基于环境DNA宏条形码技术的水体无脊椎动物多样性研究：以广州海珠湖为例

于2021年1月,利用环境DNA宏条形码（eDNA）技术,对广州海珠国家湿地公园海珠湖的水体和沉积物进行无脊椎动物多样性和群落结构调查,并比较了eDNA和传统形态学鉴定对浮游动物的检出能力。结果表明：eDNA检出海珠湖无脊椎动物9门16纲34目71科93属137个可操作分类单元（OTUs）;其中,水采样品中共检出9门50属68个OTUs,网采样品中共检出6门27属35个OTUs,沉积物休眠卵样品中共检出9门70属103个OTUs。水采和网采样品中,主要的无脊椎动物均为轮虫动物门和节肢动物门;沉积物中主要的无脊椎动物为环节动物门和节肢动物门。沉积物休眠卵OTU丰富度最高,水采样品的OTU丰富度高于网采样品。比较浮游动物的形态鉴定和eDNA鉴定,发现后者在属水平上能鉴定出更多的种类;形态学鉴定的桡足类（100%）和多数轮虫（58.82%）可被eDNA注释出,而eDNA注释出的多数桡足类（71.43%）和轮虫（58.82%）在形态学鉴定中未发现;eDNA未注释出枝角类。结果表明,eDNA在无脊椎动物调查中具有较高的应用潜力,与传统形态学鉴定组合应用能更全面地了解无脊椎动物的种类和水生生物多样...     

山东近海赤潮物种多样性研究进展

山东近海浮游植物多样性很高,其中包括很多能够引发赤潮的赤潮物种。在气候变化和人类活动的双重影响下,山东近海赤潮事件的规模越来越大,赤潮暴发频率也越来越高,给生态环境及人类健康带来负面影响,从而引起越来越大的关注。为系统了解山东近海的赤潮物种多样性,评估潜在的赤潮暴发事件,对过去84年间(1936～2019年)完成的以山东近海浮游植物为研究对象的生态研究项目进行了全面的文献检索,并对文献报道的结果进行了整理和分析。这些生态研究项目基本都采用了基于形态特征的方法对浮游植物进行了物种鉴定。对检索到的119个生态研究项目的鉴定结果汇总得到659种浮游植物,其中包括155种赤潮物种,以硅藻(78种)和甲藻(67种)为主,还包括棕鞭藻(5种)、定鞭藻(2种)、隐藻(1种)、未定类的三深碎裂藻(Ebriatripartite)和红色中缢虫(Mesodinium rubrum)。鉴定频率最高的赤潮物种包括中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、夜光藻(Nocti...     

上海淀山湖水生高等植物现状及其近30年变化

于2009年8月至2010年5月调查淀山湖水生高等植物现状.并结合历史资料分析其近30年变化,探讨水生植被的发展趋势及退化原因.淀山湖现有水生高等植物29种,隶属18科,25属,栽培种、外来种比例较过去升高.30年来水生植被(尤其是沉水植被)面积严重萎缩,主要植被类型从沉水植物占优势转变为漂浮植物占优势,沉水植被主要优...     

中国海洋浮游植物和赤潮物种的生物多样性研究进展(三):南海

中国南海是世界上最大的边缘海之一,位于印太交汇区的北端。独特的地理环境和气候条件使其生态环境极其复杂,使得南海海域的赤潮具有特殊性和典型性。近20年来,南海赤潮现象呈攀升态势,对水产养殖业、滨海旅游业、海洋生态系统及人类健康都有着严重的危害。为了系统了解南海海域浮游植物,尤其是赤潮物种的种类组成、相对丰度及年际变化,本文对近30年间(1987—2018)南海海域涉及浮游植物调研的44个航次数据进行了统计和比较分析,共记录到500种浮游植物、65个鉴定到属的未定种和1个未定类的三深碎裂藻。其中,硅藻(289种和37个未定种)和甲藻(186种和21个未定种)占绝大多数,包括赤潮物种149种。其中大部分浮游植物尚未得到系统的分子鉴定。比较发现不同航次报道的物种数目相差较大,种类相似度不高,硅藻和甲藻的相对优势地位无明显演替现象。南海海域最常见的赤潮物种以硅藻为主,包括菱形海线藻、中肋骨条藻、洛氏角毛藻、尖刺拟菱形藻、柔弱拟菱形藻、球形棕囊藻、夜光藻和锥状斯氏藻。本文将为比较研究不同海域赤潮物种的生物多样性,解读宏基因组学及宏条形码分析结果提供参考。     

海洋生物诞生过程、新资源发掘与高值利用

本文以46亿年来地球、海洋及生命的形成与演化为主线,简要回顾了生命体由简单到复杂、从低级向高级、从水生到陆生逐级演化的历史进程,以及重大环境变化事件对生物毁灭性灭绝、生物适应与多样性演化的影响,阐明海洋尤其热带海洋在生命诞生、孕育及庇护等过程中所发挥的不可替代作用。同时,分析了热带海洋生物资源多样性中心形成的重要自然环境因素及可能机制。并针对印太交汇区深海极端环境微生物生态系统、浅海典型的海草/藻床、珊瑚礁、生物多样性和热带渔业资源,论述了热带海洋生物多样性资源的保护、发掘与高值开发利用。     

