DNA条形码技术在鱼类浮游生物鉴定中的应用及研究展望

鱼类浮游生物的准确鉴定是鱼类浮游生物研究的基础。传统的基于形态特征的鉴定不仅费时费力,而且由于缺乏足够信息,鉴定存在困难,导致物种多样性被低估。为了对物种进行准确、快速地鉴定,急需在传统形态分类学基础上,建立并结合便捷准确的分子鉴定手段。DNA条形码技术是利用一段较短的DNA序列实现快速准确物种鉴定的工具,就像在商店里扫描仪读取条形码那样,对每一种生物也能通过快速分析其DNA中的一小段(线粒体细胞色素c氧化酶I亚基,mt COI)加以识别。DNA条形码提供了可信息化的分类标准和有效的分类学手段,已成为近年来生物类群的研究热点。文章介绍了DNA条形码的概念、原理、工作流程及其优点,分析了其在鱼类浮游生物鉴定中的应用可行性,并展望未来鱼类浮游生物学发展的前景:分子技术鉴定鱼类浮游生物相关规范标准的建立,传统形态鉴定与分子方法相结合的分类学研究,以及鱼类浮游生物的生态学研究。     

长江口鱼卵仔鱼资源现状的调查与分析

根据2003年5月至2004年11月长江口海域7个航次、115个站次的鱼卵仔鱼调查采样资料分析,共鉴定出该海域的鱼卵仔鱼51种,隶属10目27科45属;其中,5种仅鉴定到科,4种仅鉴定到属,还有两种未能鉴定。在长江口门附近鱼卵较为集中,绝大部分为凤鲚鱼卵,占鱼卵总数的95.7%,其它小部分分别为鮻、斑点马鲛、长蛇鲻、中华小公鱼、小带鱼以及鲆科的鱼卵。中华小公鱼的仔鱼出现次数最多,占仔鱼总次数的38.4%;凤鲚、虎鱼科、棘头梅童鱼、鮻和斑鱼祭的仔鱼分别占仔鱼总次数的19.7%、14.4%、6.6%、6.2%和3.5%。长江口门内分布的主要仔鱼种类为凤鲚、赤鼻棱鱼是、中华小公鱼等;长江口门以外分布的主要仔鱼种类为凤鲚、鮻、鲆科、小黄鱼和长蛇鲻等;其中凤鲚、中华小公鱼等的仔鱼和鱼卵较多。5月鱼卵仔鱼的种类和数量较多,2月和11月的较少。与历史同期相比,该海域部分种仔鱼类已经消失,棘头梅童鱼等经济种类的鱼卵仔鱼资源补充量急剧下降,表明长江口海域经济种类仔鱼资源已受到衰竭的威胁。     

DNA 条形码在长江口鱼类浮游生物生态学研究中的意义

<正>长江口内接长江,外连东海,是一个相对独立的半咸水水系,其复杂多变的非生物环境,与生物群落构成了一个结构复杂、功能独特的河口区生态系统[1]。长江口及其邻近水域生产力高,饵料丰富,是小黄鱼、带鱼和银鲳等经济种类的重要产卵场和育幼场,也是夏、秋季银鲳、刀鲚、凤鲚、带鱼等鱼     

秋季长江口鱼类浮游生物群落时空结构

根据1998—2009年11月长江口及其邻近海域7个航次的调查资料,探讨了秋季长江口鱼类浮游生物群落种类组成、群落结构及多样性时空变化特征。研究结果显示,7个秋季航次共捕获鱼类浮游生物969个(尾),隶属于10目19科33种,以鲈形目种类最多(7科9种)。秋季长江口鱼类浮游生物以沿岸型种类最多(12种),其次是半咸水(10种)和近海种类(9种),淡水种类最少(4种)。秋季长江口鱼类浮游生物优势种年度间演替显著,对鱼类浮游生物群落丰度贡献最大的种类包括:半咸水型的矛尾鰕虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和前颌间银鱼(Salanx prognathus)、沿岸型的康氏小公鱼(Stolephorus commersonnii)、近海型的鳀(Engraulis japonicus)和带鱼(Trichiurus lepturus)。2004年以后,长江口鱼类浮游生物种类数量、丰度和多样性均显著高于2004之前的调查航次。ANOSIM分析显示,长江口鱼类浮游生物群落结构年度间差异显著,且2007和2009年与其他年度不相似性最高。可以看出,秋季长江口鱼类浮游生物种类组成呈年度变异状态,2004年后长江口鱼类浮游生物群落结构变异最大,多样性呈增加趋势。     

