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[期刊] 水产学报  [作者] 钟兰萍  高天翔  张浩博  陈治  王晓艳  
岛礁生境支撑着极高的水生生物多样性,而鱼类物种多样性是水生生物多样性的重要组成部分。为准确了解岛礁海域的鱼类时空分布格局和多样性特征,依靠传统的渔业资源调查方式存在诸多的困难与挑战,亟需建立灵敏、高效的生物多样性监测方法。本研究于2019年在中街山列岛海域设置了4个采样站位,并在2、5、8和11月4个季节采集了海水表层样品,采用环境DNA metabarcoding技术进行高通量测序。结果显示,中街山列岛近岸海区共检测出37种鱼,隶属于10目26科36属;鱼类种数呈现夏季>冬季>秋季>春季的趋势;四季共有种仅2种,约占鱼类总种数的5.41%;只在一个季节被检测出的鱼类约占总种数的54.05%。结合NMDS分析和ANOSIM检验的结果显示,鱼类群落在不同季节间有显著差异(P<0.05),而在不同站位间无显著差异。鱼类群落的均匀度较为稳定,多样性和丰富度指数在站位间无明显变化,但在季节间表现为夏季最高、春季最低。研究表明,中街山列岛近岸海区的鱼类分布受季节影响较大,而在不同采样站位的差异不大,可能受站位较为集中的影响。本研究将为其他岛礁海域的鱼类多样性调查提供环境友好的新方法,并为渔业资源的管理和保护提供技术参考。
[期刊] 水产学报  [作者] 俞晔伟  刘洋  朱国平  王丛丛  
欺骗岛是位于南极南设得兰群岛西南方向的火山岛,该岛附近海域受岛上活火山的影响显著,生物资源丰富。为探究该海域内鱼类物种组成,本研究通过对欺骗岛海域环境DNA样本采集、高通量测序开展鱼类物种多样性研究。结果显示,从欺骗岛海域5个采样站点的环境样本中共检测出南极鱼类1目、6科、23属、31种,调查得到的大部分鱼类物种均在以往南极传统渔业资源调查中出现。eDNA序列相对丰度最高的鱼类物种为裘氏鳄头冰鱼和花纹南极鱼,分别占鱼类总丰度的53.52%和28.27%。近岸站点和远岸站点间的α和β多样性的各项指数差异较大,但远岸站点间鱼类物种组成相差不大。研究表明,环境DNA技术作为传统渔业调查方法的补充,对环境干扰小,可以对欺骗岛海域鱼类物种多样性进行快速检测。本研究结果可为欺骗岛海域的鱼类多样性监测和渔业资源管理与保护提供数据支持。
[期刊] 上海海洋大学学报  [作者] 刘洋   梁绪虹   王丛丛   戴小杰  
为了解淀山湖主要鱼类群落的种类组成和多样性特征,利用环境DNA技术对淀山湖鱼类进行物种多样性分析。结果显示,从淀山湖10个站点的环境DNA样本中共检测出7目、12科、36属、43种鱼类,其中6月(夏季)共检测出24种,11月(秋季)32种,大部分种类在淀山湖传统渔业资源调查中均有出现。其中,刀鲚(Coilia nasus)、鲫(Carassius auratus)、大■(Acheilognathus macropterus)、翘嘴红鲌(Culter alburnus)、鲻鱼(Mugil cephalus)为主要优势种。α多样性分析表明,淀山湖秋季的Chao1指数、Observed species指数、Shannon多样性指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数平均值都高于夏季的平均值,表明秋季鱼类物种相对丰富,多样性较高。站点间鱼类物种差异分析表明,多样性和丰富度较高的站点为S1、S2、S3、S5,均为初级生产力较高、人为干扰较小的站点。研究表明,环境DNA技术检测灵敏度高,可以作为淀山湖鱼类物种多样性调查的有效补充手段。
[期刊] 上海海洋大学学报  [作者] 梁绪虹   王丛丛   刘必林   刘洋   俞晔伟   宋成辉  
西北太平洋黑潮-亲潮交汇区是世界上最高产的渔区之一,鱼类资源众多。为了解交汇区鱼类群落的生物多样性,保护和合理开发利用该海域的渔业资源,利用环境DNA(Environmental DNA,eDNA)技术对夏季西北太平洋黑潮与亲潮交汇区进行鱼类多样性分析,通过22个站点水样的采集、DNA提取及测序,共检测出22目,30科,44属,51种海水鱼类,其中灯笼鱼科种类最多,共17种,占鱼类物种总数的33.33%。此外,相对丰度较高的物种为宽尾臂灯鱼、西钻光鱼、日本背灯鱼、远东拟沙丁鱼、斑点多纪鲀、瓦氏角灯鱼、斑头六线鱼、日本鲭、日本海鰶、黑潮眶灯鱼。站点间Alpha多样性差异较大,总体上呈现高纬度断面生物多样性低,低纬度断面生物多样性高的特点。冗余分析表明,影响交汇区鱼类群落结构的主要环境因子为溶解氧。研究证明了eDNA技术用于监测西北太平洋黑潮-亲潮交汇区鱼类多样性及其空间分布的可行性。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 仝亚东   匡箴   刘鹏飞   梁翼东   凡迎春   徐东坡  
