全 文 ：书塔克拉玛干沙漠生物结皮中几种藻类的系统发育分析
王丹，龚春霞，苟亚峰，周路，朱军保，高剑峰
（石河子大学生命科学学院，新疆 石河子８３２０００）
摘要：新疆塔克拉玛干沙漠中富含多种沙漠藻类，严酷的沙漠环境造就了这些沙漠微藻独特的生物学特性，但对于
这些沙漠微藻的研究，相关报道较少。本研究以新疆塔克拉玛干沙漠沙样为素材，通过实验室培养，以有限稀释法
和平板法进行分离，分离得到６株沙漠微藻。形态学观察后初步鉴定５株属于绿藻门（ＴＬＤ２Ａ１，ＴＬＤ２Ｂ，
ＴＬＤ７Ａ２，ＴＬＤ６Ｂ，ＴＬＤ７Ｂ５），１株为蓝藻门（ＴＬＤ５Ａ１）。分别比对分析了５株绿藻的１８ＳｒＤＮＡ和其中３株的
５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ序列，１株蓝藻 ＴＬＤ５Ａ１的１６ＳｒＤＮＡ 序列，并进行了系统发育分析。结果表明，ＴＬＤ２Ａ１和
ＴＬＤ６Ｂ与小球藻科物种亲缘关系很近，ＴＬＤ２Ｂ和衣藻科物种亲缘关系很近。ＴＬＤ７Ｂ５形态呈新月形，分子鉴定
与环藻科物种亲缘关系较近，ＴＬＤ５Ａ１与念珠藻科的物种聚为一支，同时与念珠藻属的椭孢念珠藻同源性高达
９７％。本研究确定了６株沙漠微藻的分类地位，为后续塔克拉玛干沙漠微藻的研究工作提供理论依据。
关键词：塔克拉玛干沙漠；绿藻；蓝藻；系统发育
中图分类号：Ｑ９４５．３；Ｑ９４９．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１４）０３００９７０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０３１０
据统计，２０１１年中国北方沙漠化土地达３７．５９万ｋｍ２，其中轻度沙漠化土地占３３．８０％，中度沙漠化土地占
２２．８４％，重度沙漠化土地占２２．１６％，严重沙漠化土地面积占２１．２１％，沙漠化已成为人类所面临的严重的环境
问题之一［１］。在沙漠化修复的研究中，现阶段固沙的主要生物技术方法为防风林及草带的建立［２］，与此同时微生
物在沙漠化治理的研究中也得到了初步探讨。潘惠霞等［３］在新疆古尔班通古特沙漠的结皮中分离到了一株寡营
养细菌，该菌株可产生大量胞外粘多糖，将该菌株的培养液喷洒到流沙表面后，可形成６ｍｍ厚的粘合性的沙层。
邹碧莹和张元翼［４］在地中海沙漠化生态系统的研究中发现，植物种子萌发期加入丛枝菌根真菌与固氮根瘤菌不
仅能协助植被在沙漠化区域的建立，同时还可以增加土壤肥力与质量。尽管沙漠化区域微生物的研究展示了一
定的应用潜力，而相对于沙漠化区域的大面积分布，对沙漠化生态系统中微生物的研究还处于起步阶段［５８］。
生物结皮通常是由各种光合及非光合生物组成的，包括蓝藻、地衣、绿藻、苔藓、真菌及一些微小原生动物。
这些栖居在土壤表层的生物往往生活在极端恶劣的气候环境条件下。例如位于新疆准噶尔盆地腹地的古尔班通
古特沙漠年平均降水量不超过１５０ｍｍ，在沙漠腹地仅有７０～１００ｍｍ，年均温为６～１０℃，极端温度为４０℃以
上，均有结皮生物［９１０］。Ｅｖａｎｓ和Ｒａｔｌｅｄｇｅ［１１］一致认为结皮生物群落在沙漠中对固定土壤和养分循环发挥着重
要的作用。
目前，李芳芳等［１２］用１８ＳｒＲＮＡ基因对古尔班通古特沙漠分离的绿藻进行了系统学研究，赵建成等［９］对该
沙漠生物结皮进行了研究，结果表明，该沙漠中有很多常见的单细胞绿藻，例如小球藻、胶球藻、链带藻和衣藻等。
Ｌｅｗｉｓ和Ｌｅｗｉｓ［１３］的研究结果表明在结皮生物中的绿藻主要包含三大类群，绿藻纲、共球藻纲和轮藻纲。
塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动沙漠，研究其生物结皮及微生物组成显得尤为重要，因为沙漠化严重威胁
塔克拉玛干沙漠南缘和北缘的绿洲农业发展。围绕塔克拉玛干沙漠生态环境已经有很多学者进行了有关研究报
道，但主要集中在沙危害分异规律、沙漠腹地人工绿地、沙漠自然植被光合特性、耗水量、根生态以及土壤种子库
的研究等方面［２７］，而关于微生物的研究仅见关于其数量在结皮中的分布研究［１３］，特别是结合分子生物学方法对
第２３卷 第３期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
９７－１０３
２０１４年６月
收稿日期：２０１３０６２１；改回日期：２０１３０９２９
基金项目：国家重点基础研究发展规划项目（９７３计划）（２０１１ＣＢ２００９００Ｇ）资助。
