《Marine Pollution Bulletin》：Uncovering the diversity of microalgal harmful species in Chile through multidisciplinary characterization
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有害藻类多样性及毒性评估研究首次在智利记录到Karlodinium veneficum和Takayama helix等新物种，结合遗传、形态、色素及细胞毒性分析，揭示了小型无囊甲藻类及Kareniaceae家族的潜在危害机制，为海藻 bloom监测与风险评估提供新依据。
Javier Paredes-Mella | Delfina Aguiar Juárez | Ana Flores-Le?ero | Gonzalo Fuenzalida | Luis Norambuena | Jorge I. Mardones | Juan Maulén | Bernd Krock | Oscar Espinoza-González | Leonardo Guzmán
智利渔业发展研究所（IFOP），有害藻类研究中心（CREAN），Puerto Montt，5501679
摘要
沿着智利漫长的海岸线，已经记录了多种有害藻类水华（HAB）物种，包括有毒藻类、鱼类毒素藻类和高生物量藻类。然而，仍有许多相关物种未被充分报道或特征描述不足，尤其是那些没有囊状结构的小型物种以及属于Kareniaceae科的藻类。在这项研究中，我们调查了之前被忽视的智利沿海有害微藻物种的多样性，并评估了它们的毒理学特性。从不同地点共分离出14株藻类，并通过遗传学、形态学、色素学、细胞毒性和毒素分析对其进行了鉴定。我们首次在智利水域发现了
和（Kareniaceae科），以及、（Dinophyceae科）和硅藻。此外，还对和进行了进一步研究。即使在没有检测到毒素的情况下也表现出最高的细胞毒性。相比之下，大多数菌株的细胞毒性较低且未检测到毒素，但其中一些物种与鱼类死亡有关，这表明可能存在其他有害机制，如水体的流变学变化。这些发现大大扩展了目前对智利有害藻类水华多样性的认识，强调了将这些小型、无囊状结构且历史上被忽视的物种纳入常规监测和早期预警系统的必要性，并为有害藻类事件期间的风险评估提供了基础信息。引言
全球范围内，人们越来越关注有害藻类水华（HAB）对生态系统、人类健康和沿海经济的影响、发生趋势及其毒性（Hallegraeff等人，2021年）。目前已知约有200种微藻会影响社会，主要通过产生毒素来危害海产品的安全性和公共健康。此外，非毒性藻类在形成密集水华时也会造成严重后果，导致海水变色、缺氧、黏液形成等负面效应（Hallegraeff等人，2021年；Lundholm等人，2005年）。有害藻类水华涉及多种生物、生态特征、水华动态和影响机制（例如Zingone和Enevoldsen，2000年）。研究有害藻类水华的基本信息是物种鉴定。为此，通过分离菌株可以进行多方面的特征分析，并结合分子标记和形态学诊断来提供有价值的分类多样性信息。从化学分类学角度来看，对次级代谢产物（毒素和色素）的筛查有助于进一步划分分类和功能群（Singh，2016年）。总体而言，这些综合知识有助于在有害藻类事件期间对人类健康和海洋生态系统安全进行风险评估。
多年来，微藻的分类鉴定逐渐结合了形态学、分子遗传学和化学分类学的方法。28S rDNA（5′ LSU；D1–D2区域）的测序为许多物种水平或接近物种水平的问题提供了可靠的系统发育信号，建议用于常规的基于DNA的鉴定（Ott等人，2022年；Sonnenberg等人，2007年）。尽管ITS等标记在亲缘关系较近的物种间可能具有更高的分辨率，但SSU（18S）通常过于保守，而线粒体COI在不同微藻群体间的表现不稳定（Guo等人，2015年；Lin等人，2009年）。然而，LSU标记可能无法区分最近分化或隐秘的物种，因此应谨慎解释物种边界（Ott等人，2022年）。此外，色素学和毒理学特征通常比物种鉴定更有助于群体级别的区分，因为这些特征可能受到强烈的遗传和环境因素影响而表现出显著变化（例如Flores-Le?ero等人，2022年；P?chhacker等人，2025年；Bachvaroff等人，2009年）。此外，分析限制（如参考标准的可用性）可能阻碍更广泛色素和毒素的筛查。然而，在有毒化合物的情况下，如鳃细胞测定（RTgill-W1）等生物测定方法是检测和表征毒性的有用工具（例如Flores-Le?ero等人，2022年）。
智利广阔的大陆海岸线从大约18.4°S延伸到56°S，涵盖了多种环境条件（Camus，2001年），在这里记录了多种有害藻类水华。一些有毒和鱼类毒素藻类事件与
（Paredes-Mella等人，2021a，2021b）、属（Pinto-Torres等人，2023）、（Díaz等人，2024）、（Díaz等人，2021）、（Paredes-Mella等人，2022）、（Paredes等人，2016）、（Mardones等人，2023）和（Mardones等人，2020）等物种有关。此外，也记录了非毒性但高生物量的藻类如（Díaz等人，2025）、（Rodríguez，1985）和（Mancilla-Gutiérrez等人，2022）的水华。尽管智利沿海有害藻类水华形成物种的多样性已有充分记录，但由于培养技术、分子工具和详细色素特征的进步，许多潜在相关的物种直到最近才得以可靠鉴定（Mardones等人，2022）。关于和的研究是智利少数采用多方法鉴定的例子，为有害藻类事件期间的风险评估提供了基础信息（Flores-Le?ero等人，2022；Mardones等人，2020）。Kareniaceae科包含一些对人类健康、海洋生态系统和社会经济活动最具危害性的甲藻（Villac等人，2020）。在智利，迄今为止唯一正式描述的物种是