东平湖是黄河下游重要滞洪湖泊,也是南水北调东线最后一个调蓄湖泊。为探究东平湖鱼类多样性现状及鱼类群落特征,本研究采用环境DNA (environmental DNA, eDNA)技术,与传统网具捕捞调查进行对比分析,阐述东平湖鱼类群落多样性特征,探讨环境DNA技术在东平湖鱼类多样性长期监测中的可行性。结果显示,应用环境DNA技术共检测到5目7科23属23种鱼类。进一步分析显示,Shannon-Wiener多样性指数平均值为1.04,变幅在0.21~2.36;Pielou均匀度指数平均值为0.54,变幅在0.29~0.81;Margalef丰富度指数平均值为0.75,变幅在0.13~2.09。相似性分析(analysis of similarities, ANOSIM)表明,多样性指数在湖区与河道之间没有显著差异。非度量多维尺度分析(non-metricmultidimensionalscaling,NMDS)显示,东平湖鱼类群落可划分为4个群聚结构,分别位于东平湖沿岸、湖心以及两条河道内,群聚结构总体差异显著(R<1,P<0.05)。传统网具捕捞调查共捕获4目6科21属24种鱼类,其中有18种鱼类在两种方法中均检测到。两种方法检测到的鱼类中均以鲤形目(Cypriniforms)最多。研究结果表明,环境DNA技术与传统网具捕捞两种方法调查得到的鱼类种类数相似度较高,达到62.06%。东平湖鱼类群落呈现一定空间分布特征,自柳长河、至小清河,东平湖鱼类群落总体呈现南北差异性。本研究证明环境DNA技术在东平湖渔业资源监测中具有可行性,可有效补充鱼类资源监测手段,在禁捕以及开捕时期可根据实际情况采用不同方法对东平湖渔业资源进行监测,同时也为东平湖渔业资源管理和保护提供资料支持与技术参考。
[期刊] 上海海洋大学学报  [作者] 凌岚馨  范共  胡云  黄俊满  李晨虹  
崇明岛位于长江入海口,其内河网密布,鱼类资源众多,但违规捕捞现象屡禁不止,严重影响崇明岛鱼类资源。鱼类多样性是水生态环境保护的一个重要指标,为评估崇明岛内鱼类资源、揭示鱼类多样性,于2020年6月至2021年5月在崇明岛内河设置24个采样位点,利用环境DNA(eDNA)技术与传统捕捞手段,每个季度进行了1次共4次采样调查。调查共检出13个目级阶元的78种鱼类,其中鲤形目最多,约占44%。基于捕获鱼类样本计算的全年香农-威纳多样性指数为2.08,基于eDNA数据计算的全年香农-威纳样性指数值为2.96,表明崇明岛具有较丰富的鱼类多样性。两种方法检测出共同的优势种为鳊(Parabramis pekinensis)、似鳊(Pseudobrama simoni)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、子陵吻虾虎鱼(Rhinogobius giurinus)、大鳍鱊(Acheilognathus macropterus),表明崇明岛内河鱼类群落结构由淡水鱼类主导。主坐标分析和PERMANOVA检验结果显示东-西部群落鱼类组成存在差异(R~(2)=0.1012,P=0.0276)。研究结果亦表明eDNA技术可以作为传统鱼类资源调查的一个重要辅助手段。本研究为崇明岛内河鱼类资源现存状况、合理利用及保护提供了基础资料。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 麦俊晓   张帅   郑若丹   王腾   赖晓芳   蒋佩文   王文欣   陈作志   李敏  
本研究通过提取南海西沙海域水体样本的环境DNA,利用鲸类线粒体12S r RNA和16S r RNA通用引物进行扩增和高通量测序,并结合目视观测的结果探讨环境DNA技术在鲸类物种多样性研究中的应用前景。结果显示,4种通用引物在鲸类鉴定方面具有一定的有效性,利用4种通用引物在西沙海域19个站点的样品中检测到5种鲸类,分别为热带斑海豚(Stenella attenuata)、长吻飞旋海豚(Stenella longirostris)、弗氏海豚(Lagenodelphis hosei)、小布氏鲸(Balaenoptera edeni edeni)和短鳍领航鲸(Globicephala macrorhynchus),采样过程中观测到的3种鲸类分别为:热带斑海豚、长吻飞旋海豚和瑞氏海豚(Grampus griseus)。两种方法检获的优势物种一致,利用环境DNA技术检测到了未被观测到的物种。结合引物Cet-12S和Marver3的检测结果可以涵盖所有站点(n=17)和所有鲸类物种(n=5),表明针对不同基因片段的引物结合使用有利于检测效果的提高。