黄东海间遗传连通性多物种案例分析与启示

黄东海是太平洋重要的边缘海,拥有丰富的海洋生物多样性资源,但在气候变化及人类活动的双重胁迫下,黄东海面临生物多样性衰退等问题,亟需加强保护。保护区网络被认为可有效防止或减缓人类活动和气候变化对生物多样性的负面影响,但连通性作为保护区网络的重要参数却很难直接测量。因此,本研究希望通过梳理已发表的黄东海间遗传连通性文献来揭示黄东海区域内的保护区是否形成网络。通过搜集已发表的137篇文献,共获得175个研究案例。超过半数的案例(65.71%)认为黄东海之间具有显著的遗传分化,这也意味着跨生态区群体间具有较低的遗传连通性。在总结影响因素时发现长江冲淡水、生境异质性、空间距离、进化过程、生活史(较短的浮游幼体期)、洋流等6个因素阻碍了黄东海群体间的遗传连通性,而洋流、生活史(较长的浮游幼体期)等2个因素促进了遗传连通性。进一步分析发现黄东海群体间的遗传连通性与空间距离呈显著的负相关,而与浮游幼体期呈正相关。因此,根据本研究结果,建议未来保护区网络建设应针对黄、东海生态区分别构建网络,在网络设计时应考虑保护对象的扩散能力及保护区间的空间距离。本研究不仅为构建涵盖黄东海的海洋保护区网络提供理论基础,...     

基于F型mtDNA D-Loop的厚壳贻贝(Mytilus coruscus)群体遗传多样性研究

为研究东海区厚壳贻贝(Mytilus coruscus)遗传多样性,以厚壳贻贝F mtDNA D-loop为标记,对浙江省舟山嵊山岛、宁波渔山岛、温州南麂岛、福建省宁德湾和莆田南日岛五个海区的厚壳贻贝群体进行了遗传分析。结果表明,厚壳贻贝各群体的遗传多样性差异不明显,在5个群体中,宁德群体的遗传多样性相对最丰富;将5个群体作为一个整体时,呈现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性。对厚壳贻贝5个群体间的遗传分化系数(Fst)和基因流(Nm)进行检测,结果显示群体间Fst值都很低,但Nm值都很高(Nm绝对值1),表明5个群体间存在丰富的基因交流。但宁德群体与浙江沿海的3个群体(嵊山、渔山、温州)的Fst值相对较高,且差异显著(P0.5),表明宁德群体与这3个群体间出现遗传分化。本研究旨在为海洋经济贝类资源的保护管理提供理论依据。     

山东半岛南北两侧海域真核浮游生物群落特征及与环境因子的相关性分析

为了解山东半岛南北两侧的烟台崆峒岛(KTD)海域和日照东港(DG)海域真核浮游生物群落特征,采用高通量测序技术,以18S rDNA V4区为目标基因,对2017年10月至2018年7月两海域的真核浮游生物多样性进行了检测;同期测定两海域的环境因子(溶解氧、氨氮含量等10个理化指标),并与真核浮游生物丰富度做相关性分析。实验结果表明:通过高通量测序技术共鉴定出浮游生物455种,其中,KTD海域共检测出真核浮游生物36个门类424种;DG海域共检测出真核浮游生物34个门类365种。绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatomea)是两海域浮游植物中整体丰度最高的门类。KTD海域,绿藻门各月丰度在3.0%—21.3%之间,其中2018年7月(K1807)最高,达到了21.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—16.59%之间,其中2018年2月(K1802)最高,达到了16.59%。DG海域,绿藻门各月丰度在2.0%—12.3%之间,其中2017年11月份(D1711)最高,达到了12.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—47.0%之间,其中1月(D1801)最高,达到了47.0%。占优势地位的浮游动物主要是节肢动物门类的物种,其每月丰度分别在6.0%—38.9%和7.6%—48.6%之间。环境因子相关性分析表明水温、DO、pH、硅酸盐、硝酸盐氮等环境因子为影响该海域浮游生物群落结构的主要因子。研究结果对了解双壳经济贝类养殖区饵料组成及其在时空的变化,对海岸带食物网、生态基础管理和海洋经济贝类养殖生产等方面提供数据支撑。     