（Mardones等人，2020），尽管也报道了和的形态类型。例如，在智利北部，2021年2月的强烈水华和2021年5月属的藻类水华导致了海水变色以及章鱼、海胆、鱼类和螃蟹的大规模死亡，还有报告指出人类皮肤受到刺激。这些症状可能与同时存在的属和/或Kareniaceae科物种有关，而非仅由引起（IFOP-CREAN，未发表数据；表S1）。在智利中南部，2018年发生了大规模水华，导致大量无脊椎动物死亡（Mardones等人，2020），而其他物种如和仅基于形态学特征被初步鉴定。在智利南部，属的藻类根据形态特征被报道，并与鲑鱼死亡有关（Barría等人，2022）。然而，由于缺乏分离的菌株，准确的物种鉴定受到限制，影响了水华事件的评估。在智利南部，沿着巴塔哥尼亚峡湾也发生了非毒性但高生物量的藻类水华，这对水产养殖和公共健康构成了严重威胁。特别是2020年的
（Mancilla-Gutiérrez等人，2022）和2022年的（Díaz等人，2025）水华引起了关注。这两种藻类分别导致了广泛的海水变色。小型和/或无囊状结构的有害藻类物种使用传统光学显微镜难以监测，它们在监测计划中的历史性缺失可能导致对智利沿海水华多样性的了解不完整。分子技术揭示了如Suessiaceae科等群体的动态行为，这些群体通常难以被传统方法检测到。它们的丰富度和广泛的地理分布表明了它们对甲藻群落的重大贡献（Jang，2022；Moreira-González等人，2021）。在智利，2023年，一种小型硅藻的水华与智利南部一个河口区域的鲑鱼死亡有关。该物种仅在细胞数量显著增加后才被鉴定出来，因为其体积小且与其他中心型硅藻相似，常规监测最初未能检测到它。因此，在早期预警和监测计划中准确鉴定小型潜在有害藻类物种至关重要，尤其是为了防止环境和经济影响。
在这项研究中，我们采用结合遗传学、形态学、色素学、细胞毒性和毒素分析的综合方法，调查了之前被忽视的智利沿海有害藻类水华形成物种的多样性。我们首次在智利沿海发现了多种有害藻类物种，扩展了对该地区有害藻类物种的分类学认识，强调了它们对人类健康、水产养殖活动和海洋生态系统的潜在影响，并为有害藻类事件期间的风险评估提供了基础信息。
章节片段
菌株分离与培养
Gymnodinium和< />菌株是从智利北部和南部沿海地区的不同水样中分离出来的。< />菌株TH.Ari01于2021年5月在阿里卡附近采集，当时正处于
属的藻类水华期间。< />菌株TH.Met01于2022年在梅特里（Reloncaví海峡）采集，当时的水华处于衰老阶段。在同一地点还分离出了菌株PM.Met01。< />菌株TH.Tub01也在此处采集。 遗传鉴定
Karlodinium菌株（Kar.Met01）属于< />.支系，序列间的遗传距离为0.107 ± 0.000，bootstrap值为99%。与< />.（MG737359）、< />.（DQ114467）和< />.的序列关系较远，其 pairwise 遗传距离分别为0.132、0.150和0.165。< />菌株（TH.Ari01、TH.Met01和TH.Tub01）属于< />.支系，它们之间的遗传距离为0.004 ± 0.006。遗传鉴定
自从和属被确立以来，rDNA（LSU）在解决分类学物种划分方面发挥了重要作用（Daugbjerg等人，2000；de Salas等人，2003；de Salas等人，2008；Hansen等人，2000）。在这项工作中，来自智利北部和南部的（TH.Ari01、TH.Met01和TH.Tub01）和（GA.Ari01、GA.Ari02、GA.Ari03、GA.Met01和GA.Mor01）菌株被进行了研究。结论
了解有害藻类物种的多样性对于推进生态学知识、制定有效的管理和预测策略以及在有害藻类事件期间评估人类健康和海洋生态系统安全至关重要。基于多学科特征分析，我们首次在智利水域发现了和（Kareniaceae科），以及、（Dinophyceae科）和硅藻<>
项目信息
SUBPESCA。IFOP-MINECON与EMT 2018-2025年合作协议。FIPA（2023-17）；智利北部海域生物毒素评估。FIPA（2025-07）；将海洋生物毒素评估作为适应气候变化的工具。CRediT作者贡献声明
Javier Paredes-Mella：撰写——原始草稿，研究，概念化。Delfina Aguiar Juárez：撰写——原始草稿，研究，概念化。Ana Flores-Le?ero：撰写——审稿与编辑，形式分析，数据管理。Gonzalo Fuenzalida：撰写——审稿与编辑，形式分析，数据管理。Luis Norambuena：撰写——审稿与编辑，形式分析，数据管理。Jorge I. Mardones：撰写——审稿与编辑，研究。Juan Maulén：撰写——审稿与利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。致谢
我们感谢C. Velásquez-Münzenmayer（光区顾问）在2023年水华采样期间在Seno del Reloncaví提供的现场协助。同时感谢Salmones Austral环境部门的技术人员Samyra Aliste和óscar Hoffman，以及INTESAL的F. Tucca和J. L. Campistó在提供现场数据方面的宝贵合作。我们也感谢电子显微镜提供的支持。
