中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海所在eDNA技術(shù)解析多維度魚類群落 多樣性研究方面取得突破

　　近日，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所院級(jí)南海漁業(yè)資源調(diào)查與評(píng)估創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和所級(jí)南海珍稀瀕危動(dòng)物保護(hù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在eDNA技術(shù)解析多維度魚類群落多樣性研究方面取得突破，評(píng)估了eDNA技術(shù)揭示多維度魚類多樣性的可行性，強(qiáng)調(diào)了eDNA技術(shù)克服傳統(tǒng)方法在評(píng)估系統(tǒng)發(fā)育多樣性方面局限性的價(jià)值。相關(guān)研究成果以“Advancing fish diversity monitor in degraded marine ecosystem with environmental DNA approach: Unveiling hidden riches”為題發(fā)表在國(guó)際生態(tài)學(xué)領(lǐng)域期刊《Ecological Indicators》（聯(lián)合培養(yǎng)研究生蔣佩文為第一作者，李敏和陳作志為通訊作者）。

 

　　從多個(gè)維度理解魚類多樣性對(duì)于深入了解魚類群落、維護(hù)多樣性水平具有重要意義。傳統(tǒng)的物種多樣性評(píng)估主要關(guān)注分類多樣性（taxonomic diversity，TD），即物種豐富度，往往忽視了物種間固有的生態(tài)差異。為了解決這些局限性，功能多樣性（functional diversity，F(xiàn)D）和系統(tǒng)發(fā)育多樣性（phylogenetic diversity，PD）等指標(biāo)被引入，以更全面了解群落的生態(tài)功能和適應(yīng)環(huán)境變化的潛力。然而系統(tǒng)發(fā)育多樣性評(píng)估需要采集群落中每個(gè)物種的遺傳信息，這對(duì)傳統(tǒng)的采樣方法構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，開發(fā)簡(jiǎn)單易用的多維度魚類多樣性研究方案顯得尤為重要。

 

　　南海所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)的魚類多樣性多維評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合拖網(wǎng)手段解析了南海北部陸架海域魚類群落結(jié)構(gòu)時(shí)空變化特征以及與環(huán)境因子的關(guān)系。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)選擇南海北部200米水深以淺的海域作為研究區(qū)域，分別于夏季和冬季采集多個(gè)站點(diǎn)的水樣，并同步進(jìn)行了底拖網(wǎng)采樣和環(huán)境數(shù)據(jù)采集。通過eDNA宏條碼技術(shù)解析了魚類物種組成，從α多樣性和β多樣性層面評(píng)估了TD、FD和TD。

 

　　通過eDNA方法分別在夏季和冬季檢測(cè)到338種和308種魚類。eDNA鑒定的物種分別占夏季、冬季和總體底拖網(wǎng)檢測(cè)到的物種的52.2%、57.1%和54.9%。群落結(jié)構(gòu)差異與地理距離有較強(qiáng)的相關(guān)性，北部灣與東部大陸架區(qū)的魚類群落呈現(xiàn)出顯著差異。

 

　　在α多樣性方面，南海北部夏季的魚類分類多樣性（species，225 vs.102）、功能多樣性（FRic，0.51 vs.0.19）以及系統(tǒng)發(fā)育多樣性（PD，26.27 vs. 15.81）均高于冬季。在β多樣性方面，物種替換（Replacement）對(duì)總體β多樣性的貢獻(xiàn)大于豐富度差異（Richness difference）的貢獻(xiàn)，說明季節(jié)間群落結(jié)構(gòu)的差異主要由物種替換驅(qū)動(dòng)。結(jié)果表明南海北部魚類在夏季更為豐富和活躍，而在冬季表現(xiàn)出更顯著的空間分布差異，如遷移到緯度較低、溫度較高的地區(qū)過冬。此外，利用水環(huán)境和地理環(huán)境因素解釋了南海北部魚類α和β多樣性的變化：夏季魚類群落結(jié)構(gòu)更多地受到水環(huán)境因素的影響，而冬季則更多地受到地理因素的影響。

 

　　該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目資助。

 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160x24003509