俄罗斯高纬度地区沙丘中蓝细菌和微藻的首次记录：形态学证据与DNA条形码分析

《Archives of Microbiology》：First records of cyanobacteria and microalgae in sand dunes of the Russian high north: morphological and DNA barcoding evidence

本研究首次整合形态学分析与高通量测序技术，对俄罗斯高北沙漠地土壤及生物土壤结壳中的蓝藻-微藻多样性进行系统调查，鉴定出33个物种（优势类群为绿藻门），揭示ITS2序列在解析复杂类群（如Asterochloris、Klebsormidium等）时的局限性，需结合多基因分析才能准确分类，并发现8个新物种候选（含1个新属），同时记录到稀有蓝藻Dapisostemon apicaliramis在俄罗斯西西伯利亚的分布扩展。

　　

摘要

本研究首次对俄罗斯高纬度地区沙丘土壤和生物土壤壳中的蓝细菌及微藻多样性进行了综合分析，结合了形态学特征鉴定与培养分离株的DNA条形码技术。我们共鉴定出33个分类单元，属于四个门，其中以绿藻门（Trebouxiophyceae和Chlorophyceae）为主。尽管ITS2测序在系统发育研究中被广泛使用，但在本研究中仅有约35%的真核藻类菌株能够被可靠地鉴定到物种水平，这凸显了该标记方法在某些分类群中的局限性，同时也反映了藻类系统学研究面临的持续挑战。当分析诸如、、和等系统发育复杂的属时，ITS2作为单基因位点标记的局限性变得尤为明显，这些属需要整合其他遗传标记才能实现准确的分类。系统发育分析揭示了多个藻类谱系（、、及Radiococcaceae科）中的分类空白，这一问题因参考数据库的严重不足而进一步加剧。通过分子和形态学特征的一致性，我们发现了8个新的分类单元，其中包括一个潜在的新属。这些微生物的生态角色多样，从自由生活的土壤壳形成者（属、属）到地衣共生菌（属、）都有。值得注意的是，我们在这些沙丘中发现了罕见的蓝细菌，将其已知分布范围扩展到了巴西以外地区。我们的研究结果表明，在研究不足的属中采用多基因位点方法解决分类不确定性至关重要，同时也强调了这些微生物群落在稳定西西伯利亚脆弱泰加林生态系统中的关键作用。