对于检出的鲸类序列和物种数,4种引物之间不存在显著差异,其中Cet-12S检出的鲸类序列数和物种数占比最高,分别为33.0%和21.1%,而其他引物检出的鲸类序列数和物种数占比仅为0.2%~0.6%和2.0%~4.1%。此外,Cet-12S非特异扩增的序列数和物种数显著低于其他3种引物,是特异性较高的鲸类环境DNA通用引物。相较目视观测,环境DNA技术具有灵敏度高、效率高且成本低等优势,适用于鲸类的物种多样性研究。本研究丰富了西沙海域的鲸类物种多样性信息,为鲸类保护和研究提供了技术参考。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 高源  王大江  王昆  丛佩华  张彩霞  李连文  朴继成  
【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元(如科、属)的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA(cpDNA)非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗传基因的角度探究山荆子不同居群的遗传多样性和系统演化关系,为我国山荆子种质资源的起源演化以及收集和保护提供理论依据。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增新收集的215份山荆子种质资源的4个非编码区trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5’trnL和5’trnL-trnF,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,并构建山荆子不同居群间基于遗传距离的Neighbour-Joining系统发育树;使用DnaSP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,计算不同居群间的基因流和基因分化;利用Arlequin v3.5分析标准分子变异(AMOVA);运用NetWork ver4.6.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 777 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含150个插入-缺失位点、20个简约信息位点和1个单一突变位点。在215份山荆子种质中,trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5’trnL和5’trnL-trnF区域的变异位点数量分别为26、32、103和10个,单倍型数量分别为8、8、6和4个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为24个。核苷酸多样性最高的区域为trnT-5’trnL(Pi=0.01174),单倍型(基因)多样性最高的为trnS-trnG spacer+intron(Hd=0.599),最低的为5’trnL-trnF(Hd=0.228)。215份山荆子种质叶绿体DNA多样性较高(Hd=0.727,Pi=0.00577)。Tajima’s D检验中,4个cpDNA区域在各检验水平上均不显著,检测的4个cpDNA区域在进化上遵循中性模型。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内部。【结论】供试4个叶绿体DNA非编码区适合苹果属山荆子种质遗传多样性和系统演化分析。在叶绿体DNA水平导致山荆子群体进化的原因不是自然选择,而是突变压力和遗传漂变。群体间遗传分化与其地理距离不完全相关。山荆子可能为多点起源,推测黑龙江和吉林,内蒙古,甘肃和山西为3个可能的起源地区。
[期刊] 淡水渔业  [作者] 刘军  赵良杰  凡迎春  张新磊  刘其根  
为了筛选一个通用性和适用性良好的能够运用于环境DNA(eDNA)研究的鱼类引物,从相关文献中选取了鱼类线粒体基因组部分片段的5对引物,分别对线粒体D-loop区、16S rrNA基因、CoI基因以及Cytb基因部分片段进行扩增。对千岛湖48种鱼类基因组DNA进行扩增后比较发现,引物16S和CoI均可以取得良好的扩增效果,通用性优于其他几对引物。引物16S的扩增产物经凝胶电泳检测均出现明亮的目的条带,引物CoI则有3种鱼的条带经凝胶电泳检测亮度较暗。利用上述引物对环境样品eDNA扩增时发现,只有16S和CoI的引物具有良好的扩增效果,能够得到明显单一的亮带。对该两种引物的pCr产物克隆后测序比对...
