甲藻是水生生態(tài)系統(tǒng)中一類極其重要的單細胞真核生物，既是主要的初級生產(chǎn)者，也是赤潮的主要肇事者。準確鑒定甲藻物種是研究其生態(tài)功能、預警有害藻華及應對水產(chǎn)養(yǎng)殖災害的基礎。本手冊系統(tǒng)闡述了甲藻鑒定的標準化流程、關(guān)鍵技術(shù)要點及常見誤區(qū)，旨在提升鑒定工作的準確性與效率。
一、 鑒定工作的目的與意義
甲藻鑒定并非簡單的形態(tài)描述，其根本目的在于：
1. 物種精準識別：區(qū)分有益種與有害種（如產(chǎn)毒甲藻），為環(huán)境評估和風險管理提供依據(jù)。
2. 生態(tài)功能解析：明確不同物種在物質(zhì)循環(huán)和能量流動中的角色。
3. 赤潮監(jiān)測與預警：實現(xiàn)對關(guān)鍵致災種的早期識別和動態(tài)監(jiān)控。
4. 分類學與進化研究：為甲藻的生物多樣性和系統(tǒng)發(fā)育研究提供基礎數(shù)據(jù)。
二、 鑒定流程：一套多層次、相互驗證的系統(tǒng)
規(guī)范的鑒定應遵循“由宏觀到微觀，由形態(tài)到分子”的逐級驗證原則。其核心流程如下圖所示：
階段一：樣本采集與預處理
此階段是保證后續(xù)鑒定結(jié)果可靠性的關(guān)鍵。
1. 采樣：
工具：使用采水器（如尼斯金瓶）于特定水層采集，或使用浮游生物網(wǎng)（常用20μm孔徑）進行垂直或水平拖網(wǎng)。
記錄：必須詳細記錄采樣時間、地點、經(jīng)緯度、水溫、鹽度、pH、營養(yǎng)鹽等環(huán)境參數(shù)。
代表性：對于不均勻水體，應設置多個采樣點混合，以保證樣本的代表性。
2. 固定與保存：
形態(tài)學鑒定：推薦使用魯哥氏碘液固定。碘液能使甲藻的細胞結(jié)構(gòu)和鞭毛著色，便于觀察。固定比例為樣本體積的1%（終濃度）。注意：碘液會褪色，固定后樣本需避光保存，并盡快觀察。
分子生物學鑒定：絕對不能使用碘液或福爾馬林固定，它們會嚴重破壞DNA。應使用：
95%-100%乙醇：樣本與乙醇體積比為1:3-1:5。
冷凍保存：-20℃短期，-80℃或液氮長期保存。
最佳實踐：同一份樣本應同時分裝，一份用碘液固定用于形態(tài)觀察，一份用乙醇或冷凍用于分子分析。
階段二：形態(tài)學鑒定
這是最基礎、最快速的鑒定方法，但高度依賴鑒定者的經(jīng)驗。
1. 標本處理：可進行適當濃縮（沉淀法或離心法）。對于網(wǎng)采樣本，需注意細胞可能被擠壓損壞。
2. 光學顯微鏡觀察：
活體觀察：觀察運動方式、形態(tài)變化是重要輔助特征。
關(guān)鍵形態(tài)特征：
細胞形狀與大小：球形、橢圓形、紡錘形等；大小是重要參數(shù)。
板片形態(tài)學：這是甲藻鑒定的“金標準”。需清晰觀察并繪制殼板圖。
頂溝/橫溝/縱溝：注意其位置、深度、旋繞程度。
板片數(shù)目、形狀、排列方式：使用符號法（如Po, cp, X‘, 4’, 6‘’, 5‘’‘, 2’‘’‘）進行記錄。這是區(qū)分屬、種的核心依據(jù)。
細胞壁 ornamentation：有點狀、網(wǎng)狀、刺狀等紋飾。
色素體：顏色、形態(tài)、數(shù)量。
細胞核：位置和形態(tài)。
特殊結(jié)構(gòu)：如甲藻絲狀體、刺胞、淀粉核等。
3. 熒光顯微技術(shù)：
鈣熒光白染色：該染料能特異性地與甲藻細胞板片內(nèi)的纖維素結(jié)合，在熒光顯微鏡下清晰顯示出板片的接合線，是觀察板片結(jié)構(gòu)的利器。
表熒光顯微鏡：利用葉綠素的自發(fā)熒光，快速識別具有光合作用的甲藻。
階段三：分子生物學鑒定
當形態(tài)學特征模糊、存在隱種或需精確確認時，分子鑒定是必不可少的手段。
1. DNA提?。菏褂蒙虡I(yè)化的植物/真菌基因組DNA提取試劑盒，或CTAB法。
2. 基因標記選擇：
核糖體DNA：是最常用的條形碼區(qū)域。
LSU rDNA：特別是D1-D2區(qū)域，變異率適中，是區(qū)分屬和種的首選標記。
SSU rDNA：保守性較高，適用于更高階元（科、目）的分類。
ITS：內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)，變異率最高，適用于種內(nèi)和近緣種的區(qū)分。
線粒體基因：如*cox1*（細胞色素c氧化酶亞基I），在動物中常用，但在甲藻中引物通用性較差，需謹慎使用。
3. 流程：PCR擴增 → 瓊脂糖凝膠電泳檢測 → 純化 → 測序 → 序列比對。
數(shù)據(jù)庫：將所得序列在GenBank 和 PR2 等專業(yè)數(shù)據(jù)庫進行BLAST比對。
系統(tǒng)發(fā)育分析：對于新記錄種或疑難種，需下載近緣種的序列，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（如ML, BI法），從進化關(guān)系上確認其分類地位。
三、 關(guān)鍵注意事項與常見誤區(qū)
1. 形態(tài)可塑性：同一物種在不同生長階段、環(huán)境條件下形態(tài)可能有差異，切勿僅憑單一細胞特征下定論。
2. 固定劑的選擇：混淆形態(tài)學和分子樣本的固定劑是初學者最易犯的錯誤，務必分裝處理。
3. 板片觀察的難度：并非所有甲藻的板片都能在光學顯微鏡下清晰分辨，尤其是一些薄壁物種。此時鈣熒光白染色至關(guān)重要。
4. 隱存多樣性：許多形態(tài)相似的甲藻實為不同的物種（隱種），必須依靠分子數(shù)據(jù)才能準確區(qū)分。
5. 數(shù)據(jù)庫的局限性：GenBank等數(shù)據(jù)庫中存在錯誤標注的序列，比對結(jié)果需結(jié)合形態(tài)學特征進行批判性評估。理想的做法是將自己鑒定的物種序列（來自經(jīng)形態(tài)學確認的標本）提交至數(shù)據(jù)庫，貢獻于公共知識庫。
6. 綜合鑒定原則：沒有一種方法是萬能的。最可靠的鑒定結(jié)果是形態(tài)學、分子生物學和生態(tài)學數(shù)據(jù)的綜合體現(xiàn)。
四、 結(jié)論
甲藻鑒定是一項綜合性強的技術(shù)工作。成功的鑒定依賴于嚴謹?shù)牟蓸恿鞒獭⒍嗉夹g(shù)手段的交叉驗證以及鑒定者對分類學知識的深刻理解。遵循本手冊所述的流程，建立“形態(tài)+分子”的整合鑒定思維，將極大提高甲藻物種識別的準確性和科學性，為相關(guān)研究與應用奠定堅實可靠的基礎。
