扩展淡水角藻属（Ceratium）的系统发育与遗传多样性揭示对比性的地理分布格局

《Protist》：Expanding the phylogeny and genetic diversity of the freshwater genus Ceratium highlights contrasting geographic patterns

　　

研究人员基于完整的及部分的18S rRNA基因序列，重建了淡水角藻属（Ceratium）的系统发育树，揭示了该属内高水平的遗传变异，并鉴定出九个具有显著地理信号的分化支系。单倍型网络分析进一步解析出两个主要聚类群：一个由C. furcoides序列组成，另一个几乎完全由C. hirundinella序列构成。其中，C. hirundinella表现出更大的序列离散度，符合其较高的遗传多样性与种群结构分化特征；而C. furcoides序列则紧密聚集于中心节点附近，仅存在少量突变步长，这种模式指示其近期可能经历了从分布于多个地理区域的祖先谱系快速扩张的过程。上述结果提供了关于角藻属演化关系及其全球扩散的新见解，支持C. furcoides近期范围扩张与C. hirundinella更强的历史种群结构形成鲜明对比的假设。

本研究由Victoria Accattatis、Paula Huber等研究人员完成，发表于《Protist》。淡水角藻属（Ceratium）是一类全球性分布的淡水甲藻（Dinophyceae），部分种类正快速扩张非原生分布区并改变群落动态。当前，对其遗传多样性和种群结构的认知不足，限制了对其扩散机制与地理分布模式的理解。尤其是该属的系统发育研究相对匮乏，缺乏基于多区域大样本的分子证据。为此，研究人员整合公共数据库与新生成的序列数据，对全球淡水角藻的遗传多样性与地理起源进行了综合分析。

在方法上，研究人员构建了包含NCBI、ENA、MGnify及EukBank等多来源的18S rRNA基因序列数据库，涵盖长片段（≥1100 bp）和部分V4区域短片段（≈400 bp）。采用系统发育重建方法，结合单倍型网络分析，对不同地理来源的角藻序列进行比较，评估物种间及种内的遗传分化与空间分布模式。

研究结果分为若干部分：

Database construction（数据库构建）——研究人员在2024年9月至10月期间检索并整合了来自多个国际核酸数据库的资源，保证了样本的广泛地理覆盖与数据类型多样性。

Ceratium phylogeny（角藻系统发育）——基于1478条序列（含17条长片段和1461条V4短片段）的分析，恢复了九个遗传分化显著的支系，并明确了C. furcoides与C. hirundinella在全球范围内的分布格局。

Discussion（讨论）——结果显示C. hirundinella具有较高的序列离散度和复杂的种群结构，暗示其具有较久的演化历史和稳定的区域分化；相反，C. furcoides的单倍型网络紧凑，表明其近期经历快速扩张，且中心单倍型广泛分布于不同地理区域。

在讨论中，研究人员指出淡水角藻属成功跨越海洋至淡水的生态屏障，并与海洋Tripos属保持密切亲缘关系，这一生态位转变伴随显著的遗传分化。C. furcoides的快速扩张可能在短期内改变淡水生态系统的结构与功能，特别是在南美洲等新兴分布区。研究强调了整合多源分子数据与单倍型网络方法在追踪淡水微藻全球扩散路径中的优势。

研究结论部分确认，淡水角藻属的系统发育与遗传多样性呈现显著的地理对比模式：C. hirundinella代表历史悠久、结构稳定的种群体系，而C. furcoides则表现出近期快速扩张的特征。该成果为全球淡水微藻入侵与演化生物学研究提供了新的参考框架。