[期刊] 淡水渔业  [作者] 王利华  罗相忠  王丹  李伟  李忠  邹桂伟  梁宏伟  
为探究线粒体CO I和Cytb基因作为DNA条形码在鲌属鱼类鉴定中的可行性,分别扩增达氏鲌(Culter dabryi)、海南鲌(C. recurviceps)、尖头鲌(C. oxycephalus)、蒙古鲌(C. mongolicus)、拟尖头鲌(C. oxycephaloides)和翘嘴鲌(C. alburnus)六种鲌属鱼类线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(Cytochrome C oxidase subunit I,CO I)和细胞色素b(Cytochrome b,Cytb)的基因片段,并对六种鲌属鱼类同源序列的碱基组成、种内与种间遗传距离以及系统进化分别进行分析。结果表明:长度为645 bp的COI基因片段中,A、T、G、C 4种碱基平均含量分别为25.65%、28.18%、18.33%和27.84%;长度为970 bp的Cytb序列片段中,A、T、G、C碱基平均含量分别为27.97%、27.93%、14.53%和29.57%。基于CO I基因序列的种间平均遗传距离为3.54%,种内平均遗传距离为0.17%,种间遗传距离为种内遗传距离的20.82倍;基于Cytb基因序列的种间平均遗传距离为5.92%,种内平均遗传距离为0.18%,种间遗传距离为种内遗传距离的32.89倍。基于COI基因的系统进化关系显示除尖头鲌与拟尖头鲌外,其余4种鲌均形成独立分支,而基于Cytb基因的系统发育关系显示六种鲌属均能独立形成分支,鲌属六种鱼能够进行有效区分,将CO I和Cytb作为DNA条形码进行鲌属鱼类的物种鉴定是可行的,联合使用可以获得更好的鉴定效果。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 赵明  赵梦迪  马春艳  张凤英  蒋科技  王田  马凌波  
环境DNA(environmental DNA,eDNA)是指生物通过皮肤脱落、唾液、配子、粪便以及分泌物等方式向环境中释放的游离DNA。环境DNA具有敏感性、准确性以及容易操作等诸多优势,更能实时地反映物种多样性以及生物量等,近两三年受到了世界各地学者们的大量关注。水域环境高度复杂,环境DNA在水域生态领域具有重要的应用价值。本文主要从环境DNA在水域生态的应用以及研究方法方面对环境DNA的研究做一小结,同时介绍环境DNA在其他生境的应用,以期为水域生态的研究提供参考。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 赵建  梁宏伟  孙博  李伟  朱新平  叶朝阳  上官清  陈昆慈  
鳢科(Channidae)鱼类在亚洲分布广泛,其中中国的土著种类是重要养殖品种,国外很多种类主要作为观赏鱼引进我国。本研究利用线粒体COΙ基因序列,对分布于我国的鳢科鱼类不同种群样本序列,及在Gen Bank中获得其他鳢科鱼类的序列进行分析,探讨其作为DNA条形码基因对鳢科进行物种鉴定和系统进化分析的可行性。通过对本研究采集的149个鳢样本和122条Gen Bank中已有序列进行分析,结果显示,所研究的鳢科鱼类的COΙ基因576 bp片段中不存在碱基插入缺失现象,其平均碱基含量A+T(51.4%)高于G+C含量(48.6%),存在偏倚性;多态位点占47.2%。利用Mega 6.0软件基于Kimura’s 2-parameter模型计算25种鳢种内平均遗传距离为0.028,其中巴卡鳢(Channidae barca)种内遗传距离最大,为0.137,超过了某些种间遗传距离;种间遗传距离为0.030~0.302,平均为0.217。其中最大距离0.302为饰鳍鳢(Channidae ornatipinnis)和黑体鳢(Channidae melasoma)之间,甚至超过了与外群之间的距离。利用邻接法(Neighbour-Joining,NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood Tree,ML)分别构建系统进化树,同种个体获得较高支持率,而不同种间的关系支持率较低,同时发现存在由多个种组成的巴卡鳢和南鳢复合支系。本研究表明,进行我国土著鳢科鱼类物种鉴定时COI基因是有效的工具,而进行外来观赏鱼鉴定,尤其是巴卡鳢、斯氏鳢等物种进行鉴定时,需结合多方面信息;COI基因不适合鳢科鱼类种间遗传进化关系的研究。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 王开杰  徐永江  柳学周  崔爱君  姜燕  王滨  方璐  