作者简介：王丹（１９８７），女，吉林长春人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：２９６７９３６４４＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｎｆｅｎｇｇ＠ｓｈｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
微生物群落结构特征的研究更为少见。张丙昌等［１４］对古尔班通古特沙漠中绿藻的区系组成、生态分布特点和结
皮不同发育阶段绿藻种类组成的动态变化进行了研究，李芳芳等［１２］运用分子生物学１８ＳｒＲＮＡ基因对古尔班通
古特沙漠分离的绿藻进行了系统学研究。本研究运用形态学和分子生物学相结合的方法对塔克拉玛干沙漠生物
结皮中几种藻类进行研究，拟建立一个适合分离纯化和鉴定沙漠微藻的方法，为后续塔克拉玛干沙漠微藻的研究
工作提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 自然概况
中国新疆塔里木盆地中央的塔克拉玛干沙漠，气候属于典型的大陆性暖温带干旱荒漠气候，年平均气温９～
１１．２℃，最热月份８月的极端最高气温为４３．２℃，最冷月份１月的极端最低气温为－１９．３℃，年降水量６０～８０
ｍｍ，年内分配不均衡，多集中在春、夏两季，且年际变率大。沿着古尔班通古特沙漠公路附近采集沙样
（Ｎ３７°３６．７３２′～Ｎ４０°４７．３７７′，Ｅ８０°２３．４４２′～Ｅ８４°１７．６３８′），多流动沙丘上基本无植物生长，偶见沙米（犃犵狉犻狅
狆犺狔犾犾狌犿狊狇狌犪狉狉狅狊狌犿）及花棒（犎犲犱狔狊犪狉狌犿狊犮狅狆犪狉犻狌犿），盖度小于１％。
１．２ 采样
采样时，用无藻铲采集沙样表层及其以下至１０
ｃｍ深，收集于无菌密封袋。每次采样后用７０％酒精
擦拭采样工具，以防交叉污染。
本实验藻种均分离自塔克拉玛干沙漠采集沙样的
混合培养藻液。表１列出了２０１１年１１月１９日从塔
克拉玛干沙漠分离的６株微藻的沙样采集地点。
１．３ 沙漠微藻的混合培养、分离与纯化
１．３．１ 混合培养 称取５ｇ采集的沙样于灭菌的装
有３０ｍＬ培养液的５０ｍＬ三角瓶中，充分混匀，置于
光照培养箱，光照强度为２５００ｌｘ，光暗周期为１２ｈ／１２
ｈ，温度为２３℃的条件下培养１～２周，随时观察杂菌
污染情况，如杂菌过多，则终止培养。
１．３．２ 分离与纯化 采用平板法和９６孔板有限稀释
法分离纯化上述混合培养的藻液。分离过程中定期镜
表１ 塔克拉玛干沙漠采样地的分布概况
犜犪犫犾犲１ 犛犪犿狆犾犻狀犵犾狅犮犪狋犻狅狀狊狅犳犪犾犵犪犲狊狋狉犪犻狀狊狌狊犲犱犻狀
狆狉犲狊犲狀狋狊狋狌犱狔犻狀狋犺犲犜犪犽犾犻犿犪犽犪狀犱犲狊犲狉狋
藻株编号
Ａｌｇａｅｓｔｒａｉｎｓ
ｎｕｍｂｅｒ
分离自沙样
Ｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍ
ｔｈｅｓａｎｄｓａｍｐｌｅ
地理位置
Ｔｈｅｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
ＴＬＤ２Ａ１ ２Ａ Ｎ４０°４７．３７７′，Ｅ８４°１７．６３８′ ９２４
ＴＬＤ２Ｂ ２Ｂ Ｎ４０°４７．３７７′，Ｅ８４°１７．６３８′ ９２４
ＴＬＤ５Ａ１ ５Ａ Ｎ３７°３９．３３４′，Ｅ８２°５４．１６７′ １３００
ＴＬＤ６Ｂ ６Ｂ Ｎ３７°３６．７３２′，Ｅ８０°２３．４４２′ １２５４
ＴＬＤ７Ａ２ ７Ａ Ｎ３８°５５．６２１′，Ｅ８０°５５．５７９′ １１２５
ＴＬＤ７Ｂ５ ７Ｂ Ｎ３８°５５．６２１′，Ｅ８０°５５．５７９′ １１２５
ＴＬＤ：塔克拉玛干沙漠 ＴａｋｌｉｍａｋａｎＤｅｓｅｒｔ；２，５，６，７：采样地代号
Ｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｐｌｏｔ；Ａ，Ｂ：样品号Ｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅ．
检培养藻液，直到１０００倍镜下观察的微藻形态一致即纯化成功，然后将已纯化成功的微藻进行逐级扩大培养。
１．４ 分离纯化微藻的分子鉴定
１．４．１ ＤＮＡ提取 取对数生长期ＯＤ６８０的藻液４００～６００ｍＬ，３０００ｒ／ｍｉｎ离心８ｍｉｎ，收集沉淀，用液氮研磨至