ATS藻板与自然礁石上藻群生物多样性的比较

ATS(algal turf scrubber)系统是一种利用潮间带藻类高效去除富营养化水体中氮(N)、磷(P)元素的水质净化系统, 藻类是支持整个系统最重要的组成部分, 其群落结构与水质净化效果密切相关。该研究基于Illumina MiSeq平台的高通量测序技术对海水水族缸的ATS系统中藻板样品和自然礁石上的藻类进行多样性分析。18S rDNA研究结果表明, ATS系统中经筛选得到藻类优化序列21390条, 其中对丝藻属Antithamnion占主要地位, 占序列总数的22.79%, 其次19.07%序列归入斜纹藻属Psammodictyon; 宋井、展南亭、后宅3个地区的藻类经筛选分别得到88435、87129、106458条优化序列, 主要为分枝色指藻属Chroodactylon、宽果藻属Mastocarpus和日本马泽藻属Mazzaella。ATS系统和自然环境样品共有的优势藻为骨条藻属Skeletonema和仙菜属Ceramium。本实验在研究ATS系统与自然礁石上的藻类群落相似性的同时, 深入探究了其群落结构的差异性, 为进一步优化ATS系统的功能提供了理论依据。     

大洋铁锰结核的微生物成矿过程及其研究进展

深海铁锰结核作为世界上潜在的巨大金属宝库已成为当今开发海底矿藏的热点,因而深入了解铁锰结核成矿过程成为其开发利用的先决条件。研究发现多金属铁锰结核中的铁锰矿物不仅仅是由单纯的物理作用形成的,同时也包含了海洋生物驱动的生物矿化的过程。本文介绍了运用分子生物学、矿物学和地球化学等多学科的研究方法对大洋中铁锰的生物成矿过程和成矿特征的研究。深海铁锰结核的生长速率缓慢且其生长演化伴随着微生物群落的活动,因此结核的生长过程同时也记录着不同时期微生物群落结构的变化并生成了大量的微生物化石。在铁和锰的生物矿化过程中,细菌可以通过酶促反应氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ),同时可能伴随生物能量的生成,此外微生物还可以通过非酶促反应的方式促进Fe和Mn的富集沉淀。这些研究表明生物矿化作用在大洋铁锰结核成矿过程中有巨大贡献,对大洋铁锰结核的生物成因过程提供更加全面准确的理解,从而为今后进一步充实大洋铁锰结核的生物矿化理论及其开发利用提供依据。     

中国近海外来囊藻(Colpomenia peregrina)种群遗传多样性研究

外来囊藻(Colpomeniaperegrina)是一种在潮间带分布广泛的褐藻,它能附着在牡蛎壳上进行跨海区扩散,因而是研究生物多样性变动和生物地理格局形成的良好模型。外来囊藻在中国沿海虽有分布,但关于其种群遗传多样性和分化研究的报道尚为空白。本研究采集了中国近海13个外来囊藻种群样本。通过扩增301条线粒体cox3序列,发现了26个单倍型;通过重建单倍型网络图和基于最大似然法与贝叶斯法重建系统进化树,发现外来囊藻种内遗传多样性较高, 13个种群划分为3个遗传世系,其中浙江南麂列岛的7个种群组成遗传世系A,辽宁和山东的样本则分化为遗传世系B和C。中国近海外来囊藻的这种种群遗传结构可能源于更新世末次盛冰期黄渤海、东海边缘海的环境变化和海平面的大幅下降。遗传世系A具有的较高单倍型多样性,其原因可能是南麂列岛独特的地理位置和潮间带环境的共同作用。     

基于SLAF测序分析3个塔形马蹄螺群体的遗传结构和多样性*

塔形马蹄螺(Tectus pyramis), 海洋软体动物, 广泛分布于中国深圳大鹏湾、海南岛、西沙和南沙群岛的珊瑚礁生态系统中。文章采用特异性位点扩增片段简化基因组测序技术(SLAF-seq)对来自深圳(SZ)、三亚(SY)和西沙(XS)的塔形马蹄螺群体的遗传多样性和结构进行分析。通过测序共获得115.74Mb读长数据, 平均测序深度为337.87倍, 测序质量值(Q₃₀)平均为94.07%。研究获得118679个多态性SLAF标签, 获得846502个高度一致的群体单核苷酸多态性位点(SNPs), 其中有155个显著差异SNPs。3个群体的平均观察杂合度(H_o)和期望杂合度(H_e)值分别为0.1441~0.1611和0.2537~0.2695。平均多态性信息含量(PIC)为0.2048~0.2176。通过系统发育树分析、主成分分析和聚类分析, 将45个个体大致分为3个类群, 每个群体的所有个体都可以聚类成一个类群。SZ和SY群体的遗传结构相似, 遗传距离最低(0.2510), 遗传分化系数F_st值最低(0.0818)。但XS与其他两个群体间的遗传分化明显, 尤其是XS和SZ群体(F_st=0.1868)。3个群体的遗传分化可能与海流和地理位置有关。     

