袁 莉，劉祝祥*，龍繼艷，徐三妹,2，劉 冰

(1 吉首大學(xué) 生物資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南吉首 416000；2 懷化師范高等?？茖W(xué)校 文理綜合學(xué)院，湖南懷化 418000)

平片藻屬(Tabularia)是Williams和Round于1986年建立的一個(gè)無(wú)殼縫硅藻屬[1]。自從該屬建立，世界各地的硅藻研究者對(duì)該屬的形態(tài)特征進(jìn)行了許多探索[2-5]。從這些研究結(jié)果來(lái)看，平片藻具以下鑒定特征組合：(1) 線形至披針形的殼面，殼面無(wú)殼縫；(2) 通常具較寬的中央胸骨，短且寬的殼面線紋；(3) 孔紋開(kāi)口被篩板所遮攔；(4) 殼瓣末端具殼套頂孔區(qū)。根據(jù)AlgeaBase網(wǎng)站的統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)接受的平片藻屬種類有20種，其中絕大多數(shù)為海洋和咸水種類，少數(shù)為淡水種類[6]。

在中國(guó)，硅藻學(xué)者們對(duì)無(wú)殼縫類硅藻進(jìn)行了卓有成效的探索。例如，齊雨藻等[7]在2004年出版的《中國(guó)淡水藻志(第10卷)》對(duì)中國(guó)大部分區(qū)域的羽紋類無(wú)殼縫硅藻進(jìn)行了系統(tǒng)性的歸納整理，共收錄9屬164種(包括變種和變型)；李艷玲等[8]、羅粉等[9]、劉冰等[10]、Cao等[11]分別發(fā)表了采自西藏、四川、青海、湖南、江西的無(wú)殼縫硅藻新種或新記錄種。在中國(guó)，關(guān)于平片藻屬的報(bào)道較少，只有簇生平片藻[T.fasciculata(C. Agardh) D.M. Williams & Round][12]、覆蓋平片藻[T.investiens(W. Smith) D.M. Williams & Round][13]、小型平片藻[T.parva(Kützing) Williams & Round][12]和中華平片藻(T.sinensisY. Caoetal.)[11, 14]的記錄。在對(duì)湖南省洞庭湖和四大水系(湘、資、沅、澧)的硅藻多樣性研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一種較為獨(dú)特的無(wú)殼縫硅藻，經(jīng)過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察研究，確定其為T.fonticola(Hustedt) C.E. Wetzel & D.M. Williams (新擬為泉生平片藻。注：fonti來(lái)自拉丁文，泉水的意思；cola是后綴，居住的意思。故中文種名譯為泉生平片藻)[15-16]。國(guó)內(nèi)對(duì)Tabularia的中文譯名有平片藻屬[12-13]和平格藻屬[14, 17-19]兩種，我們遵循優(yōu)先原則，選擇使用平片藻屬。

1 材料和方法

本研究的取樣時(shí)間為2021年3月22日。硅藻樣品取自洞庭湖水系的沅水主要支流之一的巫水。取樣地點(diǎn)為湖南省綏寧縣城區(qū)流段，具體的地理坐標(biāo)為26°34′59″ N和110°9′19″ E，海拔300 m。在河道臨岸淺水層選擇表面油狀物觸感明顯(較多硅藻附著)的石頭至少5塊，用牙刷把這些石頭表面的棕褐色生物膜(其中主要是硅藻群落)用力刷到樣品盤里，然后收集到100 mL的樣品瓶中，直到體積達(dá)到約80 mL時(shí)加入70%的酒精溶液至100 mL以固定樣品內(nèi)的硅藻，最后擰緊瓶蓋，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步處理。在取樣的同時(shí)，用便攜式水質(zhì)儀(型號(hào)HQ40D)測(cè)得取樣點(diǎn)水體溫度為(13.2 ± 0.2) ℃，pH為(7.9 ± 0.1)，電導(dǎo)率為(99.7 ± 0.3) μs/cm。

在實(shí)驗(yàn)室先用10%的HCl溶解掉處理樣品中含鈣的固體化合物，然后加入2倍要處理硅藻樣品體積的30%的H2O2溶液，在80 ℃恒溫條件下加熱6 h以氧化去掉硅藻細(xì)胞的有機(jī)物質(zhì)，然后加入蒸餾水，靜置12 h后吸去上清液，重復(fù)5次得到干凈的硅藻標(biāo)本。利用Naphrax封片劑制成永久裝片以供光學(xué)顯微鏡觀察和拍照(德國(guó)徠卡光學(xué)顯微鏡, 型號(hào)為L(zhǎng)eica DM3000)。永久裝片保存在吉首大學(xué)植物標(biāo)本館。掃描電鏡觀察在湖南懷化學(xué)院完成(德國(guó)卡爾蔡司場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡, 型號(hào)Sigma HD)。

