硅藻中國一新記錄種
——泉生平片藻

袁 莉，劉祝祥*，龍繼艷，徐三妹,2，劉 冰

(1 吉首大學 生物資源與環境科學學院，湖南吉首 416000；2 懷化師范高等專科學校 文理綜合學院，湖南懷化 418000)

平片藻屬(Tabularia)是Williams和Round于1986年建立的一個無殼縫硅藻屬[1]。自從該屬建立，世界各地的硅藻研究者對該屬的形態特征進行了許多探索[2-5]。從這些研究結果來看，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) 孔紋開口被篩板所遮攔；(4) 殼瓣末端具殼套頂孔區。根據AlgeaBase網站的統計，現接受的平片藻屬種類有20種，其中絕大多數為海洋和咸水種類，少數為淡水種類[6]。

在中國，硅藻學者們對無殼縫類硅藻進行了卓有成效的探索。例如，齊雨藻等[7]在2004年出版的《中國淡水藻志(第10卷)》對中國大部分區域的羽紋類無殼縫硅藻進行了系統性的歸納整理，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]分別發表了采自西藏、四川、青海、湖南、江西的無殼縫硅藻新種或新記錄種。在中國，關于平片藻屬的報道較少，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，我們發現了一種較為獨特的無殼縫硅藻，經過光學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]。國內對Tabularia的中文譯名有平片藻屬[12-13]和平格藻屬[14, 17-19]兩種，我們遵循優先原則，選擇使用平片藻屬。

1 材料和方法

本研究的取樣時間為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。取樣地點為湖南省綏寧縣城區流段，具體的地理坐標為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，直到體積達到約80 mL時加入70%的酒精溶液至100 mL以固定樣品內的硅藻，最后擰緊瓶蓋，帶回實驗室進一步處理。在取樣的同時，用便攜式水質儀(型號HQ40D)測得取樣點水體溫度為(13.2 ± 0.2) ℃，pH為(7.9 ± 0.1)，電導率為(99.7 ± 0.3) μs/cm。

在實驗室先用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以氧化去掉硅藻細胞的有機物質，然后加入蒸餾水，靜置12 h后吸去上清液，重復5次得到干凈的硅藻標本。利用Naphrax封片劑制成永久裝片以供光學顯微鏡觀察和拍照(德國徠卡光學顯微鏡, 型號為Leica DM3000)。永久裝片保存在吉首大學植物標本館。掃描電鏡觀察在湖南懷化學院完成(德國卡爾蔡司場發射掃描電子顯微鏡, 型號Sigma HD)。

本研究中用于描述和鑒定泉生平片藻的主要形態學術語中英文對照和文中的英文首字母縮寫如下：胸骨(sternum)、橫主肋(virga)、縱細肋(vimine)、殼套頂孔區(ocellulimbus)、第一環帶(valvocopula)、環帶(girdle band)、連接帶(pleura)、光學顯微鏡(light microscope, LM)和掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)。文中主要硅藻形態學術語參照Anonymous等[20]和Ross等[21]推薦的相關術語，中英文對照術語參照文獻[7, 22-24]，關于前正常營養期殼體的相關術語參照Liu 等[25]的定義。