为了探讨线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ、Ⅱ (CO Ⅰ、CO Ⅱ)和16S rRNA基因在鰤属鱼类物种鉴定和群体划分中的适用性,在黄条鰤(Seriola lalandi)、髙体鰤(Seriola dumerili)、五条鰤(Seriola quinqueradiata)等鰤属鱼类中克隆了3种基因,并进行序列比对与系统进化分析。结果显示, CO Ⅰ、CO Ⅱ和16S rRNA的基因序列均表现出明显的A+T偏倚性; 16S rRNA序列最为保守,变异率仅为5.06%; CO Ⅰ序列的平均核苷酸差异数(k)和核酸多样性指数(Pi)高于CO Ⅱ和16S rRNA, CO Ⅱ的单倍型多样性指数最高, CO Ⅰ序列分化程度更高。比较了鰤属鱼类3种基因的扩增序列,发现CO Ⅰ、CO Ⅱ和16S rRNA均能对我国分布的3种鰤属鱼类进行有效鉴别。另外, CO Ⅰ、CO Ⅱ还可作为不同地理群体黄条鰤的鉴别DNA条形码,而16S rRNA对于不同地理群体的黄条鰤辨识能力不足。在鰤属鱼类中,基于CO Ⅰ、CO Ⅱ、16S rRNA基因计算的种间遗传距离都大于种内遗传距离的10倍以上,系统进化分析显示每个物种都形成单系,表明CO Ⅰ、CO Ⅱ、16S rRNA基因不仅可作为鰤属鱼类物种鉴定和多样性保护的有效DNA条形码, CO Ⅰ、CO Ⅱ还可作为黄条鰤不同地理种群划分和国际资源判别的依据。
[期刊] 水产学报  [作者] 徐茂真  张崇良  薛莹  徐宾铎  纪毓鹏  任一平  
当前山东近海的渔业资源与生态环境面临较大压力,对海洋中的生物多样性水平有着较大影响。为探究山东近海生物多样性的空间分布特征及影响多样性水平的环境因子,本研究基于2017年冬季在山东近海进行的渔业资源和环境调查数据,分析了整体与山东近海3个不同海域的物种数、辛普森多样性(Simpson’s index of diversity)、香农·威纳多样性指数(Shannon-Wiener index of diversity)、皮尔洛均匀度(Pielou Evenness Index)等物种多样性指数的空间分布,利用随机森林算法(random forest)评估了多样性指数与环境因子所构建模型的拟合优度并且探究两者间的依存关系,研究将山东近海分三个区域并将分区作为空间因子加入到算法模型中。结果显示,山东近海的多样性水平空间分布上呈现半岛南部海域高于北方的烟威渔场及其临近海域、莱州湾渔场的趋势。物种数的模型拟合效果较好,方差解释率达到77.46%,而对均匀度指数的拟合效果较差。无论整体海域的模型还是分区模型,海底温度、海底盐度以及海水深度三种环境因子都是对多样性指数最为显著的影响因子,其中水深与海底温度在一定区间内与各个多样性指数间都存在显著正相关性;物种数随海底盐度的升高而升高,两种多样性指数随盐度变化不明显,而离岸距离与均匀度指数呈负相关关系。本研究系统分析了山东近海生态系统的多样性水平,对海洋生态系统长期监测和针对性的海洋管理提供了基础数据支持。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 范得芳  王得祥  柴宗政  胡有宁  保积存  王涛  
【目的】探讨秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性与环境因子间的关系,并确定关键影响因子。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎群落中共设置典型样地30个,分乔、灌、草3层进行群落学调查,通过计测样地物种重要值、Shannon-Wiener物种多样性指数以及海拔、坡度、坡向、坡位、土壤全氮、全磷、全钾、有机质、ph、含水量和土层厚度11个环境因子,采用冗余分析(rDa)探讨锐齿栎群落物种分布与各环境因子间的关系,偏rDa法分析各个环境因子对物种分布的总效应和净效应,用通径分析法探析环境因子对物种多样性的影响。【结果】(1)坡度、土壤全磷和全氮含量对物种分布的净效应达显著水平(p<0.05),且影响强度为坡...
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