印太交汇区海洋生物多样性中心形成演化机制研究进展与展望

印太交汇区是当前全球海洋生物多样性的中心,中心的形成演化是地质历史、气候、海洋环境和生命过程协同作用的结果。本文从印太交汇区海洋生物多样性分布格局、形成演化、成因假说与环境驱动机制等角度,概述了相关研究进展,并梳理了研究存在的问题。迄今对印太交汇区多样性中心形成的关键过程和机制的认识仍相当有限。基于近岸浅海研究判定的全球海洋生物多样性中心,是否可推及深海仍然未知,对深海生物多样性分布格局及源汇机制依然不明。未来近海研究应避免对已有研究的重复,关注深海,实现重点突破。对于诸多假说的验证和科学问题的解释,需打破常规,基于今古结合和多学科交叉开展研究。通过古生物与气候环境演化记录,揭示驱动生物演化的环境要素;通过现生生物地理及分子证据,揭示生物适应演化机制与扩布路径;通过生物与海洋流体结构及动力学耦合,揭示相关生物-物理-生态过程。基于多圈层视角的研究可望系统阐释印太交汇区海洋生物多样性中心形成演化过程与机制,取得理论上的突破。     

Evaluation of aquatic ecological systems through dynamics of ichthyofaunal diversity in a Himalayan torrential river,Murti

The biodiversity hotspot region of the Eastern Himalayas consists of a vast freshwater network enriched with species diversity. Many small-scale torrential rivers and water reaches contribute to the species pool of all the major rivers by converging downstream. These reaches are most likely to be degraded at a faster rate as compared to the large-scale rivers following an increased rate of urbanization, habitat alterations, and changing climatic conditions. Therefore, this study aims to explore River Murti, which is a representative small scale river system characterized by a large altitudinal gradient and a diverse watershed area. Ichthyofaunal diversity (i.e., diversity, evenness & richness) and 21 environmental variables are measured through a tri-seasonal sampling effort conducted along 14 selected locations. A total of 41 fish species (including species belonging to 4 Near Threatened, 8 Vulnerable, and 1 Endangered) are found inhabiting this river. Ichthyofaunal assemblage is found to be primarily modulated by habitat diversity and landscape variables. Three Aquatic Ecological Systems (AES) have been identified along this river in a top-down approach based on recorded environmental variables. We have calculated an observed/expected ratio for each diversity indices along 14 locations based on predicted temporal variability using boosted regression (BRT) models. The evaluation of diversity status has been kept at 0.5 to account for a 50% loss or deviation from observed (O/E50). This evaluation has been successfully used to delineate AES1 with majorly “Impaired” status and thus ensures its importance in terms of species conservation. Our study indicates the contribution of 11 major environmental drivers modulating the species assemblage patterns in these AES. Amongst them, altitude, substrate coarseness, river morphology, and shelter availability are strongly associated with species diversity as per the BRT models. These underlying factors are also correlated with “basin pressure,” suggesting that anthropogenic disturbances, as well as the changing climate, might play an important role in the gradual change in environmental conditions, which in turn could cause a shift in species assemblage structure.     

洱海湖滨区蜻蜓物种多样性与环境影响因子关系初探

为探究洱海湖滨区环境因子与蜻蜓物种多样性之间的关系,2014年5月至2017年5月对洱海10个样点进行实地调查,记录植物20科46种,共采集蜻蜓11科22属28种1448个体,并对环境因子与蜻蜓多样性进行相关性分析.结果表明蜻蜓成虫多样性与植被丰富度、湿生植被覆盖度、挺水植被覆盖度和沉水植被覆盖度均呈正相关,与浮水植物覆盖度和人为干扰程度呈负相关;稚虫多样性与湖底底质和水体溶解氧呈正相关,并对结果进行了讨论.研究结果给洱海蜻蜓栖息地的保护及湖滨缓冲带生态修复提供了有益的参考和数据支持.     

鄱阳湖流域蚌类环境DNA宏条形码引物的筛选验证

环境DNA技术是一种非侵入、高灵敏、高效率且对环境无破坏性,对生物体无损伤的调查工具.为了筛选适合于蚌类环境DNA生物多样性研究的宏条形码引物,本研究通过对鄱阳湖流域24种常见蚌的基因组DNA进行普通扩增和高通量测序筛选了11对引物(设计了9对通用引物及从相关文献中引用了2对引物),结果显示引物cyt b和16S rRNA具有良好的扩增效果和高辨别度.进一步用环境样本(n=6)并结合传统采样技术对这2对引物进行验证,结果表明:使用引物16S rRNA共注释到蚌科物种6属8种,蚌科物种序列占总序列数的26.69%;而使用引物cyt b共注释到蚌科物种4属6种,蚌科物种序列占总序列数的6.60%.引物16S rRNA更适合用于蚌类环境DNA生物多样性研究的宏条形码引物.在生物多样性监测中环境DNA技术可以作为传统方法的有效补充,且同时使用多对引物,可增加可信度和检测率.     

三峡库区汉丰湖鱼类群落结构的季节变化

为了解汉丰湖鱼类群落结构的季节变化特征,以便为汉丰湖鱼类资源的合理利用及保护提供理论依据,于2014年12月、2015年4、7和10月按季度共4次对汉丰湖鱼类群落结构进行调查与分析.结果表明:共采集到鱼类8538尾,38种,隶属于5目9科32属;其中,鲤形目鱼类有28种,占总物种数的73.68%.鱼类组成以湖泊定居性种类为主,瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)、蛇鮈(Saurogobio dabryi)、银鮈(Squalidus argentatus)、鲫(Carassius auratus)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)、鲤(Cyprinus carpio)和贝氏(Hemiculter bleekeri)为汉丰湖的重要优势种,占总尾数的67.45%.汉丰湖鱼类群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielous均匀度指数和Margalef丰富度指数在冬季最高,而Pielous均匀度指数在不同季节相对稳定.Jaccard群落相似性指数较高,季节间种类相似度较高.鱼类群落稳定性分析表明,冬季稳定性最高,其次为春季,夏季稳定性最低.湖泊生境尤其是水位的变化对汉丰湖鱼类群落结构影响明显.