本研究中用于描述和鑒定泉生平片藻的主要形態(tài)學(xué)術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照和文中的英文首字母縮寫如下：胸骨(sternum)、橫主肋(virga)、縱細(xì)肋(vimine)、殼套頂孔區(qū)(ocellulimbus)、第一環(huán)帶(valvocopula)、環(huán)帶(girdle band)、連接帶(pleura)、光學(xué)顯微鏡(light microscope, LM)和掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)。文中主要硅藻形態(tài)學(xué)術(shù)語(yǔ)參照Anonymous等[20]和Ross等[21]推薦的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，中英文對(duì)照術(shù)語(yǔ)參照文獻(xiàn)[7, 22-24]，關(guān)于前正常營(yíng)養(yǎng)期殼體的相關(guān)術(shù)語(yǔ)參照Liu 等[25]的定義。

2 觀察結(jié)果

泉生平片藻(圖版Ⅰ, 1-14; 圖版Ⅱ, 1-6; 圖版Ⅲ, 1-6; 圖版Ⅳ, 1-6; 圖版Ⅴ, 1-6)

Tabulariafonticola(Hustedt) C.E. Wetzel & D.M. Williams 2020: 191, figs.1-22.

Basionym:FragilariafonticolaHustedt 1938: 151, figs 61-62.

光學(xué)顯微鏡觀察(圖版Ⅰ, 1-14)：殼面披針形至線性披針形，末端變尖呈寬圓或喙?fàn)?，有時(shí)末端出現(xiàn)稍微彎曲的情況，殼面中部邊緣平行，較大的披針形殼面邊緣不平整，中軸區(qū)寬。殼瓣大小(測(cè)量33個(gè)標(biāo)本)：長(zhǎng)22～42 μm，寬4.1～5.2 μm。殼面線紋短，平行排列，彎曲的殼瓣末端附近的線紋略微輻射排列。線紋密度14～18條/10 μm，通常為16～17條/10 μm。

掃描電子顯微鏡觀察(圖版Ⅱ, 1-6；圖版Ⅲ, 1-6；圖版Ⅳ, 1-6；圖版Ⅴ, 1-6)：從殼瓣外側(cè)觀看，殼面線性披針形，殼面中部邊緣平行至近末端略微變尖形成鈍圓或喙?fàn)?，胸骨寬，線性披針形。殼面線紋短、平行排列且延伸至殼套，由橫主肋和縱細(xì)肋隔開(kāi)形成的近長(zhǎng)方形的3～13個(gè)孔紋組成(統(tǒng)計(jì)10個(gè)殼)，孔紋開(kāi)口被數(shù)條橫向硅質(zhì)條組成的篩板所遮攔。每個(gè)殼面僅在一端具單個(gè)唇形突，位于胸骨中央，外側(cè)為簡(jiǎn)單的近橢圓形開(kāi)口，內(nèi)側(cè)為硅質(zhì)增厚的雙唇形且垂直于胸骨。頂孔區(qū)位于殼瓣末端的殼套，形成下陷的殼套頂孔區(qū)，由整齊排列的圓孔紋組成，分別為5～11貫殼列和3～6橫向列(統(tǒng)計(jì)17個(gè)殼套頂孔區(qū)形態(tài))。殼瓣末端的殼套頂孔區(qū)與殼面線紋之間還存在1～2列圓孔紋，內(nèi)外開(kāi)口均簡(jiǎn)單。從殼瓣內(nèi)側(cè)觀看，中央胸骨寬，呈線性披針形。橫主肋增厚明顯，與縱細(xì)肋形成近長(zhǎng)方形的具篩板的孔紋，線紋平行排列?？准y的篩板由1～9個(gè)清晰的硅質(zhì)橫條組成(圖版Ⅲ, 5)，橫條的數(shù)量自殼面近中央胸骨處的孔紋至殼套處的孔紋逐漸增加。近中央胸骨處的孔紋呈近半圓形，殼套頂孔區(qū)內(nèi)面為具鑲邊的整齊排列的小孔。環(huán)帶至少5條(圖版Ⅳ, 2)，包括三種類型，第一種環(huán)帶緊靠殼套，無(wú)紋飾且開(kāi)放，環(huán)帶內(nèi)側(cè)邊緣呈細(xì)齒狀與橫主肋相靠，外側(cè)邊緣平滑；第二種環(huán)帶中央具一列小的圓孔紋，2條；第三種環(huán)帶為更小尺寸的連接帶，其中一條的中央具一列圓形或長(zhǎng)裂縫狀的小孔，一條無(wú)任何紋飾。除了正常營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段的殼面外，我們還觀察到泉生平片藻前正常營(yíng)養(yǎng)期細(xì)胞的外殼面觀，與正常營(yíng)養(yǎng)期的外殼面觀相比，殼套頂孔區(qū)稍微往殼面偏移(圖版Ⅴ, 3-4)，頂孔區(qū)的孔紋排列不太整齊，殼面線紋結(jié)構(gòu)有所不同，具體表現(xiàn)為：發(fā)育不完全的篩板和正常篩板同時(shí)存在，有的孔紋看起來(lái)為2個(gè)簡(jiǎn)單的小孔；有的為發(fā)育不完全的篩板填充在孔紋中間，留下2個(gè)大小不一的孔狀結(jié)構(gòu)；有的為正常的孔紋，多個(gè)橫條組成的篩板填充在近長(zhǎng)方形的孔紋內(nèi)(圖版Ⅴ, 6)；除此之外，殼面線紋與殼套頂孔區(qū)間的小孔的分布也相較于正常營(yíng)養(yǎng)期殼面不同。