粉末置于１．５ｍＬ离心管中；用ＴＩＡＮＧＥＮ植物基因组ＤＮＡ提取试剂盒提取微藻基因组ＤＮＡ。
１．４．２ 序列扩增及测序 用于扩增绿藻的５．８ＳＩＴＳ的引物序列为：上游５′ＴＴＣＴＴＡＧＴＴＧＧＴＧＧＧＴＴＧＣ
ＣＴ３′，下游５′ＴＴＴＣＡＴＣＴＴＴＣＣＣＴＣＡＣＧＧＴＡ３′［１５］。
用于扩增真核绿藻的１８ＳｒＤＮＡ的引物序列为：上游５′ＡＣＣＴＧＧＴＴＧＡＴＣＣＴＧＣＣＡＧＴＡＧ３′，下游５′
ＡＣＣＴＴＧＴＴＡＣＧＡＣＴＴＣＴＣＣＴＴＣＣＴＣＣ３′［１６］。
用于扩增１６ＳｒＤＮＡ的原核生物通用引物序列为：上游５′ＡＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣＣＴＧＧＣＴＣＡＧ３′，下游５′
ＡＡＧＧＡＧＧＴＧＡＴＣＣＡＧＣＣ３′［１７］。
ＰＣＲ反应体系为２０μＬ，ｄｄＨ２Ｏ：１２．４μＬ，Ｂｕｆｆｅｒ：２．０μＬ，ＭｇＣｌ２：１．２μＬ，ｄＮＴＰ：１．２μＬ，引物１：１．０μＬ，引
物２：１．０μＬ，ＤＮＡ模板：１．０μＬ，Ｔａｑ酶：０．２μＬ。ＰＣＲ反应体系扩增条件：９４℃预变性５ｍｉｎ；９４℃变性１ｍｉｎ，
６０℃退火３０ｓ，７２℃延伸９０ｓ，３０个循环；７２℃延伸５ｍｉｎ，扩增结果用１％的琼脂糖进行电泳检测，凝胶成像系统
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记录实验结果。将ＰＣＲ产物用ＴＩＡＮＧＥＮ普通琼脂糖凝胶ＤＮＡ回收试剂盒回收后再用ｐＭＤ１８Ｔ载体连接试
剂盒（ＴａＫａＲａ）进行连接，转入大肠杆菌ＤＨ５ａ，由北京六合华大基因科技股份有限公司进行测序。
１．５ 系统发育分析
将测得序列提交至ＧｅｎｅＢａｎｋ，利用Ｂｌａｓｔ搜索引擎中的ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｂｌａｓｔ获得所测序列的同源序列，用Ｇｅｎｅ
Ｄｏｃ软件进行多序列对位分析，ＭＥＧＡ４．１软件进行序列分析，并采用邻接法 （ＮＪ）建树，Ｋｉｍｕｒａ２ｐａｒａｍｅｔｅｒ
计算遗传距离值，重复１０００次计算ｂｏｏｔｓｔｒａｐ值。
２ 结果与分析
２．１ ５株藻种的形态学特征
从塔克拉玛干沙漠６个采样地分离得到６株微藻。在光学显微镜１００倍油镜下观察其细胞形态。其特征为
ＴＬＤ２Ａ１单细胞球形，色素体杯状，占细胞的一半或稍多，细胞直径３～６μｍ。ＴＬＤ２Ｂ细胞呈椭圆或卵形，两端
略为变尖，眼点位于细胞中部，细胞宽３～５μｍ，长７～９μｍ。ＴＬＤ５Ａ１植物体呈中空而薄的裂片状，生长后期漂
浮，呈褐色或深褐色，藻丝呈强烈卷曲或有时平行排列，细胞呈球形或近球形。ＴＬＤ６Ｂ单细胞或几个细胞聚在一
起，呈球形，细胞壁薄，细胞直径５～１０μｍ。ＴＬＤ７Ａ２游动的单细胞，细胞呈椭圆形，细胞宽８～１２μｍ，长１０～
１３μｍ。ＴＬＤ７Ｂ５单细胞，形态多呈月牙状，细胞长３～９μｍ，宽２～４μｍ，两顶端直线距离３～７μｍ。
根据其形态特征参照文献［１８］进行检索分类，经鉴定表明ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ６Ｂ的初步分类地位为绿藻门、绿藻
纲、绿球藻目；ＴＬＤ２Ｂ、ＴＬＤ７Ａ２初步分类为绿藻门，绿藻纲，团藻目；ＴＬＤ７Ｂ５初步分类为绿藻门、绿藻纲；
ＴＬＤ５Ａ１初步分类为蓝藻门（经石河子大学高剑峰教授加以鉴定）。
２．２ 序列分析
２．２．１ ５株绿藻的序列分析 依据形态观察ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ２Ｂ、ＴＬＤ６Ｂ、ＴＬＤ７Ａ２和ＴＬＤ７Ｂ５均为绿藻门，用
１８ＳｒＤＮＡ保守区引物分别扩增了５株微藻的１８ＳｒＤＮＡ序列，其长度分别为１７６７，１７５９，１７６６，１７６４和２６５７
ｂｐ；ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ７Ａ２、ＴＬＤ７Ｂ５三株藻５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ的扩增产物长度分别为１５３９，１４３７，２４２８ｂｐ，与ＮＣＢＩ
已知的数据库进行比较，根据比对同源性相近藻的１８ＳｒＤＮＡ 全序列及普通小球藻（犆犺犾狅狉犲犾犾犪狏狌犾犵犪狉犻狊）