中国大陆近海菖鲉属鱼类新记录种——三色菖鲉(Sebastiscus tertius)的形态特征与DNA条形码研究

2018年4月在浙江省舟山近海海域的渔业资源调查中采集到19尾菖鲉属鱼类标本,经鉴定发现为三色菖鲉(Sebastiscus tertius),为中国大陆近海海域的新记录种。本研究对采集到的19尾三色菖鲉标本拍摄照片并对其进行形态特征以及DNA条形码研究。三色菖鲉具有以下主要形态特征:背鳍数ⅩⅡ-12,胸鳍数18—19,腹鳍数Ⅰ-5,臀鳍数Ⅲ-5;第一鳃弓总鳃耙数6—7+13—17;前鳃盖骨有5枚硬棘,鳃盖骨后沿有2枚硬棘;眶前骨下后角有1枚硬棘;胸鳍处有一明显黑斑。测定了19尾标本的12S rRNA和COI序列,结合GenBank中所有学名为Sebastiscus tertius的同源序列进行分析,发现12S rRNA序列完全一致,可作为该物种的微型DNA条形码,而COI序列中所有个体明显分为两个分支,两者遗传距离达到0.044,表明两分支可能为不同的有效种。COI同源序列分析结果显示, GenBank中学名为Sebastiscus tertius的鱼种与褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)聚为一支,表明GenBank中的Sebastiscus tertius存在错误...     

基于DNA条形码技术的珠江口春季鱼卵和仔稚鱼种类组成和分布特征的研究

采用线粒体COⅠ和12S rRNA基因片段作为DNA条形码,分析珠江口春季鱼卵和仔稚鱼种类组成和分布特征,并探究两种条形码在鱼卵和仔稚鱼种类鉴定中的适用性。研究共扩增样本391个,成功鉴定的鱼卵和仔稚鱼共7目25科42属60种（2种未鉴定到种）。其中,以鲈形目（Perciformes）种类和数量最多,种类数占比为51.6%,数量占比为47.91%;其次为鲱形目（Clupeiformes）,种类数占比为25%,数量占比为34.56%。优势种10种,其中凤鲚（Coilia mystus）优势度最高,为0.071;棘头梅童鱼（Collichthys lucidus）最低,为0.014。COⅠ和12S rRNA基因片段扩增结果显示,鱼卵和仔稚鱼12S rRNA基因片段扩增成功率（95.60%）明显高于COⅠ基因（43.22%）。遗传距离和ABGD分析显示,COⅠ基因种内遗传距离为0～0.005（平均0.003）,种间遗传距离为0.061～0.376（平均0.253）,两者间存在明显的“条形码间隙”,ABGD划分结果与数据库比对结果一致;12S rRNA基因种内遗传距离为0～0.011（平均0.007）,种间遗传距离为0.007～0.487（平均0.283）,龟鰉（Chelon haematocheila）和前鳞龟鰉（Chelon affinis）种间遗传距离与种内遗传距离不形成“条形码间隙”,ABGD将其划分为同一种。系统发育分析显示,在种的分类阶元,所有物种均能聚为独立分支,得到有效区分。综上,线粒体COⅠ和12S rRNA条形码可有效鉴定珠江口大多数鱼卵和仔稚鱼,但是COⅠ基因扩增成功率较低,12S rRNA基因部分近缘物种存在区分困难的情况,两种基因结合使用更能提高鱼卵和仔稚鱼种类鉴定的成功率和准确性。     

印度-太平洋石鲈亚科鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

为探讨DNA条形码基因COⅠ序列在石鲈亚科鱼类物种鉴定的有效性,本研究分析了印度-太平洋区域的石鲈亚科7个属29种鱼类9个个体长度为651 bp的COⅠ基因序列,利用MEGA 5.0计算石鲈亚科种内与种间的遗传距离,并基于最大简约法与最大似然法构建了其分子系统进化关系。结果显示:石鲈亚科鱼类种间遗传距离在0.021—0.240之间,平均遗传距离0.184;种内遗传距离在0.000—0.009之间,平均0.004。其中种间平均遗传距离(0.184)显著大于种内平均遗传距离(0.004),种间遗传距离是种内的46倍。同时,各物种间遗传距离均大于Hebert推荐区分物种的最小种间遗传距离0.02(2%)。基于COⅠ序列构建的系统进化树,同一物种不同个体间均能聚成独立的单系,表明COⅠ基因可作为石鲈亚科物种准确鉴定的有效条形码基因。同时,系统进化树上,石鲈属是非单系类群,主要形成5个分支,而不同分支的种类与其地理分布存在一定的相关性,与近年部分分子系统地理学的研究观点一致。     