胶州湾中部海域秋、冬季大型无脊椎动物群落结构及多样性研究

根据2008年9月~2009年2月在胶州湾中部海域进行的逐月定点底拖网调查,对该海域秋、冬季大型无脊椎动物群落结构及多样性变化进行了初步研究.结果表明,胶州湾秋、冬季共捕获大型无脊椎动物60种,其中甲壳动物和软体动物是主要的无脊椎动物类群;优势种组成具有较明显的月间变化,主要为口虾蛄Oratosquilla oratoria、短蛸Octopus ocellatus、脊腹褐虾Crangon affinis等湾内定居性种类及洄游性较小的种类.Margalef种类丰富度指数范围为1.998~4.669,自9月起逐月递减,11月达到最低值,随后又逐月升高,2月达到最高值;Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数范围分别为1.325~2.500和0.422~0.693,逐月变化趋势与物种丰富度指数基本一致.多样性指数与海域温度、盐度和深度等环境因子均无显著性相关.多元统计分析表明,胶州湾中部海域秋、冬季大型无脊椎动物群落可划分为2个时间组群;组群间群落种类组成结构差异不显著.     

Seasonal variations of phytoplankton diversity in the Coleroon coastal waters, southeast coast of India

The results of an investigation carried out during June 2005 to May 2007 on physico-chemical parameters,species composition and community structure of phytoplankton including Chlorophyll a(Chl-a) at the Coleroon coastal waters(Southeast coast of India) are reported.Air and surface water temperatures(°C) varied from 25.1 to 30.1 and from 24.5 to 28.5 respectively.Salinity values varied from 6 to 28.5 and the pH ranged between 7.0 and 8.3.Variation in dissolved oxygen content was from 3.1 to 7.5 mg/dm-3 while the light extinction coefficient values(LEC) ranged between 3.1 and 10.1 cm.The ranges of inorganic nutrients(μmol/dm-3) viz.,nitrate,nitrite,phosphate and silicate were 10.1-23.4,1.2-8.9,0.2-3.1 and 55-125,respectively.The ranges of Chlorophyll a(μg/dm-3) values was 2.0-7.5.Presently,124 phytoplankton species representing different classes viz:Bacillariophyceae(77),Dinophyceae(19),Cyanophyceae(15),Chlorophyceae(10) and Chrysophyceae(3) were recorded.The phytoplankton cell abundance varied from 0.290 to 111.662 cells/cm-3,with peak diversity(3.38 bits/ind.) during summer season.The maximum abundance was found during summer season coinciding with the stable hydrographical conditions.The seasonal distribution and abundance of phytoplankton are discussed in relation to hydrographical parameters.Canonical Correspondence Analysis(CCA) was applied in this paper for discriminating environmental factors having effect on phytoplankton community at species level.Coleroon coastal water is subjected to long term fluctuations in physico-chemical parameters depending upon the seasonal tidal amplitude and freshwater influx resulting in a continuous exchange of organic,inorganic,plant and animal matters.     

舟山群岛不同底质潮间带夏季大型底栖动物的群落结构特征

2006年7—8月,对舟山群岛12个岛屿的不同底质潮间带设置的14条断面进行了大型底栖动物群落结构特征的调查,并进行了相似性群落聚类分析、非参数多维标序(nMDS)及丰度/生物量比较ABC曲线分析。结果显示,采集到的大型底栖动物共69种,其中软体动物39种、节肢动物20种、腔肠动物4种、环节动物3种,脊索动物3种。优势种为珠带拟蟹守螺Cerithidea cingulata、泥螺Bullacta exarata、紫贻贝Mytilus edulis、日本大眼蟹Macrophthalmus japonicus、日本笠藤壶Tetr-aclita japonica和沙蚕Nereis succinea。14条潮间带断面大型底栖动物的平均生物量为1 941.96g/m2,平均丰度为1 663个/m2,多样性指数(H′)、均匀度指数(J′)和丰富度指数(D)平均值分别为1.910,0.749,1.815。与20世纪80—90年代相比,舟山海域潮间带大型底栖动物种类数急剧下降,优势种也有所变化,但其生物量与多样性指数变化不大。舟山群岛潮间带大型底栖动物可划分为2个群落,即岩相断面群和泥沙滩断面群。泥沙滩断面的底栖动物群落已受到扰动,群落稳定性下降,而岩礁断面生态环境好于泥沙滩断面,底栖动物群落尚未受到扰动。舟山海域潮间带底栖动物群落结构发生变化的主要原因是滩涂围垦、水产养殖与海岸工程等人为干扰作用。