（ＡＢ２３７６４２）ｒＤＮＡ序列，确定５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ（包括ＩＴＳ１、ＩＴＳ２和５．８ＳｒＤＮＡ区域）序列长度分别为６５０，５６４
和６７２ｂｐ。数据提交至ＧｅｎＢａｎｋ。其中ＴＬＤ７Ｂ５的１８Ｓ核糖体ｒＤＮＡ测序后发现其长度比另外２株绿藻长很
多，将其在Ｂｌａｓｔ比对后发现有２个内含子，去除内含子后与各序列于ＮＣＢＩＢｌａｓｔｎ比对并进行核酸数据库同源
性分析（表２）。ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ２Ｂ、ＴＬＤ６Ｂ、ＴＬＤ７Ａ２、ＴＬＤ７Ｂ５的１８ＳｒＤＮＡ序列Ｇ＋Ｃ含量分别为４９．７％，
４９．５％，４９．８％，４８．０％和４８．２％。
表２ ６株沙漠微藻核酸序列与犖犆犅犐核酸数据库同源性比对分析
犜犪犫犾犲２ 犅犾犪狊狋狅犳狋犺犲狀狌犮犾犲狅狋犻犱犲狊犲狇狌犲狀犮犲狅犳６犱犲狊犲狉狋犪犾犵犪犲狊狋狉犪犻狀狊
藻株Ａｌｇａｅｂｅａｄｓ 相近藻株Ｓｉｍｉｌａｒａｌｇａｅｂｅａｄｓ 相似性Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（％） 碱基差异Ｂａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ 序列号Ｔｈｅｓｅｒｉａｌｎｕｍｂｅｒ
ＴＬＤ２Ａ１（１８Ｓ） 普通小球藻犆犺犾狅狉犲犾犾犪狏狌犾犵犪狉犻狊 ９９．７７ ４ ＡＢ０８０３０８．１
ＴＬＤ２Ｂ（１８Ｓ） 咸胞藻犅狉犪犮犺犻狅犿狅狀犪狊ｓｐ． ９８．１６ ３２ ＡＢ１８３６３７．１
ＴＬＤ６Ｂ（１８Ｓ） 普通小球藻犆犺犾狅狉犲犾犾犪狏狌犾犵犪狉犻狊 ９９．７２ ５ ＡＢ０８０３０８．１
ＴＬＤ７Ｂ５（１８Ｓ） 巴西绿球藻犜犲狋狉犪狀犲狆犺狉犻狊犫狉犪狊犻犾犻犲狀狊犻狊 ９８．８６ ２０ ＨＭ５６５９２９．１
ＴＬＤ５Ａ１（１６Ｓ） 椭孢念珠藻 犖狅狊狋狅犮犲犾犾犻狆狊狅狊狆狅狉狌犿 ９７．００ ３７ ＡＪ６３０４５０．１
ＴＬＤ７Ａ２（１８Ｓ） 衣藻犆犺犾犪犿狔犱狅犿狅狀犪狊ｓｐ． ９７．６５ ３９ ＦＲ８６５５６３．１
ＴＬＤ２Ａ１（ＩＴＳ） 小球藻犆犺犾狅狉犲犾犾犪ｓｐ． ９９．８５ １ ＪＱ３１５１８７．１
ＴＬＤ７Ａ２（ＩＴＳ） 衣藻犆犺犾犪犿狔犱狅犿狅狀犪狊ｓｐ． ７２．９４ １５４ ＦＲ８６５５５９．１
ＴＬＤ７Ｂ５（ＩＴＳ） 月芽藻犘狊犲狌犱狅犽犻狉犮犺狀犲狉犻犲犾犾犪ｓｐ． ８７．３１ ９０ ＪＸ０９６９４５．１
９９第２３卷第３期 草业学报２０１４年
２．２．２ １６ＳｒＤＮＡ序列分析 依据形态观察ＴＬＤ５Ａ１为蓝藻门，用１６ＳｒＤＮＡ引物序列扩增了ＴＬＤ５Ａ１的１６Ｓ
ｒＤＮＡ序列，长度为１４８１ｂｐ。数据提交至ＧｅｎＢａｎｋ，将测得序列与ＧｅｎＢａｎｋ中７个序列及外类群集胞藻的１６Ｓ
ｒＲＮＡ基因序列进行排列对齐，排序后共有１４４３ｂｐ位点，比较了ＴＬＤ５Ａ１的１６ＳｒＤＮＡ和ＧｅｎＢａｎｋ中７个序
列的碱基组成发现，ＴＬＤ５Ａ１的ＧＣ含量为５４．７％，其他７个序列的Ｇ＋Ｃ含量均在５３．９％～５５．０％之间。其
序列于ＮＣＢＩＢｌａｓｔｎ比对并进行核酸数据库同源性分析（表２）。
２．３ 系统发育分析
２．３．１ 绿藻系统发育分析 将分离藻株中５株绿藻的１８ＳｒＤＮＡ和其中３株的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ序列于Ｂｌａｓｔ
同源比对分析，下载与其同源性相对较高的序列５～９个，全部输入ＧｅｎｅＤｏｃ软件，比对后将序列开始和结尾长
短不一的片段删减整齐，比对结果输入到 ＭＥＧＡ４．１软件中，选取的核苷酸置换模型为 Ｋｉｍｕｒａ双参数模型
（Ｋｉｍｕｒａ２ｐａｒａｍｅｔｅｒ），自展支持分析重复１０００次。得到的１８ＳｒＤＮＡ和５．８ＳｒＤＮＡ的ＮＪ树（图１和图２）。
图１ 基于１８犛狉犇犖犃基因序列的邻接树
犉犻犵．１ 犖犑狋狉犲犲犫犪狊犲犱狅狀狊犲狇狌犲狀犮犲狊狅犳１８犛狉犇犖犃犵犲狀犲
节点处数字代表１０００次重复自展分析所得到支持率（％）Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓａｔｔｈｅｎｏｄｅｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｂｏｏｔｓｔｒａｐｓｕｐｐｏｒｔｏｆ１０００ｒｅｐｌｉｃａｔｅｓ（％）．下同Ｔｈｅ
ｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
５株绿藻的１８ＳｒＤＮＡ系统发育树分析表明，实验所分离的５株绿藻可以分别在３个大分支内，其中１个类
群可归于小球藻科，以ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ６Ｂ为代表，它们的１８ＳｒＤＮＡ序列与普通小球藻藻株的相似性最高，为
９９．８９％。ＴＬＤ２Ｂ和ＴＬＤ７Ａ２分别与衣藻科的９个物种聚为一大分支，其中ＴＬＤ２Ｂ与咸胞藻（犅狉犪犮犺犻狅犿狅狀犪狊
ｓｐ．）聚为一支相似性为９８．１６％，自展支持率为９１％，ＴＬＤ７Ａ２与犆犺犾犪犿狔犱狅犿狅狀犪狊ｓｐ聚为一支相似性为
９７．６５％，自展支持率为７２％，ＴＬＤ７Ｂ５的１８ＳｒＤＮＡ 与绿藻门，绿藻纲环藻目的Ｓｅｌｅｎａｓｔｒａｃｅａｅ、栅藻科
（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍａｃｅａｅ）、环藻目Ｓｐｈａｅｒｏｐｌｅａｌｅｓ三科物种聚为一支，其中与绿球藻（犜犲狋狉犪狀犲狆犺狉犻狊犫狉犪狊犻犾犻犲狀狊犻狊）同源性
００１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
最高为９８．８６％。
ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ７Ａ２、ＴＬＤ７Ｂ５三株绿藻的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ系统发育分析，结合他们的１８ＳｒＤＮＡ数据表
明，ＴＬＤ２Ａ１与犆犺犾狅狉犲犾犾犪ｓｐ．为同一属，ＴＬＤ７Ａ２的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ与莱茵衣藻（犔狅犫狅犮犺犾犪犿狔狊狊犲犵狀犻狊）、衣藻
（犆犺犾犪犿狔犱狅犿狅狀犪狊犻狀犳犾犲狓犪）、南极衣藻（犆犺犾犪犿狔犱狅犿狅狀犪狊ｓｐ．）聚为一支，与南极衣藻相似性最高为７２．９４％。
ＴＬＤ７Ｂ５的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ与环藻目科（Ｓｅｌｅｎａｓｔｒａｃｅａｅ）的月牙藻（犘狊犲狌犱狅犽犻狉犮犺狀犲狉犻犲犾犾犪ｓｐ．）聚为一支，相似性
最高，为８７．３１％，自展支持率低于５０％，这与其１８ＳｒＤＮＡ数据有些差异。
图２ 基于５．８犛狉犇犖犃犐犜犛基因序列的邻接树
犉犻犵．２ 犖犑狋狉犲犲犫犪狊犲犱狅狀狊犲狇狌犲狀犮犲狊狅犳５．８犛狉犇犖犃犐犜犛犵犲狀犲
２．３．２ １株蓝藻系统发育分析 将ＴＬＤ５Ａ１的１６ＳｒＤＮＡ序列于Ｂｌａｓｔ同源比对分析，下载与其同源性相对较
高的序列７个，全部输入ＧｅｎｅＤｏｃ软件，比对后将序列开始和结尾长短不一的片段删减整齐，比对结果输入到
ＭＥＧＡ４．１软件中，选取的核苷酸置换模型为 Ｋｉｍｕｒａ双参数模型（Ｋｉｍｕｒａ２ｐａｒａｍｅｔｅｒ），自展支持分析重复
１０００次，得到的１６ＳｒＤＮＡ的ＮＪ树见图３。
图３ 基于１６犛狉犇犖犃犐犜犛基因序列的邻接树
犉犻犵．３ 犖犑狋狉犲犲犫犪狊犲犱狅狀狊犲狇狌犲狀犮犲狊狅犳１６犛狉犇犖犃犐犜犛犵犲狀犲
它的１６ＳｒＤＮＡ序列与念珠藻科的物种聚为一支，其中与念珠藻属的蓝藻（犖狅狊狋狅犮犲犾犾犻狆狊狅狊狆狅狉狌犿）相似性最
高，为９７％，有３７个碱基不同，ＮＪ树也与其聚为一支，自展支持率为６０％。
１０１第２３卷第３期 草业学报２０１４年
３ 讨论
３．１ 鉴定
塔克拉玛干沙漠的藻类研究相关报道较少见，目前国内对藻类结皮的研究，主要为形态学鉴定，这种方法费
时并且需要鉴定者有丰富的分类经验，很多形态学特征会随着生长环境和生长阶段的改变而变化。随着分子生
物学技术的发展，５．８ＳｒＤＮＡ、１８ＳｒＤＮＡ、１６ＳｒＤＮＡ等序列分析方法在物种鉴定中已经普遍使用［１５１７］。本研究
先采用传统的形态鉴定，再结合现代分子生物学方法对分离藻株进行分析，这样较大程度地保证了结果的准确
性。本研究从塔克拉玛干沙漠通过形态学和分子学鉴定分离得到了５株绿藻，其中３株隶属于绿藻纲，２株为共
球藻纲。在沙漠中的绿藻主要包含三大类群，绿藻纲、共球藻纲和轮藻纲［１９２０］，因此推断这些沙漠绿藻均起源于
淡水藻，当然这有待更多实验研究的验证。
３．２ 结论
依据文献报道，９７％～９９％全序列相似的可判定为一个属。形态学和１８ＳｒＤＮＡ数据结合分析表明，实验分
