分子生物學(xué)

基于環(huán)境DNA技術(shù)解析河口魚類群落時空差異研究取得新進展

2023-01-06分子生物學(xué)

近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所南海漁業(yè)資源調(diào)查與評估團隊和南海珍稀瀕危動物保護團隊在利用環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)解析河口魚類多樣性和魚類群落時空差異方面取得新進展。該研究成果論文以“Comparison of environmental DNA metabarcoding and bottom trawling for detecting seasonal fish communities and habitat preference in a highly disturbed estuary”為題發(fā)表在國際生態(tài)學(xué)領(lǐng)域期刊Ecological Indicators（JCR Q1）上。蔣佩文為第一作者，陳作志與李敏為通訊作者。

河口魚類是河口生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在人類活動日益加劇的背景下，魚類多樣性和群落結(jié)構(gòu)的監(jiān)測越來越凸顯其重要性。然而河口海域水深較淺、航線較多和水體渾濁等，現(xiàn)有的一些調(diào)查手段常常受到一些限制。研究團隊在之前建立的河口海域eDNA富集方案（DOI:10.24272/j.issn.2095-8137.2021.331；DOI:10.12131/20210304）和珠江河口本底魚類eDNA宏條形碼數(shù)據(jù)庫（DOI:10.12131/20210210）的基礎(chǔ)上，利用eDNA宏條形碼研究了珠江口伶仃洋的魚類物種組成、群落時空差異以及與環(huán)境因子的關(guān)系，并與底拖網(wǎng)調(diào)查方法進行了比較。

該研究于秋季和春季在珠江河口的10個監(jiān)測點同時進行了底拖網(wǎng)捕撈、水體采樣和環(huán)境因子測量。水體樣本過濾后提取eDNA，利用MiFish-U/E引物進行線粒體12SrRNA基因（約172bp）的擴增、建庫、測序和OTU注釋，通過數(shù)據(jù)庫的比對獲得魚類物種組成。主要結(jié)果有：1. eDNA方法在每個采樣點均比底拖網(wǎng)明顯檢出更多的物種，總體上eDNA共檢出214種魚類（底拖網(wǎng)90種），同時eDNA檢測種類的相對豐度與魚類物種豐度/生物量之間存在顯著相關(guān)性。魚類生態(tài)習(xí)性分析表明，eDNA可以檢出因傳統(tǒng)漁網(wǎng)網(wǎng)目大小限制而漏檢的小型魚類，使魚類群落生態(tài)特征更加完整；2.兩種方法均檢測到魚類種類的季節(jié)更替，即春季和秋季魚類群落存在顯著差異，eDNA方法檢測到的顯著性比底拖網(wǎng)更強。3. eDNA與底拖網(wǎng)一樣均揭示了魚類群落組成差異隨著地理距離的增加而顯著增加。上述結(jié)果表明在河口生態(tài)系統(tǒng)中，特別是傳統(tǒng)調(diào)查方法存在困難的情況下，eDNA宏條形碼可作為一種重要的補充手段甚至替代方法應(yīng)用于魚類群落的季節(jié)性變化和空間分布變化的監(jiān)測，提升評估河口生態(tài)系統(tǒng)中魚類群落結(jié)構(gòu)的能力，在漁業(yè)研究領(lǐng)域和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。