3 討 論

泉生平片藻之前一直被認(rèn)為是脆桿藻屬(FragilariaLyngbye)的種類[15-16]。Vigneshwaran等[15]在2020年對(duì)其和2個(gè)相似種進(jìn)行了基于光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察的形態(tài)學(xué)研究，對(duì)泉生平片藻、Tabulariaangusta和T.chandolensis(H.P. Gandhi) Vigneswaran, D.M. Williams & B. Karthick重新詳細(xì)地描述和修訂，并將T.angusta(Hustedt) C. E. Wetzel & D.M. Williams從變種提升至種。在形態(tài)特征上，泉生平片藻與T.angusta和T.chandolensis最為相似，殼面輪廓、中央胸骨、唇形突、殼套頂孔區(qū)、線紋和孔紋等結(jié)構(gòu)基本一致，殼瓣長(zhǎng)度和線紋密度也都有重合，但不同的是，泉生平片藻的殼面寬度為4.1～5.2 μm，而另外2個(gè)分類群的殼面寬度都小于4 μm。本研究的泉生平片藻與其模式種殼面性狀一致，因此，本研究的泉生平片藻的身份是能夠充分確定的(表1)。遺憾的是，模式種與兩相似種的篩板的精細(xì)結(jié)構(gòu)沒(méi)有被清晰揭示，都只是被描述為閉合的篩板，無(wú)法從文獻(xiàn)中的圖片資料和描述知道其篩板的具體結(jié)構(gòu)[15-16]。本研究的泉生平片藻通過(guò)掃描電子顯微鏡的觀察，可以清晰看到其篩板上橫條的形態(tài)特征和數(shù)量，這彌補(bǔ)了前人對(duì)篩板結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不足。

表1 本研究泉生平片藻與其模式種群和相似種類的比較

Williams等[1]建立平片藻屬時(shí)，對(duì)其屬下分組進(jìn)行了討論。他們根據(jù)形態(tài)學(xué)特征初步將平片藻屬分為以下3組：(1) 殼面線紋雙列，篩板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單個(gè)唇形突，環(huán)帶多條，通常個(gè)體較小，代表種為T.barbatula和T.affinis(Kützing) Snoeijs[5]；(2) 殼面孔紋具篩板，橫條硅質(zhì)化嚴(yán)重和環(huán)帶多條，代表種為覆蓋平片藻；(3) 殼面具較復(fù)雜的篩板結(jié)構(gòu)，例如簇生平片藻?；诔⒔Y(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)研究，泉生平片藻屬于以上第2組，具有篩板覆蓋的孔紋，篩板由1～9個(gè)橫條組成，具有強(qiáng)烈硅質(zhì)化的橫主肋和縱細(xì)肋，以及至少5條環(huán)帶。查閱平片藻屬相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)很少有清晰的孔紋和篩板細(xì)節(jié)圖片展示。日本學(xué)者Suzuki等[26]在2015年用掃描電子顯微鏡下觀察到了T.kobayasiiHidek. Suzuki & Mitsuishi的孔紋細(xì)節(jié)和不成熟篩板，但與本研究泉生平片藻的篩板結(jié)構(gòu)不同。Sato等[4]在2008年對(duì)小型平片藻的復(fù)大孢子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)研究。Davidovich等[5]在2010年也對(duì)簇生平片藻復(fù)雜的線紋和有性繁殖進(jìn)行了詳細(xì)研究。我們也觀察到了泉生平片藻前正常營(yíng)養(yǎng)期(介于初始細(xì)胞和正常營(yíng)養(yǎng)期細(xì)胞之間的世代)的殼體形態(tài)，其孔紋具完整的篩板和不完整篩板兩種形式，殼套頂孔區(qū)相較于正常營(yíng)養(yǎng)期細(xì)胞向殼面偏移，殼套頂孔區(qū)與殼面正常線紋之間的小孔分布也不同。

平片藻屬一開(kāi)始只被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道在海洋和咸水生境中生長(zhǎng)，但是在2018年，Cao等[11]在鄱陽(yáng)湖發(fā)現(xiàn)了一淡水平片藻種類——中華平片藻。而本研究中的泉生平片藻也是生活在淡水之中。因此，現(xiàn)在可進(jìn)一步證明平片藻屬是包含有海洋種類、咸水種類和淡水種類的一個(gè)硅藻屬。