离的５株绿藻均鉴定到科，分别为衣藻科（ＴＬＤ２Ｂ，ＴＬＤ７Ａ２）、小球藻科（ＴＬＤ２Ａ１、ＴＬＤ６Ｂ）、环藻科（ＴＬＤ７Ｂ
５），５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ序列进化速度快，变异丰富，适合种内鉴定，ＴＬＤ２Ａ１的５．８ＳｒＤＮＡ与１８ＳｒＤＮＡ数据结果
一致，与小球藻亲缘关系最近，ＴＬＤ７Ｂ５的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ与１８Ｓ结果有一定差异，可能是因为ＧｅｎＢａｎｋ中物
种序列不全所造成的。
５株绿藻的１８ＳｒＤＮＡ序列 ＧＣ含量为４８．０％～４９．８％，包含在与它们同源的３０个类群 ＧＣ含量之间
（４８．０％～５０．０％），差异为１．８％。同时对３株绿藻的５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ序列的碱基构成进行分析，ＴＬＤ２Ａ１同
其小球藻属的物种比对发现 ＧＣ含量均在５７．１％～５８．４％之间，差异不足１．４％。ＴＬＤ７Ａ２的 ＧＣ含量为
４４．２％，远小于其他４个相近物种的ＧＣ含量（５０．２％～５２．０％），可能和ＴＬＤ７Ｂ５类似，由于数据库中物种序列
不完全所导致的。发现１８ＳｒＤＮＡ序列ＧＣ含量没有明显差异，而５．８ＳｒＤＮＡＩＴＳ序列不同科属之间的ＧＣ含
量差异明显，并且同一科属其ＧＣ含量也可能有所不同（如ＴＬＤ７Ａ２）。ＴＬＤ５Ａ１的ＧＣ含量为５４．７％，Ｂｌａｓｔ比
对后与其同源性较高的其他７个序列的ＧＣ含量均在５３．９％～５５．０％之间，这与Ｌｉ和 Ｗａｔａｎａｂｅ［２１］检测了５０株
纯培养的鱼腥藻的ＧＣ含量，并比较了依据ＧＣ含量分类与应用形态学、生理和生化分类的结果，得出相同物种
的ＧＣ含量是相近的，但是具有相同ＧＣ含量的物种却不一定有较近的亲缘关系结果一致。
参考文献：
［１］ 金铭．地球荒漠化威胁人类生存［Ｊ］．生态经济，２０１２，２５７（９）：１２１７．
［２］ 张威，章高森，刘光，等．腾格里沙漠东南缘可培养微生物群落数量与结构特征［Ｊ］．生态学报，２０１２，（２）：５６７５７７．
［３］ 潘惠霞，程争鸣，张元明，等．寡营养细菌（犗犾犻犵狅犵狉犪狆犺犻犮犫犪犮狋犲狉犻犪）及其固沙作用的研究［Ｊ］．中国沙漠，２００７，（３）：４７３４７７．
［４］ 邹碧莹，张元翼．丛枝菌根（ＡＭ）真菌对植物营养代谢的影响研究进展［Ｊ］．现代农业科技，２００８，（１５）：１０１３．
［５］ 周智彬，徐新文，李丙文．塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地水盐动态的研究［Ｊ］．干旱区研究，２０００，１７（１）：２１２６．
［６］ 闫海龙，张希明，许浩，等．塔里木沙漠公路防护林植物沙拐枣气体交换特性对干旱胁迫的响应［Ｊ］．中国沙漠，２００７，
２７（３）：４６０４６５．
［７］ 马建兵，张希明，闫海龙，等．塔克拉玛干沙漠土壤种子库特征初探［Ｊ］．干旱区研究，２００９，２６（１）：７１７７．
［８］ 刘自强，武胜利，李志忠．塔克拉玛干沙摸西北边缘植被特征与生态保护策略［Ｊ］．新疆师范大学学报（自然科学版），２００４，
２３（３）：７１７５．
［９］ 赵建成，张丙昌，张元明．新疆古尔班通古特沙漠生物结皮绿藻研究［Ｊ］．干旱区研究，２００６，２３（２）：１８９１９３．
［１０］ 王雪芹，雷加强，黄强．塔里木沙漠公路风沙危害分异规律的研究［Ｊ］．中国沙漠，２０００，２０（４）：４３８４４２．
［１１］ ＥｖａｎｓＣＴ，ＲａｔｌｅｄｇｅＣ．ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｏｆｌｉｐｉｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｂｙｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｔｏｒｌｏｉｄｅｓＣＢＳ１４［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｎｅｒａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９８４，１３０（７）：１７０４１７０５．
