个标本。
2.2 巴西拟菱形藻 P. brasiliana Lundholm, Hasle et
Fryxell (图 2H－N)
Lundholm et al. 2002, p.484—485, figs 21—45.
细胞含有两个黄褐色的色素体, 贴着细胞壁对称排
列在纵轴中央的两侧(图 2H、2I)。细胞大小变化较大, 较
大细胞的壳面两侧较平直 , 几乎相互平行 , 在靠近壳端
处呈披针形(图 2J、2K), 壳端为圆形(图 2L)。小型细胞的
4期 李 扬等: 大亚湾美洲拟菱形藻复合群的形态学观察 853
壳面两侧则略微凸起。壳面长 17—54 μm, 宽 2—3.5 μm。
环面观, 细胞成线形, 末端呈截平状。壳缝偏心, 从壳面
一端延伸至另一端, 中间没有中断, 即没有中节(图 2M)。
肋突和肋纹规则分布, 两者的密度较接近, 10 μm内 20—
25个/条。没有中央较大船骨点(图 2M)。肋纹和点条纹在
壳面大部呈平行于横轴排列(图 2M), 在壳面两端处, 逐
渐变为放射状并几乎与纵轴平行(图 2L)。点条纹由两排
孔纹组成, 壳端处和壳套处有三排孔纹的。每排点条纹中,
孔纹靠近肋纹排列, 两排孔纹之间有明显的线形无纹区,
贯穿整条点条纹(图 2M、2N)。孔纹小, 密度为每微米内
7—9个。孔纹内清晰可见筛孔膜(图 2N)。
本种为海洋浮游生活, 可形成阶梯状群体, 相邻细
胞依靠壳面末端(约为壳面长度的 1/8—1/11)相互重叠而
形成群体, 常见 4—7个细胞构成的群体。
巴西拟菱形藻主要分布在温暖海域, 本种首次发现
于巴西的 Sepetiba 湾, 曾在该湾引发巴西拟菱形藻赤潮,
还记录于巴拿马湾、墨西哥湾、加利福尼亚湾[13]。本文
的标本仅发现于 S2 站位(2007 年 12 月)和 S4、S5 站位
(2008年 4月), 其中, S4、S5站位(2008年 4月)的细胞密
度较高, 最高可达 104 cells/L水平。

图 2 美洲拟菱形藻复合群
Fig. 2 P. americana complex
A-G: 美洲拟菱形藻; A为 LM照片, 示细胞外形; B-G为 TEM照片; B-C示壳面外形; D-E示壳端; F示壳面中央部分; G示孔纹的放大。
H-N: 巴西拟菱形藻; H-I为 LM照片, 示群体形态; J-N为 TEM照片; J-K示壳面外形; L示壳端; M示壳面中央部分; N示孔纹内侧的
筛孔膜。O-S: 线形拟菱形藻, 均为 TEM照片; O示壳面外形; P-Q示壳端; R示壳面中央部分; S示孔纹内侧的筛孔膜。A、H、I的比
例尺为 10 μm, 图 G、N、S的比例尺为 200 nm, 其余均为 1 μm
A-G. P. americana; A. LM photo, living cell; B-G. TEM photos; B-C. Whole valve shapes; D-E. Ends of valve; F. Middle of valve; G.
Enlargement of poroids; H-N. P. brasiliana; H-I. Under LM, stepped-chains; J-N. Under TEM; J-K. Whole valve views; L. End of valve; M.
Middle of valve; N. Ting perforations in a hexagonal pattern on the cribra; O-S. P. linea. TEM photos. O. Whole valve view; P-Q. Ends of
valve; R. Middle of valve; S. Ting perforations on the cribra. Scale bars are 10 μm in A, H, I and 200 nm in G, N, S and 1 μm in the other
figures
854 水 生 生 物 学 报 34卷
2.3 线形拟菱形藻 P. linea Lundholm, Hasle et Fryxell
(图 2O－S)
Lundholm, et al. 2002, p.487-488, figs 46-58.
