球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）常以囊体的形式在全球温带至热带海域中形成有害藻华。2011 年以来，我国南海北部湾海域频发球形棕囊藻藻华，对海洋生态系统、旅游业、养殖业和沿岸的核电安全运行造成严重危害，备受关注。近期研究发现球形棕囊藻的遗传多样性与特征色素组成、囊体大小等性状分化可关联，能将其分为多个基因型；至少 4 个基因型球形棕囊藻共存于北部湾海域，其中 I 型和 IV 型是浮游植物群落中球形棕囊藻种群的优势基因型。但是，对北部湾球形棕囊藻优势基因型藻华动态过程及其与环境因子的相关、I 型和 IV 型球形棕囊藻生物学特征差异及其在藻华形成和维持中的作用认识有限。因此，本研究建立 I 型和 IV 型球形棕囊藻特异性 qPCR 定量方法，研究北部湾 2016 年和 2018 年冬季两次藻华中 I 型和 IV 型球形棕囊藻时空分布特征，分析其与环境因子的相关性，针对关键环境因子开展室内生物学特征对比实验。通过研究得到如下主要认识：

基于球形棕囊藻线粒体 atp8 基因，分别建立 I 型和 IV 型球形棕囊藻高灵敏的特异性 qPCR 定量检测方法，具备良好的野外应用潜力。研究发现球形棕囊藻线粒体 atp8 基因具有种内分辨能力，对球形棕囊藻分型认识与前人研究结果一致，可作为基因型特异性 qPCR 检测方法的靶区。针对 I 型和 IV 型球形棕囊藻分别设计特异性引物和探针，建立 qPCR 定量反应体系；两种方法均具有良好的特异性，仅能特异性扩增目标基因型球形棕囊藻；两种方法的稳定性高，方法的重复性和重现性均大于 98%；两种方法的定量检出范围广，可达 6~8 个数量 级，检出下限低于 1.0 cells/qPCR 反应，可对藻华动态过程进行检测。

应用建立的 qPCR 定量检测方法，研究北部湾球形棕囊藻藻华动态，发现 I 型和 IV 型球形棕囊藻空间分布特征相似，但 IV 型丰度远高于 I 型，确认藻华优势基因型是 IV 型，发现了三个早期藻种可能来源，揭示了硝酸盐、温度和盐度等关键环境因子在藻华发生过程的作用。发现北部湾球形棕囊藻藻华维持时间长（4~5 个月）；在 2016 年和 2018 年冬季两次藻华过程中，I 型和 IV 型球形棕囊藻分布特征相似，主要分布于钦州湾邻近海域和雷州半岛西侧海域；两次藻华高潮期，IV 型藻细胞丰度均超过 10⁵ cells/L，显著高于 I 型，是藻华的优势基因型；藻华初期，湾南部外海的南海底层逆风流会将球形棕囊藻输入到钦州湾邻近海域，雷州半岛东侧海域球形棕囊藻可通过琼州海峡西向流进入到雷州半岛西侧海域，海南岛西北部上升流也会携带球形棕囊藻补充至雷州半岛西侧海域。藻华动态主要受到硝酸盐、温度和盐度的调控，硝酸盐在藻华过程中被大量消耗，低温（<24℃）为藻华发生提供时间窗口，盐度影响球形棕囊藻空间分布；2016 年冬季藻华规模大、持续时间长与海域高硝酸盐和长低温期密切相关。

通过室内实验对比I型和IV型球形棕囊藻的盐度耐受、生长（细胞和囊体）、 囊体功能等基本生物学特征差异，并辅以转录组学数据，发现 I 型和 IV 型球形棕囊藻生存策略有鲜明差异，分别倾向于 r-策略者和 K-策略者。Ⅳ型的最适盐度范围（25~40）比 I 型（30~35）广；在生长过程中，I 型的生长速率快，最高细胞密度是 IV 型的 3~5 倍；I 型生长周期短（8~14 天），IV 型则超过 20 天；I 型形成高丰度（>1000 个/mL）小囊体（直径<1 mm），IV 型仅能形成低丰度（<100 个囊体/mL）大囊体（直径>5 mm）；I 型主要以无性繁殖为主，IV 型既能无性繁 殖，又能有性繁殖；IV 型囊体内高浓度的营养盐以及囊体的保护作用为其内部高丰度的单倍体游离细胞的生长提供了稳定环境。结果表明 I 型和 IV 型的生存策略不同，I 型倾向于 r-策略者，IV 型倾向于 K-策略者，有助于解释 IV 型在北部湾海域环境易取得竞争优势，形成长时间的藻华。

综上，本研究针对北部湾两种主要基因型球形棕囊藻分别建立了高灵敏的特异性 qPCR 定量检测方法，解析北部湾球形棕囊藻藻华动态，发现 IV 型是藻华优势基因型，揭示了硝酸盐、温度等关键环境因子对藻华动态和年际变异的影响；通过室内实验，发现 I 型和 IV 型的生存策略存在差异，IV 型倾向于 K-策略者，有助于其在北部湾藻华过程取得竞争优势，维持长时间藻华。本研究结果深化了对南海北部湾球形棕囊藻藻华的认识，为阐明藻华暴发机制提供了重要的科学依据，为藻华监测预警提供了技术手段。