微型DNA条形码在鱼类物种鉴定中的适用性研究

以台湾海峡11目38科66属85种355个鱼类样品为研究对象,选取线粒体COⅠ基因中长为313 bp的序列为微型条形码,探讨微型DNA条形码技术在鱼类分类鉴定中的适用性。共获取355条基因序列,序列中T、C、A、G碱基的平均含量占比分别为29.50%、30.10%、24.90%和15.50%;AT含量占比均高于50%。样品种内、种间、属间、科间和目间的K2P （Kimrua 2 Parameter）遗传距离分别为0.37%、18.10%、22.10%、25.40%和27.80%,遗传距离随着分类阶元的提高而增大,种间遗传距离是种内遗传距离的49倍,表明该微型DNA条形码可用于鱼类的分类鉴定,可有助于渔业资源调查和生物多样性保护。     

海洋生物DNA条形码研究现状与展望

海洋生物种类多样,分布广泛,具有复杂性、多样性和趋同性等特点,为了对物种进行更快速、准确地鉴定,急需在传统形态分类学基础上,建立并结合便捷准确的分子鉴定手段。DNA条形码提供了可信息化的分类标准和有效的分类学手段,已成为近年来分类学与生物多样性研究中重要的技术依托。本文概述了DNA条形码当前的发展现状与趋势,并介绍了DNA条形码技术在主要海洋浮游植物(红藻、褐藻、绿藻、硅藻、甲藻)、无脊椎动物(海绵动物、刺胞动物、甲壳动物和软体动物等)和鱼类中的研究进展,以及不同条形码基因针对于不同生物类群的有效性和适用性,指出了目前条形码技术在各海洋类群中存在的主要问题,并对未来的相关工作做了展望,希望为今后我国的海洋生物DNA条形码研究提供理论基础。     

基于COⅠ基因的厦门海域鱼类DNA条形码鉴定

为研究DNA条形码技术在厦门海域鱼类分类鉴定中的可行性,随机选取了厦门海域23种鱼类样品进行COⅠ基因扩增,结果共获取23条序列,平均长度为656 bp,序列中T、C、G、A碱基的平均含量分别为:29.40%、28.10%、18.40%、24.10%.样品种内、种间、科内和目内的遗传距离(K2P)分别为:0.21%,20.50%、24.47%和25.62%,遗传距离随着分类阶元的提高而增大,种间遗传距离明显大于种内遗传距离.所选厦门海域鱼类样品仅蓝圆鯵鉴定到圆鯵属,未能鉴定到种,其余22种全部鉴定到种,表明COⅠ基因序列可以作为鱼类分类鉴定的有效DNA条形码.     

黄河口及附近海域鱼卵和仔鱼种类组成及分布特征

根据2009年5月和8月2个航次对黄河口及附近海域18个站位的鱼卵和仔鱼调查资料,对该水域鱼卵仔鱼的种类组成和数量分布特征进行了分析和探讨.结果表明,鱼卵仔鱼的种类组成和数量分布呈现明显的季节变化特征;春季鱼卵仔鱼种类数高于夏季,平面分布范围大于夏季,主要优势种季节更替明显;与历史同期资料相比,鱼卵仔鱼种类和数量大幅下...     

长江口及其邻近水域鱼卵、仔鱼的种项组成与分布特征

鱼卵、仔鱼作为海洋生物的被捕食者、捕食者,不仅种类多,而且数量大,常是研究海洋生态系统重要的组成部分.通过对鱼卵、仔鱼的调查研究,可了解和掌握鱼类产卵场和产卵期,确定中心渔场的位置和寻找产卵鱼群,鱼卵仔鱼尚决定着资源的补充,从而为资源量的估算提供理论基础.     

黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化

为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了综合研究。结果表明,4年调查共采获鱼卵3 829粒,仔稚鱼234尾,隶属于7目14科15属。鱼卵的主要优势种为鳀（Engraulis japonicus）和短吻红舌鳎（Cynoglossus joyeri）,仔稚鱼的主要优势种为斑鰶（Konosirus punctatus）和虾虎鱼科未定种Gobiidae sp.。生物多样性各指数均以2015年最高,2018年最低。利用R语言对鱼卵、仔稚鱼年间种类组成相似性进行聚类,将4个调查年份划分为3组,各分组之间主要的分歧种均为鳀。生物多样性各指数与环境因子之间皮尔逊相关性分析表明,盐度与鱼卵、仔稚鱼生物多样性的关系较为密切。分析认为,黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落分布和多样性的年间变化特征体现了鱼类对环境变异的响应。     