［１２］ 李芳芳，隋正红，龚春霞，等．５种沙漠微藻的分离鉴定及其１８ＳｒＤＮＡ保守区片段差异分析［Ｊ］．石河子大学学报，２０１２，
３０（３）：２６５２７０．
［１３］ ＬｅｗｉｓＬＡ，ＬｅｗｉｓＰＯ．Ｕｎｅａｒｔｈｉｎｇｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｈｙｌｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｄｅｓｅｒｔｓｏｉｌｇｒｅｅｎａｌｇａｅ（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ）［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＢｉｏｌｏ
２０１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．３
ｇｙ，２００５，５４（６）：９３６９４７．
［１４］ 张丙昌，张元明，赵建成．古尔班通古特沙漠生物结皮藻类的组成和生态分布研究［Ｊ］．西北植物学报，２００５，２５（１０）：
２０４８２０５５．
［１５］ 张东，隋正红，王春燕，等．一株海洋微型硅藻的形态学和分子生物学鉴定［Ｊ］．海洋学报，２０１０，３２（２）：１６８１７３．
［１６］ ＺｈａｎｇＪＭ，ＶｏｌｋｅｒＡＲＨ，ＳｕｎＸＰ，犲狋犪犾．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｔｒｅｂｏｕｘｉｏｐｈｙｃｅａｅｇｒｅｅｎａｌｇａ（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ）
ｇｒｏｗｉｎｇｏｎｔｈｅｒｕｂｂｅｒｔｒｅｅ，犎犲狏犲犪犫狉犪狊犻犾犻犲狀狊犻狊，ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆａｎｅｗｇｅｎｕｓａｎｄｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｃｏｌｏ
ｇｙ，２００８，４３：１８５１９３．
［１７］ 刘晶晶，康升云，曹建国，等．利用１６ＳｒＲＮＡ基因分析３种念珠藻的亲缘关系［Ｊ］．西北植物学报，２００８，２８（３）：４５９４６４．
［１８］ 胡鸿钧，魏印心．中国淡水藻类———系统、分类及生态［Ｍ］．北京：科学出版社，２００６：５２６５４１．
［１９］ ＬｅｗｉｓＬＡ，ＦｌｅｃｈｔｎｅｒＶＲ．Ｇｒｅｅｎａｌｇａｅ（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ）ｏｆｄｅｓｅｒｔｍｉｃｒｏｂｉｏｔｉｃｃｒｕｓｔｓ：ＤｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａｎｔａｘａ［Ｊ］．
Ｔａｘｏｎ，２００２，５１（３）：４４３４５１．
［２０］ ＬｅｗｉｓＬＡ，ＦｌｅｃｈｔｎｅｒＶＲ．ＣｒｙｐｔｉｃｓｐｅｃｉｅｓｏｆＳｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ）ｆｒｏｍｄｅｓｅｒｔｓｏｉｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｏｆＷｅｓｔｅｒｎＮｏｒｔｈＡ
ｍｅｒｉｃａ［Ｊ］．Ｐｈｙｃｏｌｏｇｙ，２００４，４０（６）：１１２７１１３７．
［２１］ ＬｉＲＨ，ＷａｔａｎａｂｅＭ Ｍ．ＤＮＡｂａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｋｔｏｎｉｃｓｐｅｃｉｅｓｏｆＡｎａｂａｅｎａ（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）ａｎｄｉｔｓｔａｘｏｎｏｍｉｃｖａｌｕｅ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｎｅｒａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００２，４８：７７８２．
犘犺狔犾狅犵犲狀犲狋犻犮犪狀犪犾狔狊犲狊狅狀狋犺犲犫犻狅犾狅犵犻犮犪犾犮狉狌狊狋狊狅犳狊犲狏犲狉犪犾犪犾犵犪犲犻狀狋犺犲犜犪犽犾犻犿犪犽犪狀犇犲狊犲狉狋