细胞壁硅质化很弱。壳面和环面观均呈典型的线形
(图 2O)。壳面长 13—19 μm, 宽 2.2—2.7 μm。壳面两侧
直, 相互平行, 两端呈圆形(图 2P、2Q)。壳缝偏心, 无中
节(图 2R), 贯穿壳面的一侧。肋突规则分布, 密度为 10
μm 内 20—24 条。肋纹硅质化弱, 密度较高, 10 μm 内
40—43 条, 几乎是肋突密度的两倍。两条相近的肋纹的
一端常常融合在一起 , 并与相邻肋突的基部相连 , 形成
“Y”字形(图 2R、2S)。壳面大部的点条纹平行于横轴, 壳
端处的点条纹变为放射状, 并几乎垂直于横轴。点条纹的硅
质化较弱, 由两排孔纹构成。孔纹的大小不一, 这与它们在
点条纹中的分布空间有关, 即取决于相邻孔纹的间隙大小,
密度为每微米 9—11个。孔纹内可见筛孔膜(图 2S)。
与美洲拟菱形藻的生活习性相似, 本种细胞通常为
单独生活, 也有少数可形成短的阶梯状群体。依附在海洋
大型藻类、石头等附着基质上, 也可附着生活在角毛藻
(Chaetoceros)、辐杆藻(Bacteriastrium)、盒形藻(Biddulphia)
等具有大量刚毛或明显突起结构的微藻种类上[13]。
线形拟菱形藻曾报道于墨西哥湾的 Apalache 湾和
Tampa 湾、哥斯达黎加沿岸[13]。本文的标本仅发现于 S2
站位(2007年 9月), 只观察到少数几个标本。
3 讨 论
美洲拟菱形藻最初于 1964年即被发现并定名[16], 在
此后的光镜时代, 学者将具有美洲拟菱形藻类似形态学
特征的种类都鉴定为美洲拟菱形藻。2002 年, Lundholm,
et al.利用透射电镜和分子生物学技术研究了美洲拟菱形
藻及其相似种类的形态学特征和分子水平的差异, 发现
了这些以往被统一鉴定为美洲拟菱形藻的种类之间存在
显著的形态学区别和遗传差异。该研究区分了美洲拟菱形
藻及其相似种类, 明确鉴定了美洲拟菱形藻的形态学特
征及其 DNA 特征序列, 同时, 报道了两个类似美洲拟菱
形藻的新种, 即巴西拟菱形藻和线形拟菱形藻。基于这三
个种类区别于其他拟菱形藻的诸多类似特征, 继而提出
了 “美洲拟菱形藻复合群 ”(Pseduo-nitzschia americana
Complex)这一新的属下分类学概念。美洲拟菱形藻复合群
种类在拟菱形藻中属于个体较小的类群, 形态学鉴定的
难度较大 , 需要高分辨率透射电镜的应用 , 清晰观察壳
面肋纹、肋突、点条纹等形态学特征, 并计算获得它们的
密度、排列方式等信息之后, 才能够准确鉴定。美洲拟菱
形藻复合群的共有特征是 : 1. 细胞壳面线形至披针形 ;
2. 壳面两端为圆形末端; 3. 没有中央较大船骨点。截止目
前, 该复合群只含有本文介绍的三个种类。在关于该复合群
种类的毒理学研究中, 尚未发现它们产生多莫酸毒素(DA)的
事件, 也未有实验室内能够诱导它们分泌DA的报道[13, 17, 18]。
美洲拟菱形藻复合群种类与其他拟菱形藻种类的典
型区别特征是壳面两侧末端呈圆形, 而非钝尖形。该复合
群种类之间的区别特征比较细微。线形拟菱形藻的区别特
征是: 壳面两侧边缘呈规整的直线形 , 即壳面中央无凸
起。与此对应, 美洲拟菱形藻和巴西拟菱形藻的壳面呈线
形至披针形, 即从壳面中央至壳端呈逐渐变窄的趋势。另
外 , 线形拟菱形藻肋纹的密度明显高于其他两个种类 ,
达到 10 μm内 40—43条。美洲拟菱形藻与巴西拟菱形藻
的主要区别在于肋纹和肋突的密度, 美洲拟菱形藻肋纹
密度高于肋突密度, 即一个肋突对应 1至 2条肋纹, 而巴
西拟菱形藻肋纹与肋突的密度基本相等, 即肋纹与肋突一
对一地规则排列; 两者的另一个区别特征就是它们的生活
习性, 美洲拟菱形藻细胞单独生活, 为附着生活, 巴西拟菱
形藻的细胞多形成阶梯状群体, 为浮游生活。美洲拟菱形藻
复合群的三个种类之间的主要形态学区别特征(表 1)。

表 1 美洲拟菱形藻、巴西拟菱形藻和线形拟菱形藻的主要形态学区别特征
Tab. 1 The main morphological features among P. americana, P. brasiliana and P. linea
Species P. americana P. brasiliana P. linea
长 Length (μm) 13—27 17—54 13—19
宽 Width (μm) 2.2—3.6 2—3.5 2.2—2.7
壳面外形
Valve shape
Linear to lanceolate
近线形至披针形
Linear to lanceolate
近线形至披针形
Linear
线形
中央船骨点
Central interspace
— — —
肋突密度
Fibulae (/10 μm)
20—24 20—25 20—24
肋纹密度
Interstriae (/10 μm)
27—32 20—25 40—43
孔纹密度
Poroids (/1 μm)
8—10 7—9 9—11
生态习性 Habitats 附着生活 Epiphyte 浮游生活 Plankton 附着生活 Epiphyte
群体类型 Colony 单细胞生活 Solitary 短的阶梯状群体
Short step-chain
单细胞生活, 少数可形成短的
阶梯状群体 Common solitary,
seldom short step-chain
4期 李 扬等: 大亚湾美洲拟菱形藻复合群的形态学观察 855
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