Simulating the influence of various nutrient sources on hypoxia off the Changjiang River Estuary

Hypoxia is increasingly reported off the Changjiang River Estuary with the confluence of multiple high volume nutrient sources. The Regional Ocean Modeling System coupled with a biological model was used to analyze the effect of different nutrient sources on the development of hypoxia off the Changjiang River Estuary. By comparing to observed data, our model suitably captured the regional dynamics of chlorophyll a, dissolved oxygen, and nutrient concentration. A series of sensitivity experiments were conducted to investigate the hypoxia response to the various nutrient sources, such as loading from the Changjiang River, Kuroshio and Taiwan Warm Current. Our model results indicated that nutrients from different sources significantly influenced the hypoxia off the Changjiang River Estuary, and it was mostly affected by nutrients sourced from the Kuroshio. The nutrients input from the Changjiang River had larger impacts on the hypoxia in the north of 30°N than that in the south of 30°N. The nutrients sourced from the Taiwan Strait had a least influence on the hypoxia off the Changjiang River Estuary.     

On new species and records of Hydroidomedusae from the Changjiang River Estuary and its adjacent waters

1 IntroductionSamples of medusae collected from 37 stationsof the Changjiang River Estuary ( 28°0. 00′~32°19.60′N,121°6.52′~124°0.00′E) during14 ~16 June 2003,Altogether,164 qualitative andquantitative samples of the plankton are analyzed,and 49 s     

春季长江口外上升流的月际变化——以123°E断面为例

上升流是长江口外海域的重要水文现象,为深入了解该海域上升流的活动特征及其月际变化,于2015年春季(4月、5月和6月)对长江口外海域的水文环境进行逐月综合调查,并以123°E断面为例进行分析。结果显示,在春季调查期间,长江口外海域始终存在上升流现象,是由台湾暖流挟带底层高盐海水自南向北不断推进,并在长江口外海域沿海底斜坡涌升而形成。上升流强度在春季逐月增大,表现为:上升流涌升高度逐月变浅,至6月高盐上升流水体的涌升高度已普遍抬升到约15 m以浅水层,最高达到约10 m水深处;其影响范围不断向北扩展。春季,上升流活动区上层海水的温、盐特征逐渐由相对低温、高盐转变为高温、低盐;位于下层的上升流水体的温、盐特征比较稳定,变化幅度较小;上升流活动区的温、盐跃层现象总体呈现出逐月增强的趋势,盐度跃层现象尤为显著,其水平分布呈现出自南向北逐月扩大的变化趋势;跃层深度不断抬升。调查结果的月际变化特征表明,台湾暖流北进强度的逐月增大是导致春季长江口外上升流活动不断增强的主要因素;随着春季低盐长江冲淡水的强度和范围逐月增大,其与下层上升流挟带的高盐涌升水之间的跃层效应逐渐增强,对下层上升流的涌升有抑制作用;春季苏北沿岸流活动对该海域上升流现象的影响不显著。     

长江口及其邻近海域水螅水母纲新种和新记录记述

长江口及其邻近海域水螅水母纲有49种,隶属于26科,34属,其中有2个新种:瓣高手水母(Bougainvillia lamellata n.sp.)、单管玛拉水母(Malagazzia monocanalis n.sp.)和2种我国新记录:橙黄高手水母(Bougainvillia aurantiaca Bouillon,1980)、玫瑰太阳水母[Solmaris rhodolma(Brandt,1838)],此外,我国记载的束状高手水母[Bougainvillia ramosa(van Beneden,1844)]订正为鳞茎高手水母(B.muscus(Allman,1863)).     

近30a来长江口海域生态环境状况变化趋势分析

在过去近30a监测结果基础上,对长江口海域生态环境变化趋势进行了分析。结果表明,近30a来,长江口海域水体中无机氮和活性磷酸盐呈现上升的趋势,重金属(铜、铅、镉和总汞)在一定范围内波动;浮游生物的种类数年际变化较大,浮游植物中硅藻比例有所下降,甲藻所占比例有所上升,浮游动物中桡足类的比例下降。讨论了长江径流输沙量与环境因子之间的相关性,发现硅酸盐的含量与输沙量呈显著正相关,且硅酸盐的减少与海域硅藻比例的减少具有一定相关性。长江口及其邻近海域环境与生态状况有所下降,特别是本世纪以来,海域的主要污染物仍为无机氮和活性磷酸盐,生物状态基本稳定在一个较低的水平上,近年来虽偶有波动,但没有明显改善的趋势。