2 觀察結果

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狀，有時末端出現稍微彎曲的情況，殼面中部邊緣平行，較大的披針形殼面邊緣不平整，中軸區寬。殼瓣大小(測量33個標本)：長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狀，胸骨寬，線性披針形。殼面線紋短、平行排列且延伸至殼套，由橫主肋和縱細肋隔開形成的近長方形的3～13個孔紋組成(統計10個殼)，孔紋開口被數條橫向硅質條組成的篩板所遮攔。每個殼面僅在一端具單個唇形突，位于胸骨中央，外側為簡單的近橢圓形開口，內側為硅質增厚的雙唇形且垂直于胸骨。頂孔區位于殼瓣末端的殼套，形成下陷的殼套頂孔區，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(統計17個殼套頂孔區形態)。殼瓣末端的殼套頂孔區與殼面線紋之間還存在1～2列圓孔紋，內外開口均簡單。從殼瓣內側觀看，中央胸骨寬，呈線性披針形。橫主肋增厚明顯，與縱細肋形成近長方形的具篩板的孔紋，線紋平行排列。孔紋的篩板由1～9個清晰的硅質橫條組成(圖版Ⅲ, 5)，橫條的數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，殼套頂孔區內面為具鑲邊的整齊排列的小孔。環帶至少5條(圖版Ⅳ, 2)，包括三種類型，第一種環帶緊靠殼套，無紋飾且開放，環帶內側邊緣呈細齒狀與橫主肋相靠，外側邊緣平滑；第二種環帶中央具一列小的圓孔紋，2條；第三種環帶為更小尺寸的連接帶，其中一條的中央具一列圓形或長裂縫狀的小孔，一條無任何紋飾。除了正常營養生長階段的殼面外，我們還觀察到泉生平片藻前正常營養期細胞的外殼面觀，與正常營養期的外殼面觀相比，殼套頂孔區稍微往殼面偏移(圖版Ⅴ, 3-4)，頂孔區的孔紋排列不太整齊，殼面線紋結構有所不同，具體表現為：發育不完全的篩板和正常篩板同時存在，有的孔紋看起來為2個簡單的小孔；有的為發育不完全的篩板填充在孔紋中間，留下2個大小不一的孔狀結構；有的為正常的孔紋，多個橫條組成的篩板填充在近長方形的孔紋內(圖版Ⅴ, 6)；除此之外，殼面線紋與殼套頂孔區間的小孔的分布也相較于正常營養期殼面不同。

3 討 論

泉生平片藻之前一直被認為是脆桿藻屬(FragilariaLyngbye)的種類[15-16]。Vigneshwaran等[15]在2020年對其和2個相似種進行了基于光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察的形態學研究，對泉生平片藻、Tabulariaangusta和T.chandolensis(H.P. Gandhi) Vigneswaran, D.M. Williams & B. Karthick重新詳細地描述和修訂，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、線紋和孔紋等結構基本一致，殼瓣長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結構沒有被清晰揭示，都只是被描述為閉合的篩板，無法從文獻中的圖片資料和描述知道其篩板的具體結構[15-16]。本研究的泉生平片藻通過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特征和數量，這彌補了前人對篩板結構認識的不足。

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，對其屬下分組進行了討論。他們根據形態學特征初步將平片藻屬分為以下3組：(1) 殼面線紋雙列，篩板結構簡單，單個唇形突，環帶多條，通常個體較小，代表種為T.barbatula和T.affinis(Kützing) Snoeijs[5]；(2) 殼面孔紋具篩板，橫條硅質化嚴重和環帶多條，代表種為覆蓋平片藻；(3) 殼面具較復雜的篩板結構，例如簇生平片藻。基于超微結構的形態學研究，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個橫條組成，具有強烈硅質化的橫主肋和縱細肋，以及至少5條環帶。查閱平片藻屬相關的文獻發現很少有清晰的孔紋和篩板細節圖片展示。日本學者Suzuki等[26]在2015年用掃描電子顯微鏡下觀察到了T.kobayasiiHidek. Suzuki & Mitsuishi的孔紋細節和不成熟篩板，但與本研究泉生平片藻的篩板結構不同。Sato等[4]在2008年對小型平片藻的復大孢子結構進行了詳細研究。Davidovich等[5]在2010年也對簇生平片藻復雜的線紋和有性繁殖進行了詳細研究。我們也觀察到了泉生平片藻前正常營養期(介于初始細胞和正常營養期細胞之間的世代)的殼體形態，其孔紋具完整的篩板和不完整篩板兩種形式，殼套頂孔區相較于正常營養期細胞向殼面偏移，殼套頂孔區與殼面正常線紋之間的小孔分布也不同。

平片藻屬一開始只被發現和報道在海洋和咸水生境中生長，但是在2018年，Cao等[11]在鄱陽湖發現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，現在可進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硅藻屬。