ＷＡＮＧＤａｎ，ＧＯＮＧＣｈｕｎｘｉａ，ＧＯＵＹａｆｅｎｇ，ＺＨＯＵＬｕ，ＺＨＵＪｕｎｂａｏ，ＧＡＯＪｉａｎｆｅｎｇ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈｉｈｅｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ８３２０００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｕｎｉｑｕｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｄｅｓｅｒｔａｌｇａｅｃｏｍｅｓｆｒｏｍｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｋｌｉｍａ
ｋａｎＤｅｓｅｒｔｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ，ｂｕｔｓｏｆａｒｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｒｅｌａｔｅｄｒｅｐｏｒｔｓｏｎｔｈｅｄｅｓｅｒｔａｌｇａｅ．Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｉｃｒｏａｌｇａｅｓｐｅ
ｃｉｅｓｏｆｔｈｅＴａｋｉｌｉｍａｋａｎＤｅｓｅｒｔ，６ｄｅｓｅｒｔｍｉｃｒｏａｌｇａｅｗｅｒｅｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｓａｎｄｓａｍｐｌｅｓｕｓｉｎｇ９６ｗｅｌｐｌａｔｅｌｉｍｉｔｅｄ
ｄｉｌｕｔｉｏｎａｎｄｓｐｒｅａｄｐｌａｔｅｍｅｔｈｏｄｓ．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｙ，５ｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｎｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｅｒｅＣｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ（ＴＬＤ２Ａ１，
ＴＬＤ２Ｂ，ＴＬＤ６Ｂ，ＴＬＤ７Ａ２，ＴＬＤ７Ｂ５）ｗｈｉｌｅＴＬＤ５Ａ１ｗａｓａＣｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ．ＴＬＤ２Ａ１ａｎｄＴＬＤ２Ｂｓｈｏｗｅｄａ
ｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈＣｈｌｏｒｅｌａｃｅａｅ，ＴＬＤ２ＢａｎｄＴＬＤ７Ａ２ｗｉｔｈＣｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｄａｃｅａｅ，ａｎｄＴＬＤ７Ｂ５ｗｉｔｈ
犜犲狋狉犪狀犲狆犺狉犻狊犫狉犪狊犻犾犻犲狀狊犻狊ｏｆｔｈｅＳｐｈａｅｒｏｐｌｅａｌｅｓ．ＴＬＤ５Ａ１ａｎｄＮｏｓｔｏｃｃｌｕｓｔｅｒｅｄｉｎａｓｉｎｇｌｅｃｌａｄｅ，ａｎｄｔｈｅ
ＴＬＤ５Ａ１ｓｔｒａｉｎｗａｓ９７％ｓｉｍｉｌａｒｔｏ犖狅狊狋狅犮犲犾犾犻狆狊狅狊狆狅狉狌犿．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅｔａｘｏｎｏｍｉｃｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅ６
ｓｔｒａｉｎｓｏｆｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｎｔｈｅｄｅｓｅｒｔ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＴａｋｌｉｍａｋａｎＤｅｓｅｒｔａｌ
ｇａｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｔａｋｌｉｍａｋａｎｄｅｓｅｒｔ；Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ；Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ；ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ
３０１第２３卷第３